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嵌入式Linux編程心得分享

筆者學習嵌入式Linux也有一段時間了,很奇怪的是很多書講驅(qū)動編程方面的知識,也有很多書將ARM9方面的知識,但是從以前51形式的(對寄存器直接操作,初始化芯片的功能模塊)編程方法,和思維模式,變換為基于Linux操作系統(tǒng)編程,講這個思想轉(zhuǎn)變的書幾乎沒有,讓初學者走了很多彎路,撞了很多難墻。

筆者因此寫上自己的學習心得,希望能給和我一樣轉(zhuǎn)變做嵌入式Linux這塊的朋友一點幫助,早點入門,于愿足矣。

讓我們一起回顧一下51形式的編程方法,以一個簡單的LED例子:通過串口向其發(fā)送一串指令,讓LED燈閃爍,閃爍頻率由串口發(fā)送的指令決定。

于是我們開始編程:一開始各種初始化晶振,初始化要用的功能模塊:UART,GPIO,定時器。那么就會通過設(shè)置寄存器的各種位,把UART配置為中斷模式,GPIO對應(yīng)的LED引腳為輸出模式,用于控制LED燈的暗滅,最后初始化定時器,來控制暗滅的頻率。相信有過嵌入式裸機編程經(jīng)驗的朋友們一定都覺得這很簡單,但是如果跑上了操作系統(tǒng),那又應(yīng)該怎么辦?

嵌入式Linux分為驅(qū)動層和應(yīng)用程序?qū)。什么意?大家一定偶爾聽過,對Linux設(shè)備的操作就像操作文件一樣簡單,打開,寫入,關(guān)閉。聽起來是很簡單,聽完就算了,也不知道到底說什么。

驅(qū)動層就相當于我們在51形式編程中的初始化功能模塊,在Linux中,已經(jīng)把所有函數(shù)封裝好了。舉例:筆者用的at91sam9260的芯片,現(xiàn)在我要把PB1引腳設(shè)置為輸出模式,且初始值為低電平,則調(diào)用系統(tǒng)封裝好的函數(shù):

[cpp]

at91_set_gpio_output(AT91_PIN_PB1,0);

這個函數(shù)位于Linux內(nèi)核源代碼arch/arm/mach-at91,(我用的是at91的芯片)要用到什么函數(shù)進去找。在arch/arm下有很多文件夾,以后需要自己根據(jù)自己的需求去選擇相應(yīng)的芯片找函數(shù),這個筆者認為是Linux不人性化的地方,需要改進,只有有經(jīng)驗的工程師才能輕松找到,初學者真的要費很大精力。

而我們那些晶振時鐘初始化就不用寫了,在Linux操作系統(tǒng)運行的時候已經(jīng)幫你初始化好了。還有串口也已經(jīng)初始化好了,在Linux有專門的操作函數(shù),大家可以看看Linux下串口操作的相關(guān)資料,這里不贅述。當然驅(qū)動層完成的還不只這些工作,剩下的工作在講玩應(yīng)用程序?qū)又笤俳榻B。

應(yīng)用程序?qū)樱哼@是一個完全與硬件無關(guān)的層次,就相當于我們51形式編程的邏輯層一樣。那么我們怎么和驅(qū)動層打交道呢?大家回憶那句話:像操作文件一樣,操作硬件設(shè)備。沒錯,我們就是操作文件。每個硬件設(shè)備驅(qū)動會有一個設(shè)備文件(一般要手動生成,自動生成要在驅(qū)動中寫好也行)。例如我們?yōu)長ED燈取一個設(shè)備文件名字為leds,然后在dev/leds生成這個設(shè)備文件,應(yīng)用程序用open方法打開文件后,得到文件描述符fd,那么以后操作LED這個設(shè)備就是操作這個fd。

[cpp]

fd=open(“dev/leds”,flags);

到底怎么操作fd才能像操作文件一樣操作硬件設(shè)備呢?就是命令機制!通過一個非常重要的函數(shù)ioctl?催^我上幾篇文章的朋友們一定知道這個函數(shù),這就是應(yīng)用程序和驅(qū)動程序的接口之一。

假設(shè)我們定義了命令LED_ON和LED_OFF(定義命令的方法見前幾篇文章),那么我們要讓LED閃爍,在應(yīng)用層只要寫:

[cpp]

while(1)

{

ioctl(fd,LED_ON);

sleep(1);

ioctl(fd,LED_OFF);

sleep(1);

}

是在應(yīng)用層看來這個是不是很簡單?但是卻苦了驅(qū)動層了。剛剛說到驅(qū)動層做的事情不只是初始化模塊功能,不錯她還有一個功能就是完善ioctl,根據(jù)相應(yīng)的命令進行相應(yīng)的動作。(ioctl是比較復(fù)雜的,這里只是舉了一個最簡單的例子,朋友們還是要多看一些書籍和實驗),這里是不是連定時器的初始化都不用我們自己寫,直接調(diào)用系統(tǒng)的休眠函數(shù)來達到延遲的目的咯~~~

讓我們再次回到驅(qū)動層,驅(qū)動層就要完善這個ioctl了,因為驅(qū)動層可以直接對硬件操作,讓輸出高電平和低電平。

驅(qū)動的操作就比較復(fù)雜了,這里只能簡單講下概念了,因為這時已經(jīng)是Linux設(shè)備驅(qū)動開發(fā)的內(nèi)容了。

關(guān)于Linux設(shè)備驅(qū)動的總結(jié)文章,會在以后再寫,建議大家可以看看國嵌的Linux視頻。

這篇文章的主要目的是讓大家思想上從51形式的編程轉(zhuǎn)變到嵌入式Linux編程思想,希望大家能轉(zhuǎn)變過來思想,踏入嵌入式Linux之門!看完全文了嗎?你學會了嗎?