【linux】嵌入式应用开发过程：从头文件到main函数

2022-11-13 17:27:54

文章目录

一、Linux应用开发介绍
二、嵌入式Linux应用开发示例
- 2.1 头文件
- 2.2 main函数
三、补充知识
- 3.1 main函数的入参argc、argv

一、Linux应用开发介绍

Linux 学习的三大方向：

运维
应用开发
底层开发

对于应用开发的工程师，需要掌握的技能有

Linux 平台的 API ，包括 IO 操作，进程间通讯， Linux 环境，网络通讯
脚本语言，包括 Shell， Python ，数据库，比如 MySQL，Sqlite。

二、嵌入式Linux应用开发示例

源码取自正点原子的驱动测试示例，本章以一个示例介绍应用程序源码的组成，开发一个应用程序的流程。在一个应用程序中，有两个部分组成：头文件、main函数。头文件包含了内核的功能，这些头文件的功能会在后文介绍；main函数使用Linux的IO操作读取ap3216c的ir、als、ps。

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "sys/ioctl.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include <poll.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名		: ap3216cApp.c
作者	  	: 左忠凯
版本	   	: V1.0
描述	   	: ap3216c设备测试APP。
其他	   	: 无
使用方法	 ：./ap3216cApp /dev/ap3216c
论坛 	   	: www.openedv.com
日志	   	: 初版V1.0 2019/9/20 左忠凯创建
***************************************************************/

/*
 * @description		: main主程序
 * @param - argc 	: argv数组元素个数
 * @param - argv 	: 具体参数
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd;
	char *filename;
	unsigned short databuf[3];
	unsigned short ir, als, ps;
	int ret = 0;

	if (argc != 2) {
		printf("Error Usage!\r\n");
		return -1;
	}

	filename = argv[1];
	fd = open(filename, O_RDWR);
	if(fd < 0) {
		printf("can't open file %s\r\n", filename);
		return -1;
	}

	while (1) {
		ret = read(fd, databuf, sizeof(databuf));
		if(ret == 0) { 			/* 数据读取成功 */
			ir =  databuf[0]; 	/* ir传感器数据 */
			als = databuf[1]; 	/* als传感器数据 */
			ps =  databuf[2]; 	/* ps传感器数据 */
			printf("ir = %d, als = %d, ps = %d\r\n", ir, als, ps);
		}
		usleep(200000); /*100ms */
	}
	close(fd);	/* 关闭文件 */	
	return 0;
}

2.1 头文件

Linux驱动开发常用头文件对各个头文件的功能讲得很清楚。
头文件目录中总共有32个.h头文件。其中主目录下有13个，asm子目录中有4个，linux子目录中有10个，sys子目录中有5个。这些头文件的功能如下：
位于主目录的文件

<a.out.h>：a.out头文件，定义了a.out执行文件格式和一些宏。
<const.h>：常数符号头文件，目前仅定义了i节点中i_mode字段的各标志位。
<ctype.h>：字符类型头文件，定义了一些有关字符类型判断和转换的宏。
<errno.h>：错误号头文件，包含系统中各种出错号。(Linus从minix中引进的)。
<fcntl.h>：文件控制头文件，用于文件及其描述符的操作控制常数符号的定义。
<signal.h>：信号头文件，定义信号符号常量，信号结构以及信号操作函数原型。
<stdarg.h>：标准参数头文件，以宏的形式定义变量参数列表。主要说明了一个类型（va_list）和3个宏（va_start, va_arg和va_end），用于vsprintf、vprintf、vfprintf函数。
<stddef.h>：标准定义头文件，定义了NULL, offsetof(TYPE, MEMBER)。
<string.h>：字符串头文件，主要定义了一些有关字符串操作的嵌入函数。
<termios.h>：终端输入输出函数头文件，主要定义控制异步通信口的终端接口。
<time.h>：时间类型头文件，主要定义了tm结构和一些有关时间的函数原形。
<unistd.h>：Linux标准头文件，定义了各种符号常数和类型，并声明了各种函数。如，定义了__LIBRARY__，则还包括系统调用号和内嵌汇编_syscall0()等。
<utime.h>：用户时间头文件，定义了访问和修改时间结构以及utime()原型。

位于linux-2.6.29/include/linux的文件

<linux/config.h>：内核配置头文件，定义键盘语言和硬盘类型（HD_TYPE）可选项。
<linux/fdreg.h>：软驱头文件，含有软盘控制器参数的一些定义。
<linux/fs.h>：文件系统头文件，定义文件表结构（file,buffer_head,m_inode等）。
<linux/hdreg.h>：硬盘参数头文件，定义访问硬盘寄存器端口、状态码和分区表等信息。
<linux/head.h>：head头文件，定义了段描述符的简单结构，和几个选择符常量。
<linux/kernel.h>：内核头文件，含有一些内核常用函数的原形定义。
<linux/mm.h>：内存管理头文件，含有页面大小定义和一些页面释放函数原型。
<linux/sched.h>： 调度程序头文件，定义了任务结构task_struct、初始任务0的数据，以及一些有关描述符参数设置和获取的嵌入式汇编函数宏语句。
<linux/sys.h>：系统调用头文件，含有72个系统调用C函数处理程序,以"sys_"开头。
<linux/tty.h>：tty头文件，定义了有关tty_io，串行通信方面的参数、常数。

位于linux-2.6.29/arch/arm/include/asm的文件

<asm/io.h>：I/O头文件，以宏的嵌入汇编程序形式定义对I/O端口操作的函数。
<asm/memory.h>：内存拷贝头文件，含有memcpy()嵌入式汇编宏函数。
<asm/segment.h>：段操作头文件，定义了有关段寄存器操作的嵌入式汇编函数。
<asm/system.h>：系统头文件，定义了设置或修改描述符/中断门等的嵌入式汇编宏。

位于include/sys的文件

<sys/stat.h>： 文件状态头文件，含有文件或文件系统状态结构stat{}和常量。
<sys/times.h>：定义了进程中运行时间结构tms以及times()函数原型。
<sys/types.h>：类型头文件，定义了基本的系统数据类型。
<sys/utsname.h>：系统名称结构头文件。
<sys/wait.h>：等待调用头文件，定义系统调用wait()和waitpid()及相关常数符号。

2.2 main函数

首先通过main的argc和argv判断参数是否正确，通过open打开ap3216c设备，通过read读取ap3216c的传感器数据。

/*
 * @description		: main主程序
 * @param - argc 	: argv数组元素个数
 * @param - argv 	: 具体参数
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
	int fd;
	char *filename;
	unsigned short databuf[3];
	unsigned short ir, als, ps;
	int ret = 0;

	if (argc != 2) {
		printf("Error Usage!\r\n");
		return -1;
	}

	filename = argv[1];
	fd = open(filename, O_RDWR);
	if(fd < 0) {
		printf("can't open file %s\r\n", filename);
		return -1;
	}

	while (1) {
		ret = read(fd, databuf, sizeof(databuf));
		if(ret == 0) { 			/* 数据读取成功 */
			ir =  databuf[0]; 	/* ir传感器数据 */
			als = databuf[1]; 	/* als传感器数据 */
			ps =  databuf[2]; 	/* ps传感器数据 */
			printf("ir = %d, als = %d, ps = %d\r\n", ir, als, ps);
		}
		usleep(200000); /*100ms */
	}
	close(fd);	/* 关闭文件 */	
	return 0;
}

三、补充知识

3.1 main函数的入参argc、argv

参考main函数的参数argc和argv ，argc全称arguments count，意思是命令行传入程序的参数的个数，包括程序名，argc为1时表示命令行中除了程序名没有其它参数。char *argv[]的全称为 arguments value，即参数值，命令行的输入为字符串，程序可以根据命令行传入的参数进行相应的处理。

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