Linux设备驱动--第六章 ioctl接口

首先，我们先看看什么叫ioctl接口。从字面上看，可以说成是一种用户对设备进行控制的接口，比如说，《ldd》里说到----

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大部分驱动需要 -- 除了读写设备的能力 -- 通过设备驱动进行各种硬件控制的能力. 大部分设备可进行超出简单的数据传输之外的操作; 用户空间必须常常能够请求, 例如, 设备锁上它的门, 弹出它的介质, 报告错误信息, 改变波特率, 或者自我销毁. 这些操作常常通过 ioctl 方法来支持, 它通过相同名子的系统调用来实现.

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ioctl接口，是用户空间和内核空间进行交换的方式。它是一种命令形式的存在。

ioctl 驱动方法有和用户空间版本不同的原型:

 

int (*ioctl) (struct inode *inode, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg);

inode 和 filp 指针是对应应用程序传递的文件描述符 fd 的值, 和传递给 open 方法的相同参数. cmd 参数从用户那里不改变地传下来, 并且可选的参数 arg 参数以一个 unsigned long 的形式传递, 不管它是否由用户给定为一个整数或一个指针. 如果调用程序不传递第 3 个参数, 被驱动操作收到的 arg 值是无定义的. 因为类型检查在这个额外参数上被关闭, 编译器不能警告你如果一个无效的参数被传递给 ioctl, 并且任何关联的错误将难以查找.

如果你可能想到的, 大部分 ioctl 实现包括一个大的 switch 语句来根据 cmd 参数, 选择正确的做法. 不同的命令有不同的数值, 它们常常被给予符号名来简化编码. 符号名通过一个预处理定义来安排. 定制的驱动常常声明这样的符号在它们的头文件中; scull.h 为 scull 声明它们. 用户程序必须, 当然, 包含那个头文件来存取这些符号.

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选择ioctl 命令

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（以下文字全部摘抄）

在编写ioctl代码之前，需要选择对应不同命令的编号。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唯一，这种错误匹配并不是不会发生，程序可能发现自己正在试图对FIFO和audio等这类非串行设备输入流修改波特率，如果每一个ioctl命令都是唯一的，应用程序进行这种操作时就会得到一个EINVAL错误，而不是无意间成功地完成了意想不到的操作。

要按Linux内核的约定方法为驱动程序选择ioctl编号，应该首先看看include/asm/ioctl.h和Doucumention/ioctl-number.txt这两个文件。头文件定义了要使用的位字段：类型（幻数）、序数、传送方向以及参数大小等。ioctl-number.txt文件中罗列了内核所使用的幻数，选择自己的幻数要避免和内核冲突。

#define _IOC_NRBITS 8 //序数（number）字段的字位宽度，8bits

#define _IOC_TYPEBITS 8 //幻数（type）字段的字位宽度，8bits

#define _IOC_SIZEBITS 14 //大小（size）字段的字位宽度，14bits

#define _IOC_DIRBITS 2 //方向（direction）字段的字位宽度，2bits


#define _IOC_NRMASK ((1 //序数字段的掩码，0x000000FF

#define _IOC_TYPEMASK ((1 //幻数字段的掩码，0x000000FF

#define _IOC_SIZEMASK ((1 //大小字段的掩码，0x00003FFF

#define _IOC_DIRMASK ((1 //方向字段的掩码，0x00000003


#define _IOC_NRSHIFT 0 //序数字段在整个字段中的位移，0

#define _IOC_TYPESHIFT (_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS) //幻数字段的位移，8

#define _IOC_SIZESHIFT (_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS) //大小字段的位移，16

#define _IOC_DIRSHIFT (_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS) //方向字段的位移，30


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