关于 ioctl 函数
ioctl函数是用于控制的设备的接口
1.底层： long (*unlocked_ioctl) (struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long args);
file_operations结构中的一个函数指针成员，具体的函数接口是自己实现的。
参数：args是4字节的类型，可以传递整型数据，也可以传递指针，指针的话就可以传递一个结构，在cmd中的size位域传递这个结构的字节大小
2.应用层：int ioctl(int fd, int request, ...);
功能：ioctl() 函数操纵特殊文件的底层设备参数。
参数：fd: 文件描述符
request ：请求cmd 关于cmd命令制作参考下面介绍
...：可变参数 char *p;
返回值： 成功： 0 失败： -1
3.关于cmd：
其中对于request(cmd)即命令的操作，要保证值的唯一性。
cmd就是一个数，是应用层传递给驱动的值，在驱动中对应的这个值是否有操作，自己实现。
内核使用几个宏来制作cmd：
_IO ： 不传递参数 #define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0) _IOW ： 只写方式 #define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) _IOR ：只读方式 #define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) _IOWR ：读写方式 #define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))
cmd 中各 bit 对应的功能
|-----------|-------------|----------|-----------|
|31 30 |29 16 | 15 8 |7 0 |
|-----------|-------------|----------|-----------|
| dir | size | type | nr |
|-----------|-------------|----------|-----------|
cmd 命令码中相应位对应的功能：
dir ：方向： 读 _IOR 写 _IOW 可读可写_IOWR _IO(type,nr) //没有第三个参数 ...
size ：13位 ---->传递的数据类型(char short int ...struct )的大小 2^14 = 16384
type ：8位 类型----> 给定一个ASCII码， a-z =====>幻数magic 借助这个幻数让cmd更加唯一 ==类似共享内存中构建键值的== ftok
nr ：8位 命令码的序号： 2^8 = 256；对设备的控制状态，对命令码中一般不使用2号，内核貌似已使用
通过这几个宏制作一个cmd命令，然后通过ioctl传递到底层的demo_ioctl中判断cmd对应的nr位域执行对应的操作。
简单例子：
-------demo.c驱动程序
#include <linux/module.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/device.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/kdev_t.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/err.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/kfifo.h> #include "demo.h" /* 变量定义区域 */ const char * name = "demochdrev"; // 字符驱动名字 unsigned int major; // 主设备号 const char *clsname = "mychr"; // 创建class类的名字（不清楚具体什么用途） struct class *mycls; struct device *mydev; // read 系统调用 ssize_t demo_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos) { printk(KERN_INFO "kernel read \n"); return 0; // 返回读取字节数 } // write 系统调用 ssize_t demo_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *offset) { printk(KERN_INFO "kernel write \n"); return 0; } // close 系统调用 int demo_release(struct inode *iod, struct file *filp) { printk(KERN_INFO "kernel release \n"); return 0; } // open 系统调用 int demo_open(struct inode *iod, struct file *filp) { printk(KERN_INFO "kernel open \n"); return 0; }
long demo_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long args) { printk(KERN_INFO "kernel ioctl \n"); switch(cmd) { case DEMO_CTL_INT0: printk(KERN_INFO " OPEN LED \n"); break; case DEMO_CTL_INT1: printk(KERN_INFO " CLOSE LED \n"); break; default: break; } return 0; } // 对文件的操作方法集 struct file_operations fops = { .owner = THIS_MODULE, .read = demo_read, // 函数实现要在其上面，不然在此处找不到函数的声明 .write = demo_write, .open = demo_open, .release = demo_release, .unlocked_ioctl = demo_ioctl, }; /* 模块 3 步操作c */ // 模块入口，申请字符设备用到的资源 static int __init demo_init(void) { printk(KERN_INFO "module init \n"); // 1. 注册一个字符设备 cdev major = register_chrdev(0, name, &fops); // major=0 表示自动分配主设备号，其返回值是主设备号 if(major <= 0){ // 注册字符设备失败 printk(KERN_INFO "register chrdev fail \n"); } // 2.自动创建设备节点 /sys/class 目录下的文件夹名 // 2.1 创建一个 class 类 mycls = class_create(THIS_MODULE, clsname); // 返回值 struct class* 类型 if (IS_ERR(mycls)){ // 创建 class 失败 printk(KERN_INFO "class create fail \n"); unregister_chrdev(major, name); // 在每步检测申请失败了，就要释放前面申请的资源 return PTR_ERR(mycls); } // 2.2 创建设备节点的名字 mydev = device_create(mycls, NULL,MKDEV(major, 0) , NULL, "demochr%d", 0); // 最后 2 个参数会制作这个驱动的可见的名字，安装模块时会看见/dev/demochr0 if (IS_ERR(mydev)) { // 创建设备节点失败 printk(KERN_INFO "failed to create device\n"); unregister_chrdev(major, name); class_destroy(mycls); return PTR_ERR(mydev); } return 0; } // 模块出口，释放申请的资源 static void __exit demo_exit(void) { printk(KERN_INFO "module exit \n"); device_destroy(mycls, MKDEV(major, 0)); // 上面创建的顺序反向操作，栈操作 class_destroy(mycls); unregister_chrdev(major, name); } module_init(demo_init); module_exit(demo_exit); MODULE_LICENSE("GPL");
------demo.h 文件定义的cmd 命令
#ifndef __DEMO_H #define __DEMO_H #define DEMO_TYPE 's' #define DEMO_CTL_INT0 _IO(DEMO_TYPE,0) #define DEMO_CTL_INT1 _IO(DEMO_TYPE,1) #endif // __DEMO_H
-------test.c测试文件
#include <sys/ioctl.h> #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include "demo.h" const char *pathname = "/dev/demochr0"; int main(int argc, const char *argv[]) { int fd = open(pathname, O_RDWR); ioctl(fd,DEMO_CTL_INT1); ioctl(fd,DEMO_CTL_INT0); return 0; }
----Makfile文件
#KERNELDIR=/lib/modules/3.13.0-32-generic/build KERNELDIR=/home/linux/share/kernel-3.4.39 PWD=$(shell pwd) all: make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules arm-linux-gcc test.c -o test cp test demo.ko ~/rootfs/home/ clean: make -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) clean rm test obj-m +=demo.o
烧写到开发板测试：
