【更适合初学者的开发板ELF 1】+ 1.文件IO

feifeiz

1.前言

   之前接触过linux系统，在不清楚具体情况下实现了好多功能，自己做过一些开发板，系统跑起来了，基本功能也能用。实际未进行探索，很多知识点知其然不知其所以然，只跑了功能，不知道怎么来的。因此借助这次机会补充一下基础知识，慢慢补全知识结构。看了下官方的教程文档挺不错的，比某些厂的教程文档跟数据手册一样，没有重点强太多了。

2.文件I/O

      "Linux 一切皆文件"是 Linux 操作系统中的一个重要理念和设计原则。在 Linux 系统中， 几乎所有的设备、资源都以文件的形式进行访问和操作。简化了操作系统的设计和管理，提供了一种统一的抽象模型，使得应用程序可以使用相同的方法和工具来处理各种文件和资源。 在 Linux 中，不仅普通文件（如文本文件、图像文件等）被视为文件，还有其他类型的 实体也被当作文件对待，例如： 设备文件：Linux 将硬件设备抽象为文件，可以通过设备文件进行访问和操作。如开发板上的LED硬件设备，可以对它进行读写操作LED灯的亮灭。目录：目录也被视为文件，用于组织和存储其他文件和目录。通过目录文件，可以进行 文件的查找、创建、删除和移动等操作。

3.文件操作

3.1 open

在 Linux 系统中要操作一个文件，需要先打开该文件，得到文件描述符，然后再对文件进行相应的读写操作（或其他操作），最后在关闭该文件；open 函数用于打开文件，当然除了打开已经存在的文件之外， 还可以创建一个新的文件，使用man 命令查看函数原型。

Man命令相当于参数手册，man 后面的参数 1代表linux命令，2代表系统调用，3代表标准C库函数。

函数形参：

pathname：字符串类型，用于标识需要打开或创建的文件，可以包含路径（绝对路径或相对路径）信 息，譬如："./src_file"（当前目录下的 src_file 文件）、"/home/dengtao/hello.c"等；如果 pathname 是一个符号 链接，会对其进行解引用。 flags：调用 open 函数时需要提供的标志，包括文件访问模式标志以及其它文件相关标志，这些标志使 用宏定义进行描述，都是常量，open 函数提供了非常多的标志，我们传入flags 参数时既可以单独使用某一 个标志，也可以通过位或运算（|）将多个标志进行组合。这些标志介绍如下：

同时通过man命令看到的open函数实际有两个函数，比较好奇为什么这么写，违背了我们的直觉，C语言是不支持函数重载的。

原因是当我们调用open函数时， 实际上调用的是glibc封装的函数， 然后由glibc通过自陷指令， 进行真正的系统调用。 也就是说， 所有的系统调用都要先经过glibc才会进入操作系统。 这样的话， 实际上是glibc提供了一个变参函数open来满足两个函数原型， 然后通过glibc的变参函数open实现真正的系统调用来调用原型二

3.2 write

函数原型如下，fd为文件描述符，buf为写入数据对应的缓冲区，count为写入的字节数。


3.3 read

函数原型如下：fd为文件描述符，buf为指定存储读取的数据缓冲区，count为需要读取的字节数


3.4 close

函数形参原型如下，函数形参为fd，文件描述符。

3.5 ioctrl

ioctl 函数用于系统调用操作特殊文件的底层设备参数。例如终端的许多操作特性可以用ioctl()请求来控制。不能用于read()、write()、open()、close()函数表示的 I/O 操作通常都 能用 ioctl 表示。

函数原型如下，fd为文件描述符，request为指定在fd上执行控制操作，第三个参数为任意数据类型，根据request的参数值来确定第三个参数所期望的类型。

4.LED验证

学习了上面的文件I/O操作，接下来使用板载的LED进行进行测试，这是板载的3个LED硬件原理图：

本次使用LED_R进行测试，连接到了芯片P15_JTAG_MOD引脚

打开ELF引脚复用对照表，对应gpio1_IO10：

在虚拟机中新建文件，进行测试，测试代码如下：

1. #include "stdio.h"
   
2. #include "unistd.h"
   
3. #include "sys/types.h"
   
4. #include "sys/ioctl.h"
   
5. #include "stdlib.h"
   
6. #include "termios.h"
   
7. #include "sys/stat.h"
   
8. #include "fcntl.h"
   
9. #include "sys/time.h"
   
10. 
    
11. #define LED_BRIGHTNESS    "/sys/class/leds/led1/brightness"
    
12. #define LED1_ON       "echo 0 > /sys/class/leds/led1/brightness"
    
13. #define LED1_OFF      "echo 1 > /sys/class/leds/led1/brightness"
    
14. 
    
15. int main()
    
16. {
    
17.         int fd;
    
18.         fd=open(LED_BRIGHTNESS, O_WRONLY);
    
19.         if(fd<0)
    
20.         {
    
21.            perror("open device leds");
    
22.                 exit(1);
    
23.         }
    
24.         printf("leds test show,press ctrl+c to exit \n");
    
25.         while(1)
    
26.         {
    
27.                         system(LED1_ON);
    
28.                         sleep(1);
    
29.                         system(LED1_OFF);
    
30.                         sleep(1);
    
31.         }
    
32.                 close(fd);
    
33.         return 0;
    
34. 
    
35. }
    

复制代码

编译，输出$CC led.c –o led，生产可执行文件：

将可执行文件拖入开发板，并添加可执行权限，然后运行，就可以看到效果了