在上一个章节中，我们编写了一个驱动程序，这里我们要编写一个APP应用程序，实现在应用层调用驱动底层的 open 和 write 函数。

一、APP和驱动程序的区别与分工

1. 驱动程序（Driver）

• 工作在内核空间，是操作系统和硬件之间的桥梁。
• 直接控制硬件、管理硬件资源，对上层（如APP）屏蔽硬件细节。
• 只能通过内核API与其他内核部分通信，一般不能直接和用户交互。
• 典型功能：收发数据、寄存器读写、中断处理等。
• 例子：你之前写的 chrdev_test 字符设备驱动。

2. 应用程序（APP）

• 工作在用户空间，直接与用户交互。
• 调用系统调用（如 open、read、write、close）来间接访问硬件，真正操作硬件时请求会流转到驱动程序。
• 负责编写界面、业务逻辑，而不是底层硬件细节。
• 例子：你即将写的测试程序，调用 /dev/device_test 完成 open 和 write。

分工理解

• 应用程序像“司机”，提出“我要开车（open）、加油（write）、看仪表盘（read）”这种需求。
• 驱动程序像“发动机技术员”，根据指令完成车的具体操作，但不关心是谁让它做的。

二、APP的编写

1、c源码

APP应用，使用的是标准的C库，就是和我们之前刚学习C语言的时候用的一个风格。

在 05_char_device/ 文件夹下创建一个 test_chrdev_app.c 文件，编写下面的代码：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main()
{
    int fd;
    const char *devname = "/dev/device_test";
    const char *data = "hello, driver!";

    // 1. 打开设备
    fd = open(devname, O_WRONLY);
    if(fd < 0) {
        printf("test_chrdev_app: open device failed.\n");
        return -1;
    }
    printf("test_chrdev_app: Device opened successfully.\n");

    // 2. 写数据到驱动
    int ret = write(fd, data, strlen(data));
    if(ret < 0) {
        printf("test_chrdev_app: write device failed.\n");
        close(fd);
        return -1;
    }
    printf("test_chrdev_app: Device write successfully.\n");

    // 3. 关闭设备
    close(fd);
    printf("test_chrdev_app: Device closed.\n");
    return 0;
}

2、源码讲解

这个应用程序负责 “ 打开 ” 在 /dev/ 下挂载好的device_test字符设备，并尝试将一串数据 hello, driver! 写入设备。它不会直接操作硬件，也无法直接调用内核代码，只能通过标准的系统调用间接与设备驱动交互。

---

int main()
{
    int fd;
    const char *devname = "/dev/device_test";
    const char *data = "hello, driver!";

• 主函数开始。
• fd：文件描述符，存放 open() 的返回值。
• devname：指定要访问的设备节点路径，和前面驱动创建的 /dev/device_test 保持一致。
• data：要写入到设备的数据字符串。

---

    // 1. 打开设备
    fd = open(devname, O_WRONLY);
    if(fd < 0) {
        printf("test_chrdev_app: open device failed.\n");
        return -1;
    }
    printf("test_chrdev_app: Device opened successfully.\n");

• 使用系统调用 open 打开设备文件，第二个参数 O_WRONLY 表明只写模式。
• 如果返回值 < 0，说明打开失败（比如没有驱动、节点不存在、无权限），此时打印错误并退出。
• 成功则打印“打开成功”。

原理说明

• 用户空间的 open() 其实会被内核转换成对 /dev/device_test 这个设备节点的操作。内核通过设备号查表，定位到对应的驱动，并最终调用你写的驱动函数 chrdev_open。

    // 2. 写数据到驱动
    int ret = write(fd, data, strlen(data));
    if(ret < 0) {
        printf("test_chrdev_app: write device failed.\n");
        close(fd);
        return -1;
    }
    printf("test_chrdev_app: Device write successfully.\n");

• 调用 write() 向打开的设备文件写入数据，返回值是实际写入的字节数（<0则是错误）。
• 如果失败（如驱动没有实现write、权限问题等），则报错并提前关闭文件退出。
• 成功则提示“写入成功”。

原理说明

• 这里的 write() 会被内核拦截，通过设备号查找你的驱动，最终会调用驱动代码中的 chrdev_write()。
• 实测时你可通过 dmesg 查看驱动日志信息，验证两者的调用关系。

// 3. 关闭设备
close(fd);
printf("test_chrdev_app: Device closed.\n");
return 0;

• 用标准 close() 释放之前打开的文件描述符。
• 关闭后会触发驱动的 chrdev_release()（如果有实现）。
• 最后返回0，表示程序顺利结束。

三、APP编译

使用下面的命令进行编译：

/home/lckfb/TaishanPi-3-Linux/prebuilts/gcc/linux-x86/aarch64/gcc-arm-10.3-2021.07-x86_64-aarch64-none-linux-gnu/bin/aarch64-none-linux-gnu-gcc test_chrdev_app.c -o test_chrdev_app

命令格式是： <SDK的gcc交叉编译器> <源码.c文件> -o <最终生成的可执行文件名字>

-o 重名的意思，后面紧跟着最终想要生成的名字。

• SDK的gcc交叉编译器：这个就和之前我们在 Makefile 中编写的路径一致只不过变为了 aarch64-none-linux-gnu-gcc，不单单是只有前缀了。

最终就是这样的：

四、测试

将这个 test_chrdev_app 复制到开发板中（U盘、TF卡、SSH都可以），并运行：

sudo ./test_chrdev_app

最终的效果是这样的：

APP程序依次运行了 open、write 和 close 这三个函数操作，而我们的驱动也相应的做出了三个一样的动作：

1. open
2. write
3. release

所以我们在APP的调用中通过 /dev/device_test 这个设备，实现了APP的 open、write 和 close 三个函数和驱动的三个 open write release 函数的对应调用。