韦东山嵌入式Linux应用开发基础知识上【gcc makefile 输入设备

1 main的输入参数，并且在命令行运行文件的时候输入

我的练习

先写了个单纯输出的hello

按照教程里那样写hello

所以gcc编译过程应该是

先创建一个.c文件
gcc -c -o hello.o hello.c 在当前文件夹生成一个.o文件
gcc -o hello hello.o 在当前文件夹生成一个可执行文件
./hello 执行文件，后面可以带输入参数，用空格区分。而且这个文件名本身算一个参数，放在argv[0]

2 gcc编译器

Linux里不是用keil也不是用vs 而是用gcc 在命令行里编译文件。

【这是第三课第2集的图

预处理就是把宏定义替换进代码，把头文件读入。
汇编的时候是把代码转换为汇编程序，这时候如果程序有误会报错。

上图是同时把两个文件作为同一个项目进行编译，生成一个test工程文件

但是如果要修改main.c的话，再执行这条命令，sub也不得不重新编译一次。

按上图先生成.o文件【机器码】后再链接
sub就不必费时间重新编译，但第三句那里还是要写一遍进行链接。

如果文件太多,不知道改了哪些.c文件

看文件时间，如果.o文件比.c文件时间早，就得重新生成.o文件，然后再重新链接生成test文件

./test
就能运行了

末尾加一个-v能看到系统会去哪些路径找头文件里的代码文件

下图是作者把自己的头文件用了尖括号
然后用-I命令把当前的文件夹路径放进了尖括号头文件的搜索路径的列表里【看这效果是一次性的，如果下一次gcc编译不加-I命令的话，程序仍然不会去找 ./ 这个路径

这句是把sub这个子函数的文件压缩成静态库
然后再跟main链接到一起

.so是动态库，动态库的文件大小会比静态库小一些

动态库文件要指定读取路径，不然会显示找不到文件

3 makefile

说是不用学得太仔细，但如果非要仔细学makefile的话看这里

【注意，在makefile里的tab键是重要格式，tab键后必须跟命令，如果光有tab键就换行了程序会出错，如果命令前是空格而不是tab则无法识别到命令】

makefile跟.c .h一样是一个某种格式的代码文件
它看起来是帮忙执行gcc编译的批处理文件？
在编写的时候有固定语法

如果a.o 或b.o更新了，就执行gcc链接生成test

如果a.c更新了，就执行 gcc -c 重新编译生成a.o文件
b.o也是

如果用vi改了a.c 文件，make文件就会自动gcc -c一下a文件，报了个警告没事，然后重新gcc一下test文件

通配符

为了不要a.c b.c c.c 挨个写，所以用各种符号减少重复

下图是替换后的样子

加了一个c.c文件放了一个新的子函数。对比一下差别。

指令

多加了一个指令，输入clean的时候就执行那句rm操作
.PHONY:是为了声明clean 跟test那个不一样并不是一个文件。

变量

【加@是为了在运行时不显示echo这个指令本身

怪了。对延时变量来说，C无论是在前文赋值还是在后文赋值都是先于命令的。
而对即时变量却直接就是赋值时还未定义的为空值的C。

make时设定变量数值

嗯，输入的定义是优先于？=的赋值的，这个好理解。

函数

foreach

foreach是把list里的所有变量用var取出来然后挨个执行test这句内容

make显示 B = a.o b.o c.o

filter

%是通配符，在这里代替字母

wildcard

pattern的位置是我们打算找的一些文件。在make时程序会在当前目录里找有没有符合要求的文件

输出是 files3 = a.c b.c c.c 【因为当前路径里只有这3个文件符合要求

patsubst

综合运用

阿巴阿巴。。。
编程没天赋的人可能就是这种感觉了？
我当时学c的时候明明理解得挺快的啊。。。。
Linux Makefile 生成 *.d 依赖文件以及 gcc -M -MF -MP 等相关选项说明

4 文件io

【这视频内容有点离题啊
写代码的时候
用man指令可以查函数的用法【如printf和read】，man有好几本手册可以查函数，不同手册里可能有同名函数，可以指定手册【printf在3号手册
$ man 3 printf】可以查函数的头文件和输入参数，在man里 f和b是翻页，q是退出。

说是代码在调用open或者read的时候，用户区会向内核区抛出异常，并且这个异常附带着参数以指向函数所对应的操作

7 输入系统应用编程

01_输入系统框架及调试

核心层负责把收到的各类数据进行分类统一处理

每个设备输入的数据类型不一样多，所以都要发一个同步信号表示自己当前发完了一批数据。

上图是触摸屏传来的数据。方框内的是同步信号。。【。我看着是按时间来分的啊？跟数据的完整性有关吗？？】

这句指令可以知道每个设备节点的信息

I ：总线厂家产品版本号
N ： char *name
P ：物理上的名字，这里写的是触摸屏 char *phys
H ：这个设备是event0
B ： EV对应的是下图代码里的evbit 支持的事件event的置位情况。数值是b代表的是二进制1011 有3个数据位置1，也就是0号，1号，3号数据需要传输，那就是上上上图宏定义里对Event type里列出来的EV_SYN ,EV_KEY和EV_ABS这三个数据。
B ： ABS是绝对位移相关信息code的置位情况

这里的信息和内核里的信息是一一对应的

下图的code部分就是对应的宏定义的编号【所以为什么会有39啊。上面说置位了35 36 没说39啊
type为1代表的是按键类事件，code代表的是第014a号键 value代表具体的数值是0001 表示按下

我的练习

看一下现在系统上有哪些设备，我看到了触摸屏和我的蓝牙鼠标

cat /proc/bus/input/devices

看一下我的鼠标都发些什么信息，系统提示我权限不够，所以我加了sudo 【为后文的失败埋下伏笔

sudo hexdump /dev/input/event5

00263f0 之前都是移动，然后我按下并松开左键进行截屏，不过不知道为什么没有全零同步帧，之前移动并停下的时候也时常没有同步帧出现在最后。
感觉现在的格式应该跟教程里的不一样了，反正【微秒】那栏肯定不对。

02_现场编程读取获取输入设备信息

写程序读取内核里的设备数据

目标是：只要运行01_get…这个可执行文件，并输入设备路径就能读取到对应信息。

在这段内核代码里cmd有EVIOCGID这个分类，这里有设备id这个信息被保存在input_id这个结构体里
这个结构体具体有下列信息

我们的程序通过一个包装好的函数去获取信息，只需要设备路径和所需内容的对应置位信息
因此，我们只需要新建一个struct input_id thisId;
写一句
fd=open(…)
err = ioctl(fd,EVIOCGID,&thisId);
就可以把内核里的EVIOCGID这个case里的信息存到thisId结构体变量里去。

但是并不是所有信息都能简单靠EVIOCGID这样一个宏就能去找到的，而是需要一个帮忙转换格式用的函数，EVIOCGBIT（）函数。
下图就是对应置位信息所代表的含义，而我们不需要去记，用函数就好了。【韦东山说具体什么时候用宏定义，什么时候用EVIOCGBIT（）函数，得具体看内核代码来决定】

下图就是放在request这个位置的函数

【把0改成1 就能得到keybit的信息

我们写的读取信息的代码长这样

unsigned int evbit[2] 是因为内核里的evbit是 unsigned long

那个头文件，我们包含的不是内核的input头文件，而是交叉编译的工具链里的头文件。

不是很明白他是怎么找的，但总之是包含

然后打开文件 open（）函数可以用 $ man 2 open 查看用法
1 看所需头文件
2 输入参数格式

为了显示内核里的event的这些对应的宏信息。
代码里写了一个字符串数组保存了宏信息，并在读取了设备数据之后对应显示。【我总是想把这些宏的16进制数换成2进制数啊。但这里的用法真的不是这样。这里的宏的数值是代表设备里数据的第几bit。

evbit 是uint类型的数组，sizeof(evbit )为8字节。总共有len个数据，用uchar 类型的byte拆成8份挨个取出，每个数据有8bit，如果数据中的某个位为1，则显示对应那一组的对应那个位的ev数据.
所以，event types那些宏就是第x个位置1使能的意思咯？

我的练习

设备权限

第二次的打开失败估计就是因为权限问题。
但是我甚至找不到我的蓝牙鼠标的文件位置，改不了权限【顺便一提，我打开can通信的那个代码也不算输入设备，那个在Linux看来应该是SPI通信】

直接修改设备文件权限没有意义，设备拔插时，udev 会更新 /dev，并且每次设备插入的时候，Bus 和 Device 的值都不确定。
如何修改 Linux 设备访问权限

笑死，我没改权限我直接变身root

$ su root

头文件

所需头文件就是韦东山从Linux内核里找的头文件 <linux/input.h>
OK了。【我确实需要makefile文件。编译麻烦死了】

03_四种方式读取输入数据

有4种方式读取设备信息

不等和死等模式【open()输入参数里的nonblock标志位

上述两个方法就是open函数的一个输入参数的区别罢了。

那么，在运行代码文件的时候，除了输入必须的<设备路径>之外，还可选输入noblock这个输入

在代码里用strcmp函数将输入参数进行对比，然后执行对应的open方式

【淦，我没注意到strcmp前面还有个取反！这个字符串比较的函数是在字符串相等时返回0】
fd指针是当时open()函数打开的event0这个设备，在这里是触摸屏
event这个结构体指针是从内核代码里知道的。我们调用read的时候，系统会对应唤醒evdev_read()这个函数，系统会把设备数据塞进__user *buffer里，函数内部代码会具体用到input_event这个结构体类型【但我看不懂，所以就不截图了。】总之，知道了数据保存的形式之后就能按照sizeof来读取数据。
如果用了O_NONBLOCK这个标志，那在程序运行的时候就会不断输出else里的语句。
如果没用那个标志，就会一直等着触摸屏输入【就是卡在了read()这函数里

我的练习

确认了阻塞方式就是卡在了read()函数内部。明明是读取函数进行阻塞，但标志位却是在open函数里设置。看内核代码，是检查fd句柄里的f_flags的对应bit的标志位决定是不是直接return的。

等一会模式

这个方法的做法是在read函数之前加一句poll函数。
poll函数可以同时监视好几个文件的IO情况，所以第一个参数是一个结构体指针数组。结构体的组成看下图的底部。
本例只监视一个文件，所以只创建struct pollfd fds[1]。这个结构体需要在传入函数之前赋值。同时这个结构体里除了设备的fd之外【诶，才发现fd是int，怎么不是指针，难道是索引节点的inode吗】还需要设置事件events，具体选择可以看上图的表格，我们选用的是有数据可读的情况。第三个结构体是函数自己写的，内容也是表格里的那些事件类型。events是我们期望去了解的事件，revents是当函数做完事情之后，它会记录一下自己刚才完成的是哪类事件。
为什么不把revents搞成返回值呢？因为返回值要返回的是有多少个文件IO有事了。在我们这个例子里，返回值最多只能是1，如果是0就是没消息而且等待超时了，返回-1就是出错了。
话说回来，poll还有第二个参数，是对应的文件数量
第三个参数，限时时间，毫秒。本文设置3000ms

那么，在程序运行时，poll函数如果没读到内容，会等3秒，这时候是堵在poll这里的，中间有信息的话随时能放行给read，如果等3秒还没数据，就会返回超时，然后让程序跑一圈，重新回到poll的时候再等3秒。

select和epoll的区别

select的时间复杂度O(n)。它仅仅知道了，有I/O事件发生了，却并不知道是哪那几个流（可能有一个，多个，甚至全部），我们只能无差别轮询所有流，找出能读出数据，或者写入数据的流，对他们进行操作。所以select具有O(n)的无差别轮询复杂度，同时处理的流越多，无差别轮询时间就越长。 epoll的时间复杂度O(1)。epoll可以理解为event poll，不同于忙轮询和无差别轮询，epoll会把哪个流发生了怎样的I/O事件通知我们。所以我们说epoll实际上是事件驱动（每个事件关联上fd）的，此时我们对这些流的操作都是有意义的。（复杂度降低到了O(1)）
poll函数详解
linux select函数详解

我的练习

要注意输入数据类型，我差点把poll的第一个参数直接用了之前的fd句柄。。但是第二个参数直接写1能用【当然最好还是憋那么干】
另外，我加了个计时的函数，基本上不太准，而且鼠标在动的时候计时数据经常错，尽量不要用。

有事喊我模式

像qt那样注册一个回调函数。只需要信号类型和对应的函数这俩绑定到一块去。这样只要来了信号就知道该干啥了。
然后，那个读取设备的进程有一个进程ID，叫PID。进程是内核系统里的事，要获取到这个PID之后发给设备驱动，告诉驱动：如果你有数据来了，发个信号，我让这个进程给你办事。
主函数的while循环里没有读取设备内容的函数。但是事先要记得打开信号接收的标志位。
然后就可以打开设备了open()

注册信号函数
sighandler_t 是函数类型。
这个函数类型输入一个int 无返回值

这句写在main函数里

这个是子函数

打开驱动程序
这一步和以前一样的
告知进程号
教程没说中间的宏是干啥用的。。
设置flag
这里也没细讲

但是搞完这些就完成了，后面可以写自己的while（1）里的随便什么任务了，设备如果有消息就会通过回调那个注册的信号处理函数进行处理。

总结一下全程：

Linux进程间通信详解(六) 信号种类及函数

我的练习

man signal 里没有提到SIGIO这个宏，但是编辑器自动补全里面有，纳闷。
教程里用while，但是我寻思着只要有IO信号就会进回调函数，应该用if也一样。
有一些宏跟教程对不上。
没有进入回调函数，开始找bug
看看fcntl()的资料
　　　fcntl()针对(文件)描述符提供控制.
　　　参数fd是被参数cmd操作(如下面的描述)的描述符.
　　　针对cmd的值,fcntl能够接受第三个参数（arg）
fcntl函数有5种功能：
1.复制一个现有的描述符（cmd=F_DUPFD）.
2.获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD).
3.获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL).
4.获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).
5.获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

O_ASYNC 当I/O可用的时候,允许SIGIO信号发送到进程组,例如:当有数据可以读的时候

fcntl的返回值：与命令有关。如果出错，所有命令都返回－1，如果成功则返回某个其他值。下列三个命令有特定返回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一个返回新的文件描述符，第二个返回相应标志，最后一个返回一个正的进程ID或负的进程组ID。

Linux fcntl函数详解

//能成功运行的宏signal(SIGIO, sig_func);fcntl(fd,__F_SETOWN,getpid());flags = fcntl(fd , F_GETFL);fcntl(fd,F_SETFL,flags|O_ASYNC);

话说，进了信号回调函数之后再回到while循环，sleep（2）就不管用了。【是睡不着了么？/狗头】

我的练习代码