ioctl 函数.docx
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ioctl函数
Linux驱动之ioctl
分类：
ARM+Linux2010-05-0917:
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在用户空间，使用ioctl系统调用来控制设备，原型如下：
intioctl（intfd,unsignedlongcmd,...）;
第三个参数不表示一个变数目的参数，而是一个类型可选的参数。
第三个参数依赖于控制命令。
一些命令不用参数，一些用一个整数值，一些使用指针
1、ioctl函数定义命令
在编写ioctl代码之前，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，命令号应该在系统范围内事唯一的
ioctl命令编码被划分为几个段，include/asm/ioctl.h中定义了这些字段：
类型（幻数），基数，传送方向，参数大小等。
Documentation/ioctl-number.txt文件中罗列了再内核中已经使用了的幻数。
定义ioctl命令的正确方法是使用4个位段，这个列表中介绍的符号定义在中：
Type：
幻数（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
内核提供了下列宏来帮助定义命令号，如下
_IO（type,nr）：
没有参数的命令
_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作为参数被传递
2、ioctl函数的实现
分三个技术环节：
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
如果是一个整数，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
使用intaccess_ok（inttype,constvoid*addr,unsignedlongsize）来检查一个指针地址是否可以访问
第一个参数是VERIFY_READ或者是VERIFY_WRITE，用来表明读用户内存还是写用户内存。
addr参数时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=sizeof（int）。
如果需要同时读和写，则使用VERIFY_WRITE。
access_ok返回一个布尔值：
1是成功（存取没问题）和0是失败（存取有问题），如果该函数返回失败，则ioctl应当返回-EFAULT，如：
if（_IOC_DIR（cmd）&_IOC_READ）//为什么_IOC_READ对应VERIFY_WRITE？
？
？
err=!
access_ok（VERIFY_WRITE,（void __user*）arg,_IOC_SIZE（cmd））;
elseif（_IOC_DIR（cmd）&_IOC_WRITE）
err=!
access_ok（VERIFY_READ,（void __user*）arg,_IOC_SIZE（cmd））;
if（err）
return–EFAULT
在access_ok检测通过后，驱动可以使用cope_from_user和cope_to_user等函数进行参数传递了
3、命令操作
switch（cmd）
{
caseMEMDEV_IOCPRINT:
printk（"<---CMDMEMDEV_IOCPRINTDone--->/n/n"）;
break;
caseMEMDEV_IOCGETDATA:
ioarg=1101;
ret=__put_user（ioarg,（int*）arg）;
break;
caseMEMDEV_IOCSETDATA:
ret=__get_user（ioarg,（int*）arg）;
printk（"<---InKernelMEMDEV_IOCSETDATAioarg=%d--->/n/n",ioarg）;
break;
default:
return-ENOTTY;
}
实例分析，源码如下（最好先看《第一个嵌入式Linux的驱动程序》中的源码）
memdev.h:
#ifndef_MEMDEV_H_
#define_MEMDEV_H_
#include
#ifndefMEMDEV_MAJOR
#defineMEMDEV_MAJOR0
#endif
#ifndefMEMDEV_NR_DEVS
#defineMEMDEV_NR_DEVS3
#endif
#ifndefMEMDEV_SIZE
#defineMEMDEV_SIZE4096
#endif
typedefstructMem_Dev{
char*data;
structMem_Dev*next;
unsignedlongsize;
}Mem_Dev;
#defineMEMDEV_IOC_MAGIC 'k'
#defineMEMDEV_IOCPRINT _IO（MEMDEV_IOC_MAGIC,1）
#defineMEMDEV_IOCGETDATA_IOR（MEMDEV_IOC_MAGIC,2,int）
#defineMEMDEV_IOCSETDATA_IOW（MEMDEV_IOC_MAGIC,3,int）
#defineMEMDEV_IOC_MAXNR3
#endif
memdev.c:
#ifndef__KERNEL__
# define__KERNEL__
#endif
#ifndefMODULE
# defineMODULE
#endif
//#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include"memdev.h"
MODULE_LICENSE（"GPL"）;
Mem_Dev*mem_devices;
intmemdev_major=MEMDEV_MAJOR;
intmemdev_open（structinode*inode,structfile*filp）
{
Mem_Dev*dev;
intnum=MINOR（inode->i_rdev）;
dev=（Mem_Dev*）filp->private_data;
if（!
dev）
{
if（num>=MEMDEV_NR_DEVS）
return-ENODEV;
dev=&mem_devices[num];
filp->private_data=dev;
}
//MOD_INC_USE_COUNT;
return0;
}
intmemdev_release（structinode*inode,structfile*filp）
{
//MOD_DEC_USE_COUNT;
return0;
}
intmemdev_ioctl（structinode*inode,structfile*filp,
unsignedintcmd,unsignedlongarg）
{
interr=0;
intret=0;
intioarg=0;
if（_IOC_TYPE（cmd）!
=MEMDEV_IOC_MAGIC）
return-ENOTTY;
if（_IOC_NR（cmd）>MEMDEV_IOC_MAXNR）
return-ENOTTY;
if（_IOC_DIR（cmd）&_IOC_READ）
err=!
access_ok（VERIFY_WRITE,（void*）arg,_IOC_SIZE（cmd））;
elseif（_IOC_DIR（cmd）&_IOC_WRITE）
err=!
access_ok（VERIFY_READ,（void*）arg,_IOC_SIZE（cmd））;
if（err）
return-EFAULT;
switch（cmd）
{
caseMEMDEV_IOCPRINT:
printk（"<---CMDMEMDEV_IOCPRINTDone--->/n/n"）;
break;
caseMEMDEV_IOCGETDATA:
ioarg=1101;
ret=__put_user（ioarg,（int*）arg）;
break;
caseMEMDEV_IOCSETDATA:
ret=__get_user（ioarg,（int*）arg）;
printk（"<---InKernelMEMDEV_IOCSETDATAioarg=%d--->/n/n",ioarg）;
break;
default:
return-ENOTTY;
}
returnret;
}
structfile_operationsmemdev_fops={
ioctl:
memdev_ioctl,
open:
memdev_open,
release:
memdev_release,
};
voidmemdev_cleanup_module（void）
{
inti;
unregister_chrdev（memdev_major,"memdev"）;
if（mem_devices）
{
for（i=0;i kfree（mem_devices[i].data）;
kfree（mem_devices）;
}
}
intmemdev_init_module（void）
{
intresult,i;
//SET_MODULE_OWNER（&memdev_fops）;
result=register_chrdev（memdev_major,"memdev",&memdev_fops）;
if（result<0）
{
printk（KERN_WARNING"mem:
can'tgetmajor%d/n",memdev_major）;
returnresult;
}
if（memdev_major==0）
memdev_major=result;
mem_devices=kmalloc（MEMDEV_NR_DEVS*sizeof（Mem_Dev）,GFP_KERNEL）;
if（!
mem_devices）
{
result=-ENOMEM;
gotofail;
}
memset（mem_devices,0,MEMDEV_NR_DEVS*sizeof（Mem_Dev））;
for（i=0;i {
mem_devices[i].size=MEMDEV_SIZE;
mem_devices[i].data=kmalloc（MEMDEV_SIZE,GFP_KERNEL）;
memset（mem_devices[i].data,0,MEMDEV_SIZE）;
}
return0;
fail:
memdev_cleanup_module（）;
returnresult;
}
module_init（memdev_init_module）;
module_exit（memdev_cleanup_mo
app-ioctl.c:
#include
#include
#include
#include
#include"memdev.h"
intmain（）
{
intfd=0;
intcmd;
intarg=0;
charBuf[4096];
fd=open（"/dev/memdev0",O_RDWR）;
if（fd<0）
{
printf（"OpenDevMem0Error!
/n"）;
return-1;
}
printf（"<---CallMEMDEV_IOCPRINT--->/n"）;
cmd=MEMDEV_IOCPRINT;
if（ioctl（fd,cmd,&arg）<0）
{
printf（"CallcmdMEMDEV_IOCPRINTfail/n"）;
return-1;
}
printf（"<---CallMEMDEV_IOCSETDATA--->/n"）;
cmd=MEMDEV_IOCSETDATA;
arg=2007;
if（ioctl（fd,cmd,&arg）<0）
{
printf（"CallcmdMEMDEV_IOCSETDATAfail/n"）;
return-1;
}
printf（"<---CallMEMDEV_IOCGETDATA--->/n"）;
cmd=MEMDEV_IOCGETDATA;
if（ioctl（fd,cmd,&arg）<0）
{
printf（"CallcmdMEMDEV_IOCGETDATAfail/n"）;
return-1;
}
printf（"<---InUserSpaceMEMDEV_IOCGETDATAGetDatais%d--->/n/n",arg）;
close（fd）;
return0;
}
Makefile和《第一个嵌入式Linux的驱动程序》中的Makefile一样。
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