首先讲下字符设备控制技术 ：
大部分驱动程序除了需要提供读写设备的能力外,还需要具备控制设备的能力。比如: 改变波特率。
在用户空间，使用ioctl系统调用来控制设备，原型如下:
int ioctl(int fd,unsigned long cmd,...)
fd: 要控制的设备文件描述符
cmd: 发送给设备的控制命令
…: 第3个参数是可选的参数，存在与否是依赖于控制命令(第 2 个参数 )。
当应用程序使用ioctl系统调用时，驱动程序将由如下函数来响应：
2.6.36 之前的内核：long (*ioctl) (struct inode* node ,struct file* filp, unsigned int cmd,unsigned long arg)
2.6.36 之后的内核：long (*unlocked_ioctl) (struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
参数cmd: 通过应用函数ioctl传递下来的命令
命令从其实质而言就是一个整数, 但为了让这个整数具备更好的可读性，我们通常会把这个整数分为几个段：类型（8位），序号，参数传送方向，参数长度。
Type(类型/幻数)：表明这是属于哪个设备的命令。
Number( )：序号 ，用来区分同一设备的不同命令
Direction：参数传送的方向，可能的值是 _IOC_NONE(没有数据传输), _IOC_READ, _IOC_WRITE（向设备写入参数）
Size： 参数长度
Linux系统提供了下面的宏来帮助定义命令:
_IO(type,nr)：不带参数的命令
_IOR(type,nr,datatype)：从设备中读参数的命令
_IOW(type,nr,datatype)：向设备写入参数的命令
例：
#define MEM_MAGIC ‘m’ //定义幻数
#define MEM_SET _IOW(MEM_MAGIC, 0, int)
unlocked_ioctl函数的实现通常是根据命令执行的一个switch语句。但是，当命令号不能匹配任何一个设备所支持的命令时，返回-EINVAL.
编程模型：
Switch cmd
Case 命令A：//执行A对应的操作
Case 命令B：//执行B对应的操作
Default：return -EINVAL
LED驱动程序是以内核模块的形式存在，首先搭好框架：
#include <linux/module.h> #include <linux/init.h> static int led_init(void) { return 0; } static void led_exit(void) { } MODULE_LICENSE("GPL"); module_init(led_init); module_exit(led_exit);
接着定义设备结构体和设备号：
设备都会用内核中的一种结构来描述。我们的字符设备在内核中使用structcdev来描述。
struct cdev {
struct kobject kobj;
struct module *owner;
const struct file_operations *ops; //设备操作集
struct list_head list;
dev_t dev; //设备号
unsigned int count; //设备数
};
struct cdev cdev; dev_t devnum;
接着定义文件操作结构体：这里就实现文件打开和IO控制：
在Linux系统中，每一个打开的文件，在内核中都会关联一个struct file，它由内核在打开文件时创建, 在文件关闭后释放。
static struct file_operations led_fops = { .open = led_open, .ioctl = led_ioctl, };
接下来初始化设备，分配主设备号，注册设备：
这里说一下静态申请和动态申请：
静态申请：开发者自己选择一个数字作为主设备号，然后通过函数register_chrdev_region向内核申请使用。缺点：如果申请使用的设备号已经被内核中的其他驱动使用了，则申请失败。
动态分配：使用alloc_chrdev_region由内核分配一个可用的主设备号。优点：因为内核知道哪些号已经被使用了，所以不会导致分配到已经被使用的号。
向led_init(void)里面添加这些代码：
static int led_init(void) { cdev_init(&cdev, &led_fops); //初始化设备 alloc_chrdev_region(&devnum, 0, 1, "myled"); //动态分配主设备号，这里的0是我们写的，如果设备在注册时候会检查，如果我们写的不行，会重新分配 cdev_add(&cdev, devnum, 1); //注册设备 return 0; }
然后再led_exit(void)这个函数里添加设备注销的代码，不论使用何种方法分配设备号，都应该在驱动退出时，使用unregister_chrdev_region函数释放这些设备号。
static void led_exit(void) { cdev_del(&cdev); //删除这个设备 unregister_chrdev_region(devnum, 1); //注销这个设备的设备号 }
接下来我们实现文件操做结构体里面的两个接口函数，就是这两个函数
当我们在应用程序里访问这两个open和ioctl时，内核就会通过这个文件操做结构体访问led_open和led_ioctl这两个函数。如果不知道这个函数的结构，可以去Linux下找file_operations这个关键词
这些都是指向写的函数（比如led_open、led_ioctl这些函数）的指针，复制过来加上名字、填写参数（比如这样：int led_open(struct inode *node, struct file *filp)），就可以了。
每一个存在于文件系统里面的文件都会关联一个inode 结构，该结构主要用来记录文件物理上的信息。因此, 它和代表打开文件的file结构是不同的。一个文件没有被打开时不会关联file结构，但是却会关联一个inode 结构。
首先我们要定义出硬件led的寄存器
#define GPBCON 0x56000010 #define GPBDAT 0x56000014 unsigned int *led_config; unsigned int *led_data; int led_open(struct inode *node, struct file *filp) { led_config = ioremap(GPBCON,4); //在linux系统下操作硬件，不能直接使用物理地址，必须转化成虚拟地址，需要ioremap函数 writel(0x400,led_config); //对一个寄存器赋值，用writel这个函数，l表示写进的是一个32位的值，这里是选择mini2440上的LED1 led_data = ioremap(GPBDAT,4); return 0; } int led_ioctl(struct inode *node, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch(cmd) { case LED_ON: writel(0x00,led_data); //这里是点亮LED1 return 0; case LED_OFF: writel(0x7ff,led_data); //这里是熄灭LED1 return 0; default: return -EINVAL; } }
上面代码里的LED_ON和LED_OFF是操作者的指令（cmd），需要再次定义一个led.h的文件
#define LED_MAGIC 'L' #define LED_ON _IO(LED_MAGIC,0) #define LED_OFF _IO(LED_MAGIC,1)
接着加入需要的头文件：
#include <linux/cdev.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/io.h> #include "led.h"
编写Makefile文件
obj-m := led.o KDIR := /root/myhome/linux-2.6.32.2 //内核文件的目录 all : make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm
clean : rm -f *.o *.ko *.order *.symvers
接着编写led_app应用程序
#include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <sys/ioctl.h> #include "led.h" int main(int argc, char *argv[]) //带参数的函数 { int fd; int cmd; if(argc < 2) { printf("please enter the second para!\n"); return 0; } cmd = atoi(argv[1]); fd = open("/dev/myled",O_RDWR); if(cmd == 1) { ioctl(fd,LED_ON); } else { ioctl(fd,LED_OFF); } return 0; }
编译这个led_app的时候，一定要选取静态编译，不然下载开发板后运行会找不到动态链接库
arm-linux-gcc -static led_app.c -o led_app
把编译好的led.ko和led_app这两个文件通过nfs传到开发板后，显示这样
现状安装驱动insmod led.ko
然后再cat /proc/devices主设备号
主设备号是动态分配的253
这个时候再mknod /dev/myled c 253 0创建设备文件，这个文件就是led的设备文件
mknod 创建设备文件指令
/dev/myled 这是目录
c 代表字符设备文件
253 主设备号
0 次设备号
创建好了之后就./led_app 0，这个时候会发现灯灭了
再执行./led_app 1，灯又亮了
正如代码里那样，点亮第一个灯。