其实从大三的时候就接触过一些嵌入式linux的东西，只不过当时基础不扎实，周围的师兄和老师也没有能弄明白的，苦苦弄了一年之后还是决定先暂时放弃。后来扎实的学过了stm32和软件编程后，基本的设计思路已经清晰了，所以打算开始学习实践一下三年前未完成的夙愿。
今天先从最简单的led程序说起，简单的弄明白了，复杂的也不会有多难了，闲话少说，开始整理思路。我选用的开发平台是mini2440开发板，在友善之臂的配套开发板中，有其内核源码和简单的几个例子，今天就从他们给出了led例子说起（hello例子太白痴了，实在是不想浪费时间整理这东西了）。
先打开led.c文件，代码比较简单，直接贴出来了：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
int main(int argc, char **argv)
{
int on;
int led_no;
int fd;
if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||
on < 0 || on > 1 || led_no < 0 || led_no > 3) {
fprintf(stderr, "Usage: leds led_no 0|1\n");
exit(1);
}
fd = open("/dev/leds0", 0);
if (fd < 0) {
fd = open("/dev/leds", 0);
}
if (fd < 0) {
perror("open device leds");
exit(1);
}
ioctl(fd, on, led_no);
close(fd);
return 0;
}
先解释以下这几个头文件，别看简单，对于初学者来说，不弄明白还是心理有阴影的，呵呵。
stdio.h 意思就是说带缓冲的标准输入输出，所以用到标准输入输出函数时，就要调用这个头文件。
stdlib.h 即standard library标准库头文件，头文件里包含了C、C++语言的最常用的系统函数。
unistd.h 是POSIX标准定义的unix类系统定义符号常量的头文件，包含了许多UNIX系统服务的函数原型，例如read函数、write函数和getpid函数。
ioctl.h ioctl()是I/O操作的杂货箱，很多事情都要依靠它来完成。除了摄像头，视频采集卡之类的与video相关的操作其实也都与此类似。ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。它的调用个数如下：
int ioctl(int fd, ind cmd, …)；
其中fd就是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd就是用户程序对设备的控制命令，至于后面的省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，有或没有是和cmd的意义相关的。
好了，下面我一点点深入去分析，
int on; //定义led的状态，0或者1；
int led_no; //定义控制哪个LED，0-3，一共四个
int fd; //led设备文件描述符的变量
if (argc != 3 || //判断命令输入参数个数，我到现在也还没有弄明白这个参数有什么作用！
sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || //表示要操作的LED，sscanf(a,b,c);表示将a以b的形式给c。返回匹配的值的个数。%d表示以整型的形式。
sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 || //表示led的状态。
on < 0 || on > 1 ||
led_no < 0 || led_no > 3) {
fprintf(stderr, "Usage: leds led_no 0|1\n");
exit(1);
}这段代码的意思可以这么理解：如果要操作的LED不存在，或者如果操作LED的状态不存在，或者LED状态值超出范围，或者要操作的LED代号超出范围，那么系统默认为打开失败，程序自动关闭。
fd = open("/dev/leds0", 0);
if (fd < 0) {
fd = open("/dev/leds", 0);
}
if (fd < 0) {
perror("open device leds");
exit(1);
}这段代码的意思是，先打开驱动文件leds0，如果不存在leds0，则打开leds驱动，如果仍然不存在，表示没有这个驱动，程序退出。
ioctl(fd, on, led_no); //执行led操作，对led_no执行on操作。
close(fd);//关闭驱动
return 0;
程序调用驱动相对比较简单一些，下面详细论述一下驱动文件的含义，驱动文件是位于linux-2.6.32.2/drivers/char中的mini2440_leds.c文件。下面一步一步分析驱动程序的代码。
static unsigned long led_table [] = {
S3C2410_GPB(5),
S3C2410_GPB(6),
S3C2410_GPB(7),
S3C2410_GPB(8),
};这段代码表示连接led的GPIO管脚的宏，定义在/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h，打开这个文件，发现并没有S3C2410_GPB();这样的定义，而文件中包含#include <mach/gpio-nrs.h>语句，打开gpio-nrs.h文件，发现这样的定义：#define S3C2410_GPB(_nr)(S3C2410_GPIO_B_START + (_nr))，然后找到
S3C2410_GPIO_A_START = 0,
S3C2410_GPIO_B_START = S3C2410_GPIO_NEXT(S3C2410_GPIO_A),这样的定义。
继续寻找：
#define S3C2410_GPIO_NEXT(__gpio) \
((__gpio##_START) + (__gpio##_NR) + CONFIG_S3C_GPIO_SPACE + 0)
CONFIG_S3C_GPIO_SPACE是一个内核配置选项的，没有找到，说明没有将S3C_GPIO_SPACE这一项编到内核里面。若选中，应该会在include/linux/autoconf.h里面找到的，且值为1.现在关于S3C2440_GPB(N)的基本思路已经出来了，也就说以GPIO的基地址，加上GPB（N）的偏移量，得到相对应的GPIO地址。这段代码的意思就是建立一个 led_table []数组，将控制4个LED的4个引脚放到这个数组中。为了便于理解，这部分内容用蓝色字体标注。
static unsigned int led_cfg_table [] = {
S3C2410_GPIO_OUTPUT,
S3C2410_GPIO_OUTPUT,
S3C2410_GPIO_OUTPUT,
S3C2410_GPIO_OUTPUT,
};
设置GPIO管脚为输出的宏，定义在/arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/regs-gpio.h，这段代码的分析同上段代码类似，建议读者根据上段代码的分析方法进行分析。
接下来奇怪的事情发生了，在一般的驱动代码里，都有类似static int s3c24xx_leds_open(struct inode *inode, struct file *file)这样的函数，以便于应用程序打开驱动，可是我的代码里没有发现类似的代码，这是什么原因呢？
原来应用中的open函数对应到驱动中的具体函数在驱动的struct file_operations结构体中定义，所以驱动中的函数名不一定是open。一般的驱动程序应该有：
static int s3c24xx_leds_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
int i;
for (i = 0; i < 4; i++) {
//设置gpio管脚状态的函数，定义在mach/hardware.h，参数的宏定义在mach/hardware.h
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
}
return 0;
}类似这样的代码，而mini2440提供的代码里面居然没有，而是在dev_init()中有
static int __init dev_init(void)
{
int ret;
int i;
for (i = 0; i < 4; i++) {
s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);
s3c2410_gpio_setpin(led_table[i], 0);
}
ret = misc_register(&misc);
printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");
return ret;
}这样的代码。也就是说，在设备初始化的时候，实际上已经有了OPEN的功能。这种做法可以吗？太坑爹了！！建议大家不要这么处理。
下面看一下这个两函数：
s3c2410_gpio_cfgpin()；
s3c2410_gpio_setpin()；
这两个函数都位于linux-2.6.32.2/arch/arm/plat-s3c24xx下GPIO.c文件。先看s3c2410_gpio_cfgpin()；这个函数。
void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function)
{
void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);
unsigned long mask;
unsigned long con;
unsigned long flags;
if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {
mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
} else {
mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;
}
switch (function) {
case S3C2410_GPIO_LEAVE:
mask = 0;
function = 0;
break;
case S3C2410_GPIO_INPUT:
case S3C2410_GPIO_OUTPUT:
case S3C2410_GPIO_SFN2:
case S3C2410_GPIO_SFN3:
if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) {
function -= 1;
function &= 1;
function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
} else {
function &= 3;
function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)*2;
}
}
/* modify the specified register wwith IRQs off */
local_irq_save(flags);
con = __raw_readl(base + 0x00);
con &= ~mask;
con |= function;
__raw_writel(con, base + 0x00);
local_irq_restore(flags);
}
（未完待续，明天继续分析，但是最近招聘会比较多，还是得紧这找工作啊。）
休息一晚上，神清气爽啊，今天有两个专场招聘会，不太想去了，和我做的工作不太对口。这年头，研究生的工作也不好找啊。北京倒是工作机会多，可是想想那坑爹的房价……唉，自己几斤几两我还是清楚的，望尘莫及啊。河北省还这么不争气，找半天也找不到几个像样的单位，怎么过啊。好了，就发这几句牢骚吧。接这昨天晚上。
昨天晚上查了一下，对于这个函数的解析，
http://www.linuxidc.com/Linux/2011-06/37322.htm这个上面有详细的解析，这里我就不赘述了，其实原理很简单，就是顺序的往下推，关键是找到定义和函数的位置，别怕麻烦就行了。这个函数是用来初始化GPIO的。在驱动程序里面用到这个函数，用意就是将LED四个相关端口初始化为输出的形式。然后用s3c2410_gpio_setpin()；（这个函数比较简单源码直接粘贴在下面了）配置各个端口输出为0，当然，这里主要目的是关闭4个LED，至于配置为0还是配置为1，要看电路设计了。
void s3c2410_gpio_setpin(unsigned int pin, unsigned int to)
{
void __iomem *base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin);
unsigned long offs = S3C2410_GPIO_OFFSET(pin);
unsigned long flags;
unsigned long dat;
local_irq_save(flags);
dat = __raw_readl(base + 0x04);
dat &= ~(1 << offs);
dat |= to << offs;
__raw_writel(dat, base + 0x04);
local_irq_restore(flags);
}
接下来看以下驱动的操作函数，LED最终的控制都是由sbc2440_leds_ioctl（）来确定的。
系统调用的ioctl函数参数个数可变，一般为三个，后面两个参数与file_operations结构中ioctl成员的后两个参数对应。static int s3c24xx_leds_ioctl(
struct inode *inode,
struct file *file,
unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
if (arg > 4) {
return -EINVAL;
}
switch(cmd) {
case IOCTL_LED_ON:
//设置gpio管脚输出电平的函数，定义在mach/hardware.h
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);
return 0;
case IOCTL_LED_OFF:
s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);
return 0;
default:
return -EINVAL;
}
}
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