转自：http://my.oschina.net/u/274829/blog/285014
1，ioctl介绍
ioctl控制设备读写数据以及关闭等。
用户空间函数原型：int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)
-
fd-文件描述符
-
cmd-对设备的发出的控制命令
-
...表示这是一个可选的参数，存在与否依赖于cmd，如cmd为修改波特率，那么....就表示波特率的值。如果cmd表示关闭，则不需要参数
内核函数原型
file_operations结构体里面long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
ioctl命令段分为：类型，序号，传递方向，参数大小
-
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 传送方向：可能的值是
_IOC_NONE(没数据传输)
_IOC_READ(从设备读)
_IOC_WRITE
-
Size 用户参数大小:（13/14位宽，视处理器而定）
内核提供了一些宏来帮助定义命令：
-
_IO(type, nr ) type为命令类型 如int， nr为序号
没有参数的命令
-
_IOR(type, nr, datatype)
从驱动中读数据，datatype 读的数据参数的类型
-
_IOW(type, nr, datatype)
写数据到驱动
-
_IOWR(type,nr, datatype)
读写数据
定义命令例子 #define MEM_IOC_MAGIC 'm' //定义幻数，因为命令类型type是8位的所以找个字符代替
#define MEM_IOCSET
_IOW(MEM_IOC_MAGIC,0,int) //命令 去写 一个 int型的数据
#define MEM_IOCGQSET
_IOR(MEM_IOC_MAGIC, 1, int)
2，ioctl命令使用时注意事项
用户使用int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)时，...就是要传递的参数
再通过long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long arg);中的arg传递,如果arg是一个整形，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，使用之前需要进行正解的检查。
内部有检查的，不需要检测的：
Copy_from_user
Copy_to_user
Get_user
Put_user
需要检测的：
__get_user
__put_user
使用int access_ok(int type, const void *addr, unsigned long size)检测
Type 是VERIFY_READ 或者VERIFY_WRITE用来表明是读用户内存还是写用户内存。
Addr参数是要操作的用户内存地址，size是操作的长度。如果ioctl需要从用户空间读一个整数，那么size参数就等于sizeof(int)
内核读，写入用户空间，所以用户空间使用VERIFY_WRITE写验证用户内存是否可用。
Access_ok返回一个布尔值：1，是成功（存取没问题），失败，ioctr返回-EFAULT
3，ioctl实现例程
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
|
#include <linux/module.h>#include <linux/types.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/mm.h>#include <linux/sched.h>#include <linux/init.h>#include <linux/cdev.h>#include <asm/io.h>#include <asm/system.h>#include <asm/uaccess.h>#include "memdev.h"static int mem_major = MEMDEV_MAJOR;module_param(mem_major, int, S_IRUGO);struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体指针*/struct cdev cdev; /*文件打开函数*/int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp){ struct mem_dev *dev; /*获取次设备号*/ int num = MINOR(inode->i_rdev); if (num >= MEMDEV_NR_DEVS) return -ENODEV; dev = &mem_devp[num]; /*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针*/ filp->private_data = dev; return 0; }/*文件释放函数*/int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp){ return 0;}/*IO操作*/int memdev_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg){ int err = 0; int ret = 0; int ioarg = 0; /* 检测命令的有效性 */ if (_IOC_TYPE(cmd) != MEMDEV_IOC_MAGIC) return -EINVAL; if (_IOC_NR(cmd) > MEMDEV_IOC_MAXNR) return -EINVAL; /* 根据命令类型，检测参数空间是否可以访问 */ if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ) err = !access_ok(VERIFY_WRITE, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd)); else if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE) err = !access_ok(VERIFY_READ, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd)); if (err) return -EFAULT; /* 根据命令，执行相应的操作 */ switch(cmd) { /* 打印当前设备信息 */ case MEMDEV_IOCPRINT: printk("<--- CMD MEMDEV_IOCPRINT Done--->
"); break; /* 获取参数 */ case MEMDEV_IOCGETDATA: ioarg = 1101; ret = __put_user(ioarg, (int *)arg); break; /* 设置参数 */ case MEMDEV_IOCSETDATA: ret = __get_user(ioarg, (int *)arg); printk("<--- In Kernel MEMDEV_IOCSETDATA ioarg = %d --->
",ioarg); break; default: return -EINVAL; } return ret;}/*文件操作结构体*/static const struct file_operations mem_fops ={ .owner = THIS_MODULE, .open = mem_open, .release = mem_release, .ioctl = memdev_ioctl,};/*设备驱动模块加载函数*/static int memdev_init(void){ int result; int i; dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0); /* 静态申请设备号*/ if (mem_major) result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev"); else /* 动态分配设备号 */ { result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev"); mem_major = MAJOR(devno); } if (result < 0) return result; /*初始化cdev结构*/ cdev_init(&cdev, &mem_fops); cdev.owner = THIS_MODULE; cdev.ops = &mem_fops; /* 注册字符设备 */ cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS); /* 为设备描述结构分配内存*/ mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL); if (!mem_devp) /*申请失败*/ { result = - ENOMEM; goto fail_malloc; } memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev)); /*为设备分配内存*/ for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++) { mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE; mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL); memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE); } return 0; fail_malloc: unregister_chrdev_region(devno, 1); return result;}/*模块卸载函数*/static void memdev_exit(void){ cdev_del(&cdev); /*注销设备*/ kfree(mem_devp); /*释放设备结构体内存*/ unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/}MODULE_AUTHOR("David Xie");MODULE_LICENSE("GPL");module_init(memdev_init);module_exit(memdev_exit); |
.h
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
|
#ifndef _MEMDEV_H_#define _MEMDEV_H_#include <linux/ioctl.h>#ifndef MEMDEV_MAJOR#define MEMDEV_MAJOR 190 /*预设的mem的主设备号*/#endif#ifndef MEMDEV_NR_DEVS#define MEMDEV_NR_DEVS 2 /*设备数*/#endif#ifndef MEMDEV_SIZE#define MEMDEV_SIZE 4096#endif/*mem设备描述结构体*/struct mem_dev { char *data; unsigned long size; };/* 定义幻数 */#define MEMDEV_IOC_MAGIC 'k'/* 定义命令 */#define MEMDEV_IOCPRINT _IO(MEMDEV_IOC_MAGIC, 1)#define MEMDEV_IOCGETDATA _IOR(MEMDEV_IOC_MAGIC, 2, int)#define MEMDEV_IOCSETDATA _IOW(MEMDEV_IOC_MAGIC, 3, int)#define MEMDEV_IOC_MAXNR 3#endif /* _MEMDEV_H_ */ |
Makefile
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
|
ifneq ($(KERNELRELEASE),)obj-m := memdev.oelse KDIR := /forlinux/linux-3.0.1all: make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-clean: rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers modul*endif |
测试程序
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
|
#include <stdio.h>#include<sys/types.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include "memdev.h" /* 包含命令定义 */int main(){ int fd = 0; int cmd; int arg = 0; char Buf[4096]; /*打开设备文件*/ fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR); if (fd < 0) { printf("Open Dev Mem0 Error!
"); return -1; } /* 调用命令MEMDEV_IOCPRINT */ printf("<--- Call MEMDEV_IOCPRINT --->
"); cmd = MEMDEV_IOCPRINT; if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0) { printf("Call cmd MEMDEV_IOCPRINT fail
"); return -1; } /* 调用命令MEMDEV_IOCSETDATA */ printf("<--- Call MEMDEV_IOCSETDATA --->
"); cmd = MEMDEV_IOCSETDATA; arg = 2007; if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0) { printf("Call cmd MEMDEV_IOCSETDATA fail
"); return -1; } /* 调用命令MEMDEV_IOCGETDATA */ printf("<--- Call MEMDEV_IOCGETDATA --->
"); cmd = MEMDEV_IOCGETDATA; if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0) { printf("Call cmd MEMDEV_IOCGETDATA fail
"); return -1; } printf("<--- In User Space MEMDEV_IOCGETDATA Get Data is %d --->
",arg); close(fd); return 0; }
1，ioctl介绍ioctl控制设备读写数据以及关闭等。 用户空间函数原型：int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)
内核函数原型 file_operations结构体里面long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long); ioctl命令段分为：类型，序号，传递方向，参数大小
_IOC_NONE(没数据传输) _IOC_READ(从设备读) _IOC_WRITE
内核提供了一些宏来帮助定义命令：
从驱动中读数据，datatype 读的数据参数的类型
写数据到驱动
读写数据 定义命令例子 #define MEM_IOC_MAGIC 'm' //定义幻数，因为命令类型type是8位的所以找个字符代替 #define MEM_IOCSET _IOW(MEM_IOC_MAGIC,0,int) //命令 去写 一个 int型的数据 #define MEM_IOCGQSET _IOR(MEM_IOC_MAGIC, 1, int) 2，ioctl命令使用时注意事项 用户使用int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)时，...就是要传递的参数 再通过long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long arg);中的arg传递,如果arg是一个整形，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，使用之前需要进行正解的检查。 内部有检查的，不需要检测的： Copy_from_user Copy_to_user Get_user Put_user 需要检测的： __get_user __put_user 使用int access_ok(int type, const void *addr, unsigned long size)检测 Type 是VERIFY_READ 或者VERIFY_WRITE用来表明是读用户内存还是写用户内存。 Addr参数是要操作的用户内存地址，size是操作的长度。如果ioctl需要从用户空间读一个整数，那么size参数就等于sizeof(int)
内核读，写入用户空间，所以用户空间使用VERIFY_WRITE写验证用户内存是否可用。 Access_ok返回一个布尔值：1，是成功（存取没问题），失败，ioctr返回-EFAULT 3，ioctl实现例程
.h
Makefile
测试程序
|