1. 应用层操控硬件的两种方式

应用层如何操控底层硬件，同样也是通过文件 I/O 的方式来实现，设备文件，包括字符设备文件和块设备文件，其实设备文件便是各种硬件设备向应用层提供的一个接口，应用层通过对设备文件的 I/O 操作来操控硬件设备，譬如 LCD 显示屏、串口、按键、摄像头等等，所以设备文件其实是与硬件设备相互对应的。
设备文件通常在 /dev/ 目录下，我们也把 /dev 目录下的文件称为设备节点。设备节点并不是操控硬件设备的唯一途径，除此之外，我们还可以通过 sysfs 文件系统对硬件设备进行操控

1.1 sysfs 文件系统

sysfs 是一个基于内存的文件系统，称为虚拟文件系统。将内核信息以文件的方式提供给应用层使用。 可以产生一个包含所有系统硬件层次的视图。

1.2 sysfs 与 /sys

sysfs 文件系统挂载在 /sys 目录下，cd /sys，然后列出所有文件，可以发现以下文件：

• devices: 系统中所有设备存放的目录
• block: 块设备的存放目录，是一个过时的接口，该目录下的文件通常链接到 devices 目录下
• 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。devices 目录下每一种设备都是挂载在某种总线下的。同样，该目录下的文件通常也是链接到 devices 目录下
• class: 这是系统中所有设备按其功能分类放置的目录结构，也是链接到 devices 目录下
• dev: 按照设备号的方式放置的目录结构，也是链接到 devices 目录下。该目录下有很多主设备号:次设备号（major:minor）命名的文件，都是链接文件，链接到 devices 对应的设备
• firmware: 描述了内核中的固件
• fs: 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
• kernel: 内核中所有可调参数的位置
• module: 系统中所有模块的信息
• power: 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

1.3 总结

应用层对硬件进行操控，可以通过以下两种方式：

• /dev/目录下的设备文件（设备节点）
• /sys/目录下的属性文件
  具体使用哪种方式需要根据不同功能类型设备进行选择，有些设备只能通过设备节点进行操控，而有些设备只能通过 sysfs 方式进行操控；当然跟设备驱动具体的实现方式有关，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。

2. LED 硬件控制方式

主要关注以下三个文件：

• brigntness: 亮度等级，该属性文件可读可写
• max_brightness: 最大亮度等级，该文件只能读
• trigger: 触发模式，可读可写
  
  [] 括起来的内容表示触发模式，none 表示无触发，常用的触发模式有 none、mmc0(对 mmc0 发起读写操作时)、timer(定时器控制)、heartbeat(心跳呼吸模式)
  所以我们可以通过命令行控制 LED：

echo heartbeat > trigger  // 将触发模式设置为 heartbeat
echo 1 > brightnell		  // 点亮 LED

命令 cat 读取以及 echo 写入到属性文件中的格式都是字符串形式，所以使用 write() 和 read() 格式也是字符串形式

3. 编写 LED 应用程序

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

#define LED_TRIGGER "/sys/class/leds/sys-led/trigger"
#define LED_BRIGHTNESS "/sys/class/leds/sys-led/brightness"
#define USAGE() fprintf(stderr, "usage:\n" \
								" %s <on|off>\n" \
								" %s <trigger> <type>\n", argv[0], argv[0])

int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd1, fd2;
	/* 校验传参 */
	if (2 > argc) 
	{
		USAGE();
		exit(-1);
	}
	/* 打开文件 */
	fd1 = open(LED_TRIGGER, O_RDWR);
	if (0 > fd1) 
	{
		perror("open error");
		exit(-1);
	}
	fd2 = open(LED_BRIGHTNESS, O_RDWR);
	if (0 > fd2) 
	{
		perror("open error");
		exit(-1);
	}

	/* 根据传参控制 LED */
	if (!strcmp(argv[1], "on")) 
	{
		write(fd1, "none", 4); //先将触发模式设置为 none
		write(fd2, "1", 1); //点亮 LED
	}
	else if (!strcmp(argv[1], "off")) 
	{
		write(fd1, "none", 4); //先将触发模式设置为 none
		write(fd2, "0", 1); //LED 灭
	}
	else if (!strcmp(argv[1], "trigger")) 
	{
		if (3 != argc) 
		{
			USAGE();
			exit(-1);
		}
		if (0 > write(fd1, argv[2], strlen(argv[2])))
			perror("write error");
	}
	else
		USAGE();
	exit(0);
}

然后使用交叉编译工具进行编译，这里不详细说明交叉编译工具的安装。

4. 在开发板上测试

将生成的文件拷贝到开发板根目录下，使用不同的命令行参数就可以测试

./test on  # 点亮LED
./test off # 熄灭
./test trigger heartbeat # 修改触发方式