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,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
驱动使用方法
原型:
int (*ioctl)(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
*inode-物理上的设备信息,如设备号
*filp-对应是打开的文件的信息,如读写位置
cmd-是用户空间传下来的对设备的发出的控制命令
arg-若用户使用时第三个参数没有,这个参数没有任何意义
如何实现ioctl方法?
步骤:
1)定义命令
Include/asm/ioctl.h中定义了这些位字段:类型、序号、传送方向、参数大小
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 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 ) nr为序号,datatype为数据类型 如int
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成员作为参数传递
定义命令例子 #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
定义好了命令,下一步就是要实现ioctl函数了
1)返回值
2)参数使用
3)命令操作
Ioctl函数实现(返回值)
Ioctl函数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命令时,通常返回-EINVAL(非法参数)
Ioctl函数实现(参数)
用户使用int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)时,...就是要传递的参数
再通过int (*ioctl)(struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, 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。
Ioctl函数实现(参数检查)
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)
Access_ok返回一个布尔值:1,是成功(存取没问题)
0,是失败,ioctr返回-EFAULT
Ioctl函数实现(命令操作)
Switch(cmd)
{
Case
}
驱动程序代码: /* 定义幻数 */ #define MEMDEV_IOC_MAGIC 'k' /* 定义命令 */ #define MEMDEV_IOCPRINT _IO(MEMDEV_IOC_MAGIC, 1) //没参数 #define MEMDEV_IOCGETDATA _IOR(MEMDEV_IOC_MAGIC, 2, int) //读 #define MEMDEV_IOCSETDATA _IOW(MEMDEV_IOC_MAGIC, 3, int) //写 #define MEMDEV_IOC_MAXNR 3 /*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--->\n\n"); 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 --->\n\n",ioarg); break; default: return -EINVAL; } return ret; }
驱动程序编译:
把驱动程序s3c2440_leds.c文件放到内核drivers/char子目录下,在drivers/char/Makefile中增加一句:
Obj-m += s3c2440_leds.o
然后在内核根目录下执行“make modules”,就可以生成模块drivers/char/s3c2440_leds.ko
把它放到开发板根文件系统的/lib/modules/2.6.30.2/目录下,就可以使用insmod s3c2440_leds、rmmod s3c2440_leds 命令进行加载、卸载了。
测试程序代码: #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!\n"); return -1; } /* 调用命令MEMDEV_IOCPRINT */ printf("<--- Call MEMDEV_IOCPRINT --->\n"); cmd = MEMDEV_IOCPRINT; if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0) { printf("Call cmd MEMDEV_IOCPRINT fail\n"); return -1; } /* 调用命令MEMDEV_IOCSETDATA */ printf("<--- Call MEMDEV_IOCSETDATA --->\n"); cmd = MEMDEV_IOCSETDATA; arg = 2007; if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0) { printf("Call cmd MEMDEV_IOCSETDATA fail\n"); return -1; } /* 调用命令MEMDEV_IOCGETDATA */ printf("<--- Call MEMDEV_IOCGETDATA --->\n"); cmd = MEMDEV_IOCGETDATA; if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0) { printf("Call cmd MEMDEV_IOCGETDATA fail\n"); return -1; } printf("<--- In User Space MEMDEV_IOCGETDATA Get Data is %d --->\n\n",arg); close(fd); return 0; }
编译测试程序:
在所在目录Make 上面的程序,生成可执行程序led_test,把它放到开发板/usr/bin目录下后。
打开设备文件前要创建设备文件:
#mknod 设备文件名 设备类型 主设备号 次设备号
#mknod /dev/leds c 234 0
使用驱动程序:
根据led_test测试代码说明使用!