一些简单的设备驱动函数

作者：曹冬洋,华清远见嵌入式学院讲师。

open()函数
        功能: 打开设备文件
        原型: #include
        #include
        #include
        int open(const char *pathname, int flag);

说明: 利用flags指定的属性打开表示pathname上指定字符的设备文件。通常，pathname上指定的位置为"/dev/"目录中的设备文件。

变量: pathname 指定设备文件字符的地址

flags 指定接近设备文件的属性:
        _O_RDONLY 以只读方式打开文件
        _O_WRONLY 以只写方式打开文件
        _O_RDWR 以可读可写方式打开文件
        _O_NOCTY 如果欲打开的文件为终端机设备时，则不会将该终端机当成进程控制终端机
        _O_NONBLOCK 以不可阻断的方式打开文件，也就是无论有无数据读取或等待，都会立即返回进程之中
        _O_NDELAY 以不可阻断的方式打开文件
        _O_SYNC 以同步的方式打开文件，设备上写入的内容记录到硬件之前，呼叫进程处于阻断状态

返回值: 若成功打开文件，则返回文件描述符，失败则返回-1值。若所有欲核查的权限都通过了检查则

返回0值，表示成功，只要有一个权限被禁止则返回-1。得到-1值时参考errno可以确定实际设备驱动程序中返回的值。

错误代码：
        -ENXIO 文件为设备文件，但是没有相应的设备
        -ENODEV 不存在设备文件相关的设备驱动程序或硬件
        -ENOMEM 核心内存不足　

close()函数

功能: 关闭设备文件

原型: #include
    int close(int fd);

说明: 为了打开设备文件，关闭open()函数返回的文件描述符fd相应的设备文件。

变量: fd open()函数运行结果返回的文件描述符

返回值: 成功关闭则返回0，失败则返回-1。

read()函数

功能: 由设备文件读取数据

原型: #include
        ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

说明: read()函数会把参数fd所指向的设备文件传送count个字节到buf指针所指的内存中。此时count 值应小于SSIZE_MAX。open()函数没有指定为O_NONBLOCK或O_NDELAY时，阻断到可读取相应计数值的大小。设备文件的设备驱动程序没有体现O_NONBLOCK或O_NDELAY时，没有指定相应的选项也有可能被阻断。原则上这是错误的设备驱动程序。创建程序时，也要对比上述情况，因此必须确认返回的结果。此外文件读写位置会随读取大的字节移动。

变量: fd 由open()函数运行结果返回的描述符

  buf 存储读取数据的空间位置。该存储空间应大于计数字节
        count 设备文件中读取的数据大小。该值应小于SSIZE_MAX。返回值为0，立即终止运行

返回值: 设备文件正常读取里数据后，返回读取的字节数。即使该值小于相应的字节数，也不是错误。几乎没有实际可用的字节数或被中断信号时发生上述现象。如果失败则返回-1，得到-1值时参考errno，可以确认实际设备驱动程序中的返回值。

错误代码：

  -EINTR 此调用被信号所中断
        -EAGAIN 当使用不可阻断(O_NONBLOCK)打开文件后，read呼叫无可读取的数据
        -EIO 设备文件读取数据是发生输入输出错误
        -EBADF 参数fd非有效文件描述符，或该文件已关闭
        -EINVAL fd连接到不合适读取的对象上
        -EFAULT 参数buf为无效指针，指向无法存在的空间

write()函数

功能: 将数据写入设备文件内

原型: #include
  ssize_t write(int fd, const void* buf, size_t count);

说明: write()函数会把参数buf所指的内存中的count个字节写入到参数fd所指的文件内。此时count 值应小于SSIZE_MAX。open()函数没有指定为O_NONBLOCK或O_NDELAY时，阻断到可读取相应count值的大小。设备文件的设备驱动程序没有体现O_NONBLOCK或O_NDELAY时，没有指定相应的选项也有可能被阻断。原则上这是错误的设备驱动程序。创建程序时，也要对比上述情况，因此必须确认返回的结果。文件指针的位置会随之移动相应的字节数。

变量: fd 由open()函数运行结果返回的描述符

  buf 存储写入数据的空间位置。该地址所指的存储空间应大于count字节
        count 设备文件中要写入数据的大小。该值应小于SSIZE_MAX。返回值为0则立即中断

返回值: 设备文件正常写入数据后，返回写入的字节数。即使该值小于相应的必要字节数，也不是错误。可能没有写入实际需要的字节数，或被某种信号中断了。如果失败则返回-1，得到-1值时参考errno，可以确认实际设备驱动程序中的返回

错误代码

  -EBADF 参数fd非有效的文件描述符，或该文件没有处于可写状态
        -EINVAL fd连接到不适合写入的对象上
        -EFAULT 参数buf为无效指针，指向无法存在的空间
        -EAGAIN 虽然使用不可阻断(O_NONBLOCK)打开了文件，但是没有处于read呼叫后可直接处理的状态
        -EINTR 写完数据前，此调用被信号中断
        -ENOSPC 包含fd文件的设备上不存在相应的数据空间
        -EIO 设备文件写入数据的过程中发生了输入输出错误

lseek()函数

功能: 移动文件的读写位置

原型: #include
        #include
        off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

说明: lseek()函数用来控制该文件的读写位置。把文件描述符fd所指的设备文件向上移到文件指针的位置把文件指针的位置移到whence所指选项 offset值的位置上。文件指针的位置随设备文件所连接设备驱动程序的处理方式而变化。例如，管理内存的设备文件可以利用内存的位置。但是，多数字符设备驱动程序不使用该功能。

变量: fd 由open()函数运行结果返回的描述符offset 以字节为单位，指定被移动文件指针的位置。该值随whence解释为实际移动位置whence 指定用来解释offset的条件
        -SEEK_SET 参数offset即为新的读写位置
        -SEEK_CUR 以目前的读写位置往后增加offset个位移量
        -SEEK_END 将读写位置指向文件尾后在增加offset个位移量。多数设备为文件的文件尾定义较为模糊，通常不使用该值

返回值: 当调用成功时则返回目前的读写位置，也就是距离文件开头多少个字节。若有错误则返回(off_t)-1,errno会存放错误代码。得到了文件指针的正常移动位置后，返回移到的实际位置。如果失败则返回-1。得到-1值时参考全局变量错误值，可以确定实际设备驱动程序中返回的值

错误代码

-EINVAL whence指定的值不适合

ioctl()函数

功能: 控制设备文件

原型: #include
        int ioctl(int fd, int request, ...);

说明: ioctl()函数在文件描述符fd相应的设备文件上实现read()和write()函数难以完成的输入输出处理。该函数的各个变量中除fd外，其他变量没有标准值。知识指定了几个macro值定义的标准。不同的设备文件具有表示不同意义的值。ioctl()函数的各个变量时可变的。虽然在语法上能够表现出来，但是最多可容纳3个。第三个因素表示char *argp;

变量: fd 由open()函数运行结果返回的描述符request 定义连接设备文件的设备驱动程序应调用的命令。根据宏判断是输入命令还是输出命令，argp指定的值作为存储地址时，以字节为单位显示出传达因子... 第三个变量被称作argp，是可省略的变量，与request有关，是处理request命令的辅助信息返回值: 当调用成功时返回0，失败时-1。得到-1值时参考全局变量错误值，可以确定实际设备驱动程序中返回的值

错误代码

-EFAULT 参数argp无效，指向无法存在的内存空间
        -ENOTTY fd与字符设备文件无关
        -EINVAL 连接设备文件的设备驱动程序不能处理request或者argp

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