六、【ioctl】应用程序和驱动程序中的ioctl
1、接口函数介绍
很多设备除了读和写之外,还需要驱动提供其它操作能力,例如:获取LCD尺寸、修改串口波特率
(应用层)函数原型:
1 2 | #include <sys/ioctl.h> int ioctl( int fd, unsigned long request, ...); |
(driver)提供接口函数
1 2 3 4 5 6 7 | struct file_operations { ..... long (*unlocked_ioctl) ( struct file *, unsigned int , unsigned long ); long (*compat_ioctl) ( struct file *, unsigned int , unsigned long ); ...... } |
2.6.36之后的内核版本只支持unlocked_ioctl,之前的一些过渡版本两者都支持,更早的版本只支持compat_ioctl
1 | long (*unlocked_ioctl) ( struct file * filp, unsigned int cmd , unsigned long arg); |
参数:
- filp:指向打开的文件信息结构体。
- cmd:驱动提供给应用程序的命令字。
- arg:应用程序与驱动之间传递的参数。
2、命令字的组成
(1)bit解释
- bit[31:30]:参数传递的方向。应用--->驱动、驱动--->应用、应用<--->驱动、不需要参数.
- bit[29:16]:参数的大小,用数据类型表示大小char int struct xxx。
- bit[15:8]:魔数/幻数,用于区分不同驱动的命令字,一般设置为某个字符的ASCII码。
- bit[7:0]:命令字的序号。
(2)内核中提供的生成命令字的宏
1 2 3 4 5 6 7 8 | #define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0) #define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) #define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) #define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) _IO---生成没有参数传递的命令字。 _IOR--生成应用从驱动获取参数的命令字。 _IOW--生成应用给驱动传递参数的命令字。 _IOWR--生成双向传参的命令字。 |
参数:
- type:魔数/幻数,用于区分不同驱动的命令字,一般设置为某个字符的ASCII码
- nr:命令字的序号
- size:参数的大小,用数据类型表示大小char int struct xxx
例如:
1 2 3 4 5 | #define BEEP_ON _IO('B',0) #define BEEP_OFF _IO('B',1) #define LED_ON _IOW('L',0,unsigned int) #define LED_OFF _IOW('L',1,unsigned int) |
3、例程(实现beep)
beep_drv.c
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 | #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/device.h> #include <linux/ioport.h> #include <linux/io.h> #include <linux/uaccess.h> #include <linux/types.h> #include <linux/ioctl.h> static struct cdev beep; static dev_t dev; static struct class *beep_cls=NULL; static struct device * beep_dev=NULL; static struct resource *beep_res = NULL; static void __iomem *GPIOCBASE = NULL; static void __iomem *GPIOCOUT = NULL; static void __iomem *GPIOCOUTENB= NULL; static void __iomem *GPIOCALTFN0 = NULL; static void __iomem *GPIOCALTFN1 = NULL; #define BEEP_ON _IO('B',0) #define BEEP_OFF _IO('B',1) static int beep_open( struct inode* inode, struct file *filp) { printk(KERN_INFO "beep_open\n" ); return 0; } static int beep_close( struct inode* inode, struct file *filp) { printk(KERN_INFO "beep_close\n" ); return 0; } static ssize_t beep_write( struct file *filp, const char __user *user, size_t size, loff_t *oft) { printk(KERN_INFO "beep_write\n" ); return size; } static long beep_ioctl ( struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg) { switch (cmd) { case BEEP_ON: writel(readl(GPIOCOUT)|((0x01<<14)),GPIOCOUT); break ; case BEEP_OFF: writel(readl(GPIOCOUT)&(~(0x01<<14)),GPIOCOUT); default : return -ENOIOCTLCMD; } return 0; } struct file_operations fops= { .open = beep_open, .release = beep_close, .write = beep_write, .unlocked_ioctl = beep_ioctl, }; static int __init beep_init( void ) { int ret; printk(KERN_INFO "beep_init\n" ); ret = alloc_chrdev_region(&dev, 0, 1, "beep_chrdev" ); if (ret!=0) { printk(KERN_INFO "register char dev failed\n" ); goto alloc_chrdev_region_err; } beep.owner = THIS_MODULE; cdev_init(&beep,&fops); ret=cdev_add(&beep, dev, 1); if (ret!=0) { printk(KERN_INFO "add char device failed\n" ); goto cdev_add_err; } beep_cls = class_create(THIS_MODULE, "beep_class" ); if (IS_ERR(beep_cls)) { printk(KERN_INFO "class create failed\n" ); ret = -EBUSY; goto class_create_err; } beep_dev= device_create(beep_cls, NULL,dev, NULL, "beep_dev" ); if (IS_ERR(beep_dev)) { printk(KERN_INFO "device create failed\n" ); ret = -ENOMEM; goto device_create_err; } beep_res = request_mem_region(0xc001c000,0x68, "beep_iomem" ); if (beep_res==NULL) { printk(KERN_INFO "request memory region failed\n" ); ret = -EBUSY; goto request_mem_region_err; } GPIOCBASE = ioremap(0xc001c000,0x68); if (GPIOCBASE==NULL) { printk(KERN_INFO "ioremap failed" ); ret = -EBUSY; goto ioremap_err; } GPIOCOUT = GPIOCBASE+0x00; GPIOCOUTENB = GPIOCBASE+0x04; GPIOCALTFN0 = GPIOCBASE+0x20; GPIOCALTFN1 = GPIOCBASE+0x24; //beep writel(readl(GPIOCOUTENB)|(0x01<<14),GPIOCOUTENB); writel(readl(GPIOCALTFN0) &(~(0x03<<28)),GPIOCALTFN0); writel(readl(GPIOCALTFN0) |(1<<28),GPIOCALTFN0); writel(readl(GPIOCOUT)&(~(0x01<<14)),GPIOCOUT); return 0; ioremap_err: release_mem_region(0xc001c000,0x68); request_mem_region_err: device_destroy(beep_cls , dev); device_create_err: class_destroy(beep_cls); class_create_err: cdev_del(&beep); cdev_add_err: unregister_chrdev_region(dev,1); alloc_chrdev_region_err: return 0; } static void __exit beep_exit( void ) { printk(KERN_INFO "xxxx__exit\n" ); //取锟斤拷映锟斤拷 iounmap(GPIOCBASE); //锟酵凤拷IO锟节达拷 release_mem_region(0xc001c000,0x68); device_destroy(beep_cls , dev); class_destroy(beep_cls); cdev_del(&beep); unregister_chrdev_region(dev, 1); } module_init(beep_init); module_exit(beep_exit); MODULE_AUTHOR( "yqf" ); MODULE_DESCRIPTION( "beep driver program" ); MODULE_LICENSE( "GPL" ); |
main.c
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 | #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <sys/ioctl.h> #define BEEP_ON _IO('B',0) #define BEEP_OFF _IO('B',1) int main() { int fd; char buff[2]={0}; fd = open( "/dev/beep_dev" ,O_RDWR); if (fd<0) { perror ( "open bepp dev error!" ); } while (1) { ioctl(fd,BEEP_ON); sleep(1); ioctl(fd,BEEP_OFF); sleep(1); } close(fd); } |
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