字符设备控制学习

Posted 2020-07-03 for_learning

　　　　　　　　字符设备控制

 

一、设备控制理论

1.1作用

　　大部分驱动程序除了需要提供读写设备的能力外,还需要具备控制设备的能力。比如: 改变波特率。

1.2设备控制-应用函数

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: 发送给设备的控制命令
　　…: 第3个参数是可选的参数，存在与否是依赖于控制命令(第 2 个参数 )。

1.3 设备驱动函数

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：
　　1: 2.6.36 之前的内核
long (*ioctl) (struct inode* node,struct file* filp, unsigned int cmd,unsigned long arg)
　　2：2.6.36之后的内核
long (*unlocked_ioctl) (struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
参数cmd: 通过应用函数ioctl传递下来的命令

二、设备控制实现

2.1定义命令

　　命令从其实质而言就是一个整数, 但为了让这个整数具备更好的可读性，我们通常会把这个整数分为几个段：类型（8位），序号，参数传送方向，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)，用来区分同一设备的不同命令

　　Direction：参数传送的方向，可能的值是 _IOC_NONE(没有数据传输), _IOC_READ, _IOC_WRITE（向设备写入参数）

　　Size： 参数长度

Linux系统提供了下面的宏来帮助定义命令:
　　 _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实现操作

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