一 应用层操作硬件的两种方法
应用层想要对底层硬件进行操控，通常可以通过两种方式：
- /dev/目录下的设备文件（设备节点）；
- /sys/目录下设备的属性文件。
具体使用哪种方式需要根据不同功能类型设备进行选择，通常情况下，一般简单地设备会使用sysfs方式操控，其设备驱动在实现时会将设备的一些属性导出到用户空间sysfs文件系统，以属性文件的形式为用户空间提供对这些数据、属性的访问支持，譬如LED、GPIO等。但对于一些较复杂的设备通常会使用设备节点的方式，譬如LCD等、触摸屏、摄像头等。
1.1 什么是sysfs文件系统
sysfs是一个基于内存的文件系统，同devfs、proc文件系统一样，称为虚拟文件系统；它的作用是将内核信息以文件的方式提供给应用层使用，sysfs文件系统的主要功能便是对系统设备进行管理，它可以产生一个包含所有系统硬件层次的视图。、
1.2 sysfs与/sys的关系
sysfs文件系统挂载在/sys目录下，启动ALPHA/Mini I.MX6U开发板，进入Linux系统（开发板出厂系统）之后，我们进入到/sys目录下查看，如下所示：
| /sys下的子目录 | 说明 |
| /sys/devices | 这是系统中所有设备存放的目录，也就是系统中的所有设 备在sysfs中的呈现、表达，也是sysfs管理设备的最重要 的目录结构。 |
| /sys/block | 块设备的存放目录，这是一个过时的接口，按照sysfs的设 以/sys/block目录下的文件通常是链接到/sys/devices目录下的文件。 |
| /sys/bus | 这是系统中的所有设备按照总线类型分类放置的目录结 构，/sys/devices目录下每一种设备都是挂在某种总线下 的，譬如i2c设备挂在I2C总线下。同样，/sys/bus目录下 的文件通常也是链接到了/sys/devices目录。 |
| /sys/class | 这是系统中的所有设备按照其功能分类放置的目录结构， 同样该目录下的文件也是链接到了/sys/devices目录。按照 设备的功能划分组织在/sys/class目录下，譬如/sys/class/leds 目录中存放了所有的LED设备，/sys/class/input目录中存放 |
| /sys/dev | 这是按照设备号的方式放置的目录结构，同样该目录下的 文件也是链接到了/sys/devices目录。该目录下有很多以主 设备号:次设备号（major:minor）命名的文件，这些文件都 是链接文件，链接到/sys/devices目录下对应的设备。 |
| /sys/firmware | 描述了内核中的固件 |
| /sys/fs | 用于描述系统中所有文件系统，包括文件系统本身和按文 件系统分类存放的已挂载点。 |
| /sys/kernel | 这里是内核中所有可调参数的位置 |
| /sys/module | 这里有系统中所有模块的信息。 |
| /sys/power | 这里是系统中电源选项，有一些属性可以用于控制整个系 统的电源状态。 |
系统中所有的设备（对象）都会在/sys/devices体现出来，是sysfs文件系统中最重要的目录结构；而/sys/bus、/sys/class、/sys/dev分别将设备按照挂载的总线类型、功能分类以及设备号的形式将设备组织存放在这些目录中，这些目录下的文件都是链接到了/sys/devices中。
1.3 LED的控制方式
正点原子 I.MX6U开发板底板上有一颗可被用户控制的LED灯，如下所示：
此LED设备使用的是Linux内核标准LED驱动框架注册而成，在/dev目录下并没有其对应的设备节点，其实现使用sysfs方式控制。进入到/sys/class/leds目录下，如下所示：
这里我们主要关注便是brightness、max_brightness以及trigger三个文件，这三个文件都是LED设备的属性文件：
- brightness：控制LED的亮灭
- max_brightness：该属性文件只能被读取，不能写，用于获取LED设备的最大亮度等级。
- trigger：触发模式，该属性文件可读可写，读表示获取LED当前的触发模式，写表示设置LED的触发模式。不同的触发模式其触发条件不同，LED设备会根据不同的触发条件自动控制其亮、灭状态，通过cat命令查看该属性文件，可获取LED支持的所有触发模式以及LED当前被设置的触发模式：
方括号（[heartbeat]）括起来的表示当前LED对应的触发模式，none表示无触发，常用的触发模式包括none（无触发）、mmc0（当对mmc0设备发起读写操作的时候LED会闪烁）、timer（LED会有规律的一亮一灭，被定时器控制住）、heartbeat（心跳呼吸模式，LED模仿人的心跳呼吸那样亮灭变化）。
大致控制方式：将设备属性文件进行写入操作
echo timer > trigger //将LED触发模式设置为timer
echo none > trigger
//将LED触发模式设置为none
echo 1 > brightness //点亮LED echo 0 > brightness//熄灭LED
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define LED_TRIGGER "/sys/class/leds/sys-led/trigger"
#define LED_ON_OFF "/sys/class/leds/sys-led/brightness"
#define HELP() fprintf(stderr, "usage:\n %s <on|off>\n %s <trigger> <type>\n", argv[0], argv[0])
#define NONE 0
#define MMC0 1
#define TIMER 2
#define HEARTBEAT 3
int msg_handle(char *buf)
{
if(!strcmp(buf,"none")){return NONE;}
if(!strcmp(buf,"mmc0")){return MMC0;}
if(!strcmp(buf,"timer")){return TIMER;}
if(!strcmp(buf,"heartbeat")){return HEARTBEAT;}
return -1;
}
int main(int argc ,char *argv[])
{
int fd1 = 0;
int fd2 = 0;
int ret = 0;
int write_ret = 0;
if(argc < 2)
{
HELP();
exit(-1);
}
fd1 = open(LED_TRIGGER,O_RDWR); //fd1设备文件操作为控制触发方式
if(fd1<0)
{
perror("触发模式:");
}
fd2 = open(LED_ON_OFF,O_RDWR); //fd2设备文件用于控制开关
if(fd2<0)
{
perror("开关状态:");
}
if(!strcmp(argv[1],"on"))
{
write(fd1,"none",strlen("none"));
write(fd2,"1",1);
}
else if(!strcmp(argv[1],"off"))
{
write(fd1,"none",strlen("none"));
write(fd2,"0",1);
}
else if(!strcmp(argv[1],"trigger"))
{
if(argc != 3)
{
HELP();
exit(-1);
}
ret = msg_handle(argv[2]);
switch (ret)
{
case NONE:
break;
case MMC0:
break;
case TIMER:
write_ret = write(fd1,argv[2],strlen(argv[2]));
if(write_ret < 0){perror("");}
break;
case HEARTBEAT:
write_ret = write(fd1,argv[2],strlen(argv[2]));
if(write_ret < 0){perror("");}
break;
default:
HELP();
break;
}
}
close(fd1);
close(fd2);
}程序中定义了两个宏，LED_TRIGGER和LED_BRIGHTNESS，分别对应/sys/class/leds/sys-led/trigger和/sys/class/leds/sys-led/brightness属性文件
