【北京迅为】嵌入式学习之Linux系统编程篇 https://www.bilibili.com/video/BV1zV411e7Cy/ 个人学习笔记

应用层操作 LED 的两种方式

应用层操作底层硬件有两种方法，分别是：

1. 通过 /dev 目录下的设备节点来控制设备
2. 通过 sysfs 文件系统控制设备

这两种方法之前的笔记都有提及，第一种方法是直接写 led 的驱动，定义一个新的字符设备或者杂项设备，然后在应用层操作 /dev 下的设备节点；第二种方法使用了 sysfs 文件系统，部分简单设备（如 LED、GPIO）的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，用户可以直接在用户层访问和修改这些设备的属性数据。

sysfs 方式控制 LED

控制方法

下面介绍如何使用 sysfs 方式控制 LED，在命令行终端进入 /sys/class/leds 目录，

该目录下的 work 即为 iTOP-3568 开发板上的 LED 接口，这是一个目录文件，进入该目录，会出现多个文件，

brightness 表示 LED 的亮度，可取范围为 0 ~ max_brightness（不过 iTOP-3568 的 LED 不支持亮度调节，brightness 非 0 表示灯亮，0 表示灯灭）
max_brightness 即 LED 设备最大亮度，该属性只读
trigger 表示 LED 灯的触发方式，可取值包括：none（无触发）、disk-activity（硬盘活动触发）、nand-disk（nand flash 活动触发）、mdt（mtd 设备活动触发）、timer（定时器触发）和 heartbeat（系统心跳触发）

亮灯操作：

echo 1 > brightness

灭灯操作：

echo 0 > birghtness

让 LED 闪烁：

echo tiemr > trigger

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虽然上面提到 trigger 可以有很多种类型，但我所用的开发板系统只支持 none 和 timer 两种触发方式。

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原理简介

sysfs 下的 LED 设备在内核中属于 LED 子系统驱动框架，LED 子系统实际就是一个 leds 类，用户层可以通过 sysfs 文件系统对 LED 进行控制。

LED 子系统驱动源码在 kernel/drivers/leds/ 目录下的 led-gpio.c 中（ led-class.c 和 led-core.c 两个文件也很重要），要让系统支持 LED 子系统，需要在内核配置中打开这三个文件的编译，在 kernel/drivers/leds/Makefile 中可以查看这三个文件的配置名：

然后在内核配置中将它们打开（其中 CONFIG_NEW_LEDS 在打开 LED Support 后就固定打开了，即第一行 LED Support）

以下是 CONFIG_LEDS_GPIO 的帮助信息，

从上面的帮助信息，我们可以得知：向 sysfs 添加 leds 设备的前提是平台设备文件或者设备树里有 leds 的配置信息。

iTOP-3568 使用的是设备树，打开相应的设备树文件，可以看到 leds 节点，LED 子设备的匹配值为 "gpio-leds"（在 led-gpio.c 中定义了 compatible 属性），节点 leds 下的 work 子节点对应的便是开发板 sysfs 下的 work 目录，该节点下定义了 gpios 等属性。

根据原理图可以得知：iTOP-3568 开发板的 LED 对应的 IO 接口为 GPIO0_B7，与设备树里的 gpios = <&gpio0 RK_PB7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;对应。设备树里的 gpio 属性是 sysfs 点灯的关键。

LED 子系统的驱动和设备配置完成后，我们就能在开发板 /sys/class/leds 目录下操作 LED 设备了。

编写 LED 应用程序

上面只提到了如何在命令行操作 LED，下面介绍一下如何在应用程序中操作 /sys/class/leds 下的 LED 设备。

程序代码：

参考原教程

#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_BRIGHTNESS "/sys/class/leds/work/brightness"
#define LED_TRIGGER    "/sys/class/leds/work/trigger"

int main(int argc, char** argv)
{
	int fd1, fd2;
	int ret = 0;
	
	// 判断输入的参数
	if(argc != 3)
	{
		printf("The right format: ./app <LED_BRIGHTNESS> <LED_TRIGGER>\n");
		return 0;
	}
	
	// 打开 LED_BRIGHTNESS 文件
	fd1 = open(LED_BRIGHTNESS, O_RDWR);
	if(fd1 < 0)
	{
		printf("%s open failed.\n", LED_BRIGHTNESS);
		return 0;
	}
	printf("%s open successfully.\n", LED_BRIGHTNESS);
	
	// 打开 LED_TRIGGER 文件
	fd2 = open(LED_TRIGGER, O_RDWR);
	if(fd2 < 0)
	{
		printf("%s open failed.\n", LED_TRIGGER);
		return 0;
	}
	printf("%s open successfully.\n", LED_TRIGGER);

	// 操作 LED 亮灭
	if(!strcmp(argv[1], "on"))
	{
		write(fd1, "1", 1);
	}
	else if(!strcmp(argv[1], "off"))
	{
		write(fd1, "0", 1);
	}
	else // 无效参数
	{
		printf("ERROR: LED_BRIGHTNESS is invalid.\n");
	}
	
	// 操作 LED 触发方式
	if(!strcmp(argv[2], "none"))
	{
		write(fd2, "none", 4);
	}
	else if(!strcmp(argv[2], "timer"))
	{
		write(fd2, "timer", 5);
	}
	else // 无效参数
	{
		printf("ERROR: LED_TRIGGER is invalid.\n");
	}

	// 关闭设备文件
	close(fd1);
	close(fd2);
	return 0;
}

测试结果：

此时开发板上的 LED 开始规律性闪烁（实物就不展示了）。

个人认为，操作 sysfs 最简单的方式应该是直接使用系统调用，如 system("echo 1 > /sys/class/leds/work/brightness");