字符设备控制技术

字符设备控制技术

1.设备控制理论

1.1作用

1.2应用程序接口

1.3设备驱动方法

2.设备控制实现

2.1定义命令

2.2实现设备方法

3实现字符设备控制

1.1.控制理论作用

大部分驱动程序除了需要提供读写设备的能力以外，还需要具备控制设备的能力。

1.2应用程序接口

在用户空间，使用ioctl系统调用来控制设备，原型如下:
int ioctl(int fd,unsigned long cmd,…)
fd:要控制的设备文件描述符
cmd：发送设备的控制命令
…第三个参数是可选参数，存在是否依赖第二个参数。

1.3设备驱动方法

当应用程序使用ioctl系统调用时，驱动程序将由如下函数来响应：

2.设备控制的实现

2.1定义命令

命令实质桑是一个整数，但为了可读性，把整数分成几个段。（类型（8位），序号，参数传递方向，参数长度）
Type(类型、幻数)表明这是属于哪个设备的命令
Number（序号），用来区分呢一个设备的不同命令
Direction:参数传递方向，可能值是_IOC_NONE(没有数据传输)
size：参数长度
2.1.1linux提供发热宏来帮助定义命令
_IO(type,nr)：不带参数的命令
_IOR(type,nr,datatype)：从设备中读参数的命令
_IOW(type,nr,datatype)：向设备写入参数的命令
例：

#define MEM_MAGIC ‘m’ //定义幻数#define MEM_SET _IOW(MEM_MAGIC, 0, int)

2.2设备控制实现

unlocked_ioctl函数的实现通常是根据命令执行的一个switch语句。但是，当命令号不能匹配任何一个设备所支持的命令时，返回-EINVAL.
编程模型：
Switch cmd
Case 命令A：
//执行A对应的操作
Case 命令B：
//执行B对应的操作
Default:
// return -EINVAL

3实现字符设备控制

3.1定义命令

mydev.h#define MEM_MAGIC 'm'#define MEM_RESTART _IO(MEM_MAGIC,0)#define MEM_SET _IOW(MEM_MAGIC,1,int)###3**.2驱动程序调用命令**在驱动程序中添加操作函数ioctl，并包含命令头文件"mydev.h"的实现long my_ioctl (struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg){    switch(cmd)    {        case MEM_RESTART:            printk("restart device\n");            return 0;        case MEM_SET:            printk("arg is %d\n",arg);            return 0;        default:            return -EINVAL;    }}

3.3应用程序调用

mydev_ctl#include<sys/types.h>#include<sys/ioctl.h>#include<sys/stat.h>#include<fcntl.h>#include "mydev.h"int main(){    int fd;    fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);    ioctl(fd,MEM_SET,115200);    ioctl(fd,MEM_RESTART);    return 0;}

将以上驱动程序的编译结果和可执行文件的编译结果下载到开发板上
insmod mydev.ko
cat /proc/devices 查看设备号249
使用mknod /dev/memdevice0 c 249 0 创建设备文件
执行./mydev_ctl
[ 200.689768] arg is 115200
[ 200.691004] restart device