ms,verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill…简介

一个字符设备驱动通常会实现常规的open、release、read和write接口但是如果需要扩展新的功能通常以ioctl接口的方式实现。

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user

;参数描述fd文件描述符cmd交互协议设备驱动将根据cmd执行对应操作…可变参数arg依赖cmd指定的长度以及类型返回值执行成功时返回0失败则返回-1

long

long);在新版内核中unlocked_ioctl()与compat_ioctl()取代了ioctl()。

unlocked_ioctl()顾名思义应该在无大内核锁BKL的情况下调用compat_ioctl()compat全称compatible兼容的主要目的是为64位系统提供32位ioctl的兼容方法也是在无大内核锁的情况下调用。

在字符设备驱动开发中一般情况下只要实现unlocked_ioctl()即可因为在vfs层的代码是直接调用unlocked_ioctl()。

前文提到ioctl方法第二个参数cmd为用户与驱动的“协议”理论上可以为任意int型数据可以为0、1、2、3……但是为了确保该“协议”的唯一性ioctl命令应该使用更科学严谨的方法赋值在linux中提供了一种ioctl命令的统一格式将32位int型数据划分为四个位段如下图所示

include/uapi/asm-generic/ioctl.h#define

\(((dir)

_IOC_SIZESHIFT))dir(direction)ioctl命令访问模式数据传输方向占据2bit可以为_IOC_NONE、_IOC_READ、_IOC_WRITE、_IOC_READ

_IOC_WRITE分别指示了四种访问模式无数据、读数据、写数据、读写数据type(device

type)设备类型占据8bit在一些文献中翻译为“幻数”或者“魔数”可以为任意char型字符例如‘a’、‘b’、‘c’等等其主要作用是使ioctl命令有唯一的设备标识。

**tips**Documentions/ioctl-number.txt记录了在内核中已经使用的“魔数”字符为避免冲突在自定义ioctl命令之前应该先查阅该文档。

nr(number)命令编号/序数占据8bit可以为任意unsigned

char型数据取值范围0~255如果定义了多个ioctl命令通常从0开始编号递增size涉及到ioctl第三个参数arg占据13bit或者14bit体系相关arm架构一般为14位指定了arg的数据类型及长度如果在驱动的ioctl实现中不检查通常可以忽略该参数。

通常而言为了方便会使用宏_IOC()衍生的接口来直接定义ioctl命令

include/uapi/asm-generic/ioctl.h/*

used

_IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))

#define

_IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))

#define

_IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))同时内核还提供了反向解析ioctl命令的宏接口

include/uapi/asm-generic/ioctl.h/*

used

\kernel\drivers\haptics\haptics_ioctl.h*/#include

linux/ioctl.h

*用户空间和内核空间共用的头文件包含ioctl命令及相关宏定义可以理解为一份“协议”文件

#define

_IOR(DEVICE_TYPE,HAPTICS_READ_REG_NR,ioctl_protocol_t

#define

_IOW(DEVICE_TYPE,HAPTICS_WRITE_REG_NR,ioctl_protocol_t

*)typedef

}ioctl_protocol_t;#endif这个头文件是共用的因为他定义了协议的具体内容。

/**

{printk(%s\n,__FUNCTION__);return

}//关闭设备

{printk(%s\n,__FUNCTION__);return

}//ioctl

size%d\n,dir,size);//检验cmd是否正确//1.校验cmd_typeif(DEVICE_TYPE

cmd

cmd)//读寄存器{//校验nrif(HAPTICS_READ_REG_NR

nr){ret

sizeof(ioctl_protocol_t));printk(read_reg:%#02x\n,msg.reg_addr);msg.reg_value0xff;//这里模拟读寄存器的值//将读取到的值传给用户空间ret

__user

sizeof(ioctl_protocol_t));}}else

if(HAPTCIS_WRITE_REG

cmd)//写寄存器{//校验nrif(HAPTICS_WRITE_REG_NR

nr){ret

sizeof(ioctl_protocol_t));printk(write_reg:%#02x%#02x\n,msg.reg_addr,msg.reg_value);//模拟写寄存器的值}}else//{printk(KERN_ERR

unknown

haptics_release,.unlocked_ioctl

haptics_ioctl,

0;//内核层只能使用printk不能使用printfprintk(KERN_EMERG

%s\n,__FUNCTION__);

{misc_deregister(mdev);printk(KERN_EMERG

%s\n,__FUNCTION__);

}module_init(haptics_init);//驱动入口

module_exit(haptics_exit);//驱动出口MODULE_AUTHOR(daokuan.zhugsi-in.com);//声明作者信息

Driver

这仅声明为GPL的第二版本上面是驱动代码负责解析ioctl命令。

#include

open(filename,O_RDWR);if(fd0){printf(can

not

strcmp(argv[2],r)){msg.reg_addr

0x01;ioctl(fd,HAPTICS_READ_REG,msg);printf(read

%#02x%#02x\n,

msg.reg_addr,msg.reg_value);}else

if(0

strcmp(argv[2],w)){msg.reg_addr

0x01;msg.reg_value

0xff;ioctl(fd,HAPTCIS_WRITE_REG,msg);}else{printf(error

usage\n);}close(fd);

_IOR中第三个参数size是参数的大小用于驱动中解析使用但是如果是固定长度这个参数也没有用到。

理论上使用_IOR

、_IOW

或_IO是没有严格区别的所以我们上述代码中可以改为\#define

HAPTICS_READ_REG

_IO(DEVICE_TYPE,HAPTICS_READ_REG_NR)

ioctl函数中第三个参数表示传入驱动的实际参数可以是一个整型值也可以是一个结构体指针。

我们示例中是传入的结构体指针。