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ioctl设备控制

2017年08月25日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1962字 ⁄ 字号 评论关闭

ioctl功能-----大部分驱动程序除了需要具备读写设备的能力外,还需要具备对硬件的控制能力。例如,要求设备报告错误信息,改变波特率,这些操作常常通过ioctl方法来实现。

用户使用方法-----

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,......)

原型中的点表示这是一个可选的参数,存在与否依赖于控制命令是否涉及到与设备的数据交互。

驱动ioctl方法----

驱动方法有和用户空间版本不同的原型。

int (*ioctl) (struct inode *,struct file *filp,unsigned int cmd,unsigned long arg)

cmd参数从用户空间传下来,可选的参数arg以一个unsigned long形式传递,不管它是一个整数或一个指针。如果cmd命令不涉及数据传输,则第三个参数arg的值无任何意义。

ioctl实现--------

1---定义命令

在编写ioctl代码前,首先需要定义命令。为了防止对错误的设备使用正确的命令,命令号应该是在系统范围内是唯一的。ioctl命令编码被划分为几个位段,include/asm/ioctl.h中定义了这些位字段:类型,序号,传送方向,参数的大小

Documentation/ioctl-number.txt文件中罗列了在内核中已经使用了的类型。

Type---类型,表明哪个设备的命令,在参考了ioctl-number.txt之后选出,8位宽。

Number----序号,表明设备命令中的第几个,8位宽。

Direction---数据传送的方向,可能的值是_IOC_NONE(没有数据传输),_IOC_READ,_IOC_WRITE.。数据传送方向是从应用程序的观点来看待的,读意思是从设备读。

Size---用户数据的大小。

内核提供了下列宏来帮助定义命令----

_IO(type,nr)--------没有参数传递

_IOR(type,nr,datatype)------从驱动中读数据

_IOW(type,nr,datatype)------写数据到驱动

_IOWR(type,nr,datatype)------双向传送,type和number成员作为参数被传递。

定义命令范烈-----

#define MEM_IOC_MAGIC 'm'-------定义类型

#define MEM_IOCSET  _IOW(MEM_IOC_MAGIC,0,int)

#define MEM_IOCGQSET   _IOR(MEM_IOC_MAGIC,1,int)


2---实现命令

1--返回值

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,通常返回-EINVAL(”非法参数“)

2--参数使用

果是一个整数,可以直接使用。如果是指针,我们必须确保这个用户地址是有效的,因此使用前需进行正确的检查。

不需要检测--

copy_from_user

copy_to_user

get_user

put_user

需要检测----

__get_user

__put_user

使用以下函数实现参数检查--

int access_ok(

int type,VERIFY_READ/VERIFY_WRITE用来表明是读用户内存还是写用户内存。

const void *addr,参数要操作的用户内存地址。

unsigned long size--是操作的长度,如果ioctl需要从用户空间读一个整数,哪个size参数等于sizeof(int)

access_ok返回一个布尔值:1是成功(存取没有问题)0是失败,如果函数返回失败,则ioctl应当返回-EFAULT。

)

参数检查实例----

if(_IOC_DIR(cmd)&_IOC_READ)

err=!access_ok(VERIFY_WRITE,(void__user *)arg,_IOC_SIZE(cmd));

else if(_IOC_DIR(cmd)&_IOC_WRITE)

err=!access_ok(VERIFY_READ,(void__user *)arg,_IOC_SIZE(cmd));

if(err)

return -EFAULT;

从设备中读,就需要把数据写到用户空洞,故对应VERIFY_WRITE


3--命令操作

switch(cmd)

{

case MEM_IOCSQUANTUM:

retval=__get_user(scull_quantum,(int *)arg);

break;

case MEM_IOCGQUANTUM:

retval=__put_user(scull_quantum,(int *)arg);

break;

default:

return -EINVAL;

}




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