参考文章
VSCode SSH 连接远程ubuntu Linux 主机
ubuntu 20.04 qemu linux6.0.1 开发环境搭建
ubuntu 20.04 qemu linux6.0.1 制作ext4根文件系统
嵌入式Linux 开发经验：platform_driver_register 的使用方法
嵌入式Linux 开发经验：注册一个 misc 设备
- 通过以上的文章，应该可以搭建一个 基于 qemu 的 Linux 设备驱动开发验证平台，开发方法是 VS Code 远程连接 ubuntu 20.04，Linux 内核 在 ubuntu 主机上。
测试环境搭建
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ubuntu 20.04
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VMware Workstation Pro 16
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基于qemu（模拟器），vexpress-a9 平台
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Linux 6.0.10 (当前最新版本）
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编写一个简单的用户态应用程序，打开与关闭 Linux 内核注册的misc 驱动设备，掌握misc 设备使用方法：打开与关闭的方法
用户态应用程序
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Linux 系统分为内核态与用户态，驱动一般写在内核态，用户态想访问内核态注册的驱动设备，需要通过 文件操作 API，如 open、close、read、write、ioctl 等
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Linux misc 设备，一般不提供 read 与 write，而是提供 open 、close、 ioctl 等接口，open 用于打开设备， close 用于关闭设备， 而 ioctl 虽然是一个 API，但是可以通过 命令，实现多个操作
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假如 内核态的驱动设备 是个【空调】，开机后内核注册了这个设备，就像是安装在了家里，如果不【上电】，空调就无法工作，用户需要【遥控器】去操作这个【空调】，用户程序的操作就类似于【遥控器】的操作，不是直接打开【空调】盖子上电，通过【遥控器】的命令就可以实现多个操作
编写用户程序
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用户程序不需要放在 Linux 内核目录下编译，可以单独放在其他的目录，上篇注册了一个 misc 的设备，本篇写个简单的 用户态程序，打开或者关闭这个 misc 设备
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编写 led_control.c，位置可以随便放，我放在
/home/zhangsz/linux/apps/led_control目下 -
当前只有打开与关闭的操作，后续再实现 ioctl 控制操作
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#define LED_CONTROL_DEVICE_NAME "/dev/led_misc"
int led_dev_fd = -1;
/* 打开操作 API，这个 API其实比较的底层，也就是用户高层的应用，可以调用这个 API */
int led_dev_init(void)
{
int fd;
fd = open(LED_CONTROL_DEVICE_NAME, O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("%s : open device error\n", __func__);
return -1;
}
led_dev_fd = fd;
printf("%s : ok\n", __func__);
return 0;
}
/* 关闭操作 API，这个 API其实比较的底层，也就是用户高层的应用，可以调用这个 API */
int led_dev_deinit(void)
{
if (close(led_dev_fd) != 0)
{
printf("%s : error\n", __func__);
return -1;
}
printf("%s : ok\n", __func__);
return 0;
}
/* API 调用的测试，实际用户程序当然不只是这么简单 */
int main(int argc, char **argv)
{
printf("%s : enter\n", __func__);
led_dev_init();
led_dev_deinit();
printf("%s : exit\n", __func__);
return 0;
}
编译方法
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可以直接使用命令行编译，也可以编写Makefile，因为当前的用户程序就是一个文件，所以写个简单的Makefile编译，后面就不用一直输入较长的gcc 命令来编译了
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新建 Maekfile 文件，放在
/home/zhangsz/linux/apps/led_control目下
all:
arm-linux-gnueabihf-gcc led_control.c -o led_control
clean:
rm -rf *.o led_control
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Makefile 注意缩进使用的 TAB（制表符），而不是空格
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然后在Linux shell 中 输入 make 就可以编译了
zhangsz@zhangsz:~/linux/apps/led_control$ make
arm-linux-gnueabihf-gcc led_control.c -o led_control
- 这里生成了可执行的文件
led_control，这个文件需要放在 Linux 根文件系统中，在 shell 手动执行这个文件才能工作，当然后期可以写个自动调用的shell 脚步放在板子上自动调用执行
运行用户程序
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这里是 基于 qemu 的 ext4 的 镜像，只要把 镜像文件挂载到某个目录下，然后把
led_control复制进去，然后 umount 后，这个文件就加入到根文件系统镜像里面了 -
相关操作
/* apps led_control 路径 */
zhangsz@zhangsz:~/linux/apps/led_control$ ls
led_control led_control.c Makefile
zhangsz@zhangsz:~/linux/apps/led_control$ cd ../../rootfs/
zhangsz@zhangsz:~/linux/rootfs$ ls
1130 boot_qemu.sh ext4_rootfs make_rootfs.sh rootfs.ext4.img rootfs_mnt vexpress-v2p-ca9.dtb zImage
/* ext4 根文件系统镜像文件，使用 mount 挂载到一个目录 */
zhangsz@zhangsz:~/linux/rootfs$ sudo mount rootfs.ext4.img rootfs_mnt/
[sudo] password for zhangsz:
/* led_control 复制到 根文件系统镜像文件挂载的目录内 */
zhangsz@zhangsz:~/linux/rootfs$ sudo cp ../apps/led_control/led_control rootfs_mnt/home/root/
/* umount 后，文件就复制进根文件系统镜像文件中了 */
zhangsz@zhangsz:~/linux/rootfs$ sudo umount rootfs_mnt
- 运行qemu ：
./boot_qemu.sh rootfs.ext4.img，这里使用的 shell 脚本，具体命令行为
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -dtb vexpress-v2p-ca9.dtb -kernel zImage -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" -sd rootfs.ext4.img
- 注意启动 qemu 前， 设备树 dbt 文件
vexpress-v2p-ca9.dtb与内核文件zImage都在同一个目录下
zhangsz@zhangsz:~/linux/rootfs$ ls
1130 boot_qemu.sh ext4_rootfs make_rootfs.sh rootfs.ext4.img rootfs_mnt vexpress-v2p-ca9.dtb zImage
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进入qemu Linux shell，通过
ls sys/class/misc/ -la可以查看当前注册的 misc 设备，这里是led_misc -
进入
/home/root/，运行./led_control，可以看到 设备 打开 与关闭的信息，说明 用户应用程序成功的打开与关闭了 内核驱动 注册的led_misc设备
小结
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本篇记录Linux 用户态 应用程序的编写编译方法，通过标准文件接口 open close 对 内核注册的 misc 设备进行 打开与关闭。
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misc 设备最有用的一般是 ioctl 命令，用户可以通过自定义实现多个 基于ioctl 的 cmd 命令，实现各种各样的操作。
