ioctl设备控制(笔记)

用户层：
原型：int ioctl(int fd, unsigned long cmd, ...)
说明：其中原点表示可选参数，存在与否依赖于控制命令(第二个参数)是否涉及到与设备的数据交互；



驱动层：
原型：int
说明：cmd参数是从用户层传下来，可选参数arg以一个unsigned long 的形式传递（为一个整数或为一

个指针），如果cmd命令不涉及数据传输，则arg无任何意义；

用法步骤：
1、定义命令
ioctl命令编码划分为几个阶段，在include/asm/ioctl.h中定义：类型(幻数)、序号、传递方向、参数

的大小。在documention/ioctl-number.txt中罗列了在内核中已经使用的幻数。
其中：
type：幻数(类型)：表明哪个设备的命令，8位宽；
number：序号：表面设备命令中的第几个，8位宽；
direction：数据传递的方向：常见的宏定义有：_IOC_NONE(没有数据传送),_IOC_READ(从设备

读),_IOC_WRITE(从设备写)，数据传送是从应用层的观点来看待；
size：用户数据的大小。(13/14位宽，视处理器而定)

_IO(type, nr)    //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)     //双向传输，type和number成员作为参数被传递

定义命令范例：
#define MEM_IOC_MAGIC     'm'

#define MEM_IOCSET    _IOW(MEM_IOC_MAGIC, 0, int)

#define MEM_IOCGQSET    _IOW(MEM_IOC_MAGIC, 1, int)

2、实现ioctl
包括三个环节：1、返回值  2，参数使用   3命令操作
注：当命令号不能匹配任何一个设备所支持的命令时，通常返回-EINVAL (非法参数)

参数检查：
如果是一个整数，可以直接使用，如果是指针，首先得确保用户地址的有效性；
不需要检测的有：
copy_form_user, copy_to_user, get_user, put_user;
需要检测的有：__get_user, __put_user;

参数检查方法(函数)：
原型：int access_ok(int type, const void *addr, unsigned long size)
其中：第一个参数是VERIFY_READ 还是 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，则size参


等于sizeof(int)。
access_ok返回一个布尔值，1 是成功(存取都没问题)， 0 是失败(存取有问题)， 如果该函数返回失

败，则返回-EFAULT；

参数检查范例：
if(_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)
   err = !access_ok(VERIFY_WRITE, (void __user*)arg, _IOC_SIZE(cmd));
else if(_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
   err = !access_ok(VERIFY_WREAD, (void __user*)arg, _IOC_SIZE(cmd));
if(err)

    return -EFAULT;

===================================

范例：

用户层：

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;}

驱动层：

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;}