使用ioctl方法创建字符设备驱动

1  ioctl介绍：

用户空间ioctl ：int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)

fd-文件描述符

cmd-对设备的发出的控制命令

...表示这是一个可选的参数，存在与否依赖于cmd，如cmd为修改波特率，那么....就表示波特率的值。如果cmd表示关闭，则不需要参数

成功返回0，错误返回-1。

内核空间：我用的是2.6.39的内核，所以里面没有ioctl函数而是被

long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
    long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

两个函数代替。

unlocked_ioctl :可以代替以前的ioctl函数。

compat_ioctl被使用在用户空间为32位模式，而内核运行在64位模式时。这时候，需要将64位转成32位。

最大的区别是去掉了少了inode。

在驱动程序中实现的ioctl函数体内，实际上是有一个switch {case}结构，每一个case对应一个命令码，做出一些相应的操作。怎么实现这些操作，这是每一个程序员自己的事情，因为设备都是特定的。关键在于怎么样组织命令码，因为在ioctl中命令码是唯一联系用户程序命令和驱动程序支持的途径。

用户空间中的第二个参数，对应的是内核空间函数的第二个参数，一般用来做switch选择，第三个参数，对应内核空间第三个参数。

源码实例，实现对led和蜂鸣器的控制：

驱动代码：

<pre name="code" class="cpp">#include <linux/miscdevice.h>#include <linux/delay.h>#include <asm/irq.h>#include <mach/regs-gpio.h>#include <mach/hardware.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/module.h>#include <linux/init.h>#include <linux/mm.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/types.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/moduleparam.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/errno.h>#include <linux/ioctl.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/string.h>#include <linux/list.h>#include <linux/pci.h>#include <asm/uaccess.h>#include <asm/atomic.h>#include <asm/unistd.h>#include <mach/gpio-fns.h>#define DEVICE_NAME "led"/*define pins*/#define S3C2410_GPF6_OUTP   (0x01 << 6*2) //red led#define S3C2410_GPF0_OUTP   (0x01 << 0*2) //beep #define S3C2410_GPH9_OUTP   (0x01 << 9*2) //green led/* 应用程序执行ioctl(fd, cmd, arg)时的第2个参数 */#define IOCTL_SET_ON1#define IOCTL_SET_OFF0/* 用来指定LED/BEEP所用的GPIO引脚 */static unsigned long gpio_table [] ={S3C2410_GPF(6),S3C2410_GPF(0),    S3C2410_GPH(9),};/* 用来指定GPIO引脚的功能：输出 */static unsigned int gpio_cfg_table [] ={S3C2410_GPF6_OUTP, //red led set output    S3C2410_GPF0_OUTP, //beep     S3C2410_GPH9_OUTP, //green led output};static long cl2416_gpio_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg){if (arg > 3){return -EINVAL;}    switch(cmd){case IOCTL_SET_ON:// 设置指定引脚的输出电平为0,red led            if(arg == 0)            {                s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0);                return 0;            }else            {    s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);    return 0;            }case IOCTL_SET_OFF:// 设置指定引脚的输出电平为1            if(arg == 0)            {                s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);                return 0;            }else            {    s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0);    return 0;            }default:return -EINVAL;}}static struct file_operations dev_fops = {.owner          = THIS_MODULE,.unlocked_ioctl = cl2416_gpio_ioctl,};static struct miscdevice misc = {.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,.name = DEVICE_NAME,.fops = &dev_fops,};static int __init dev_init(void){int ret;int i;for (i = 0; i < 3; i++){s3c2410_gpio_cfgpin(gpio_table[i], gpio_cfg_table[i]);s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[i], 0);}ret = misc_register(&misc);printk (DEVICE_NAME" initialized\n");return ret;}static void __exit dev_exit(void){misc_deregister(&misc);}module_init(dev_init);module_exit(dev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");MODULE_AUTHOR("liujinghang");MODULE_DESCRIPTION("GPIO control for Hang");

应用层测试：

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#define on 1#define off 0int main(int argc, char **argv){    int led_num;    int ret = 0;        if( argc != 3)    {        printf("Usage:%s<ON/OFF><led_num>\n", argv[0]);        return 0;    }    int fd;    fd = open("/dev/led", O_RDWR);    if( fd < 0 )    {        printf("open error\n");        return 0;    }    led_num = *(argv[2]+0)-48;    printf("led_num = %d\n", led_num);    if( !strcmp(argv[1], "on"))    {          ret =  ioctl(fd, on, (led_num-1));         printf("send on %d\n", ret);    }    else if (!strcmp(argv[1], "off"))    {        ret = ioctl(fd, off, (led_num-1));        printf("send off %d\n", ret);    }    return 0;}