ioctl kernel 构建注意事项

cmd 命令码的构建

书中截图

首先在用户层的 ioctl函数原型为 int iocotl(int fd,int cmd,…)

其实这个系统调用和kernel中创建的字符驱动有关系

struct file_operations 中有两个其中之一就是 unlokcked_ioctl （）通过ioctl 中的协议填入和读取数据

简单记录，晚上回去将这部分补充完整

#include <linux/ioctl> 中有详细的计算 ioctl cmd 的方式方法

使用方式总结（伪代码表示方法）

ioctl 在用户层只有一个参数

ioctl(int fd,int cmd)

ioctl 在用户有两个参数

ioctl(int fd,int cmd,unsigned long args);

ioctl 使用结构体向内核传递数据,这种方式装载的数据量大，符合常规开发需求, i2c 驱动设备中常用这种方式

struct msg{int32_t index;
int32_t value;
uint8 name[128];
};int ioctl(int fd,int cmd,&msg)

剩下的就是 cmd 命令的组织方方法

ioctl() 命令分析

方向的问题

关于 cmd 中的方向的问题就占了两个 bit 位 C21C_2^1C21xC21C_2^1C21 - 1 = 3 种情况 10 01 11 这三种情况
1 从驱动中只读数据 RO
2 向驱动中只写数据 WO
3 可以同时读写数据 NONE

内核文档原文 (也建议在 kernel.org 的 documents 查阅内核开发文档)

Before implementing the ioctl function, the numbers corresponding to the commands must be chosen. One method is to choose consecutive numbers starting at 0, but it is recommended to use _IOC(dir, type, nr, size) macrodefinition to generate ioctl codes. The macrodefinition parameters are as follows:

dir represents the data transfer (_IOC_NONE , _IOC_READ, _IOC_WRITE).
type represents the magic number (Documentation/ioctl/ioctl-number.txt);
nr is the ioctl code for the device;
size is the size of the transferred data.

这些加粗的部分建议直接观看文档进行使用

本来一个 cmd 的承载的数据量就是 32bit (sizeof(int32_t)) 8bit 的设备类型 + 8bit 的序列号 + 2bit数据传输的方向 + 13bit 的数据传输的大小, 2132^{13}213 方的大小, 当然是按照字节数的计算的所以

cmd 包含了你的驱动属性和传输的数据的大小,切记不要超过这个大小 2132^{13}213

在内核中有一个 api 可以快速计算出你要用的cmd 的数据包(我的描述的不太准确哈)

// _IOC_WRITE 代表传输的方向
// ‘k’ 代表的设备的类型如果是社区开发建议使用内核文档提供的字符
// 1 代表的是设备的藐视的id
// my_ioctl_data 是你的组包的 struct my_ioctl_data 大概就是这个意思

内核文档的示例代码

#include <asm/ioctl.h>// _IOC_WRITE 代表传输的方向
// 'k' 代表的设备的 类型 如果是社区开发 建议使用内核文档提供的 字符
// 1 代表的是设备的藐视的id
// my_ioctl_data 是你的组包的 struct my_ioctl_data 大概就是这个意思
#define MY_IOCTL_IN _IOC(_IOC_WRITE, 'k', 1, sizeof(my_ioctl_data))static long my_ioctl (struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{struct my_device_data *my_data =(struct my_device_data*) file->private_data;my_ioctl_data mid;switch(cmd) {case MY_IOCTL_IN:if( copy_from_user(&mid, (my_ioctl_data *) arg,sizeof(my_ioctl_data)) )return -EFAULT;/* process data and execute command */break;default:return -ENOTTY;}return 0;
}

这系宏定义只是做了一些位运算,所以知道代表什么意思 , 和怎么用就可以

extern unsigned int __invalid_size_argument_for_IOC;
#define _IOC_TYPECHECK(t) \((sizeof(t) == sizeof(t[1]) && \sizeof(t) < (1 << _IOC_SIZEBITS)) ? \sizeof(t) : __invalid_size_argument_for_IOC)#define _IOC(dir,type,nr,size) \(((dir)  << _IOC_DIRSHIFT) | \((type) << _IOC_TYPESHIFT) | \((nr)   << _IOC_NRSHIFT) | \((size) << _IOC_SIZESHIFT))/* used to create numbers */ //单功能创建 cmd 的方法
#define _IO(type,nr)        _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)
#define _IOR(type,nr,size)  _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))
#define _IOW(type,nr,size)  _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))
#define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))
#define _IOR_BAD(type,nr,size)  _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),sizeof(size))
#define _IOW_BAD(type,nr,size)  _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size))
#define _IOWR_BAD(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size))/* used to decode ioctl numbers.. */ //驱动中需要对cmd 进行解析验证
#define _IOC_DIR(nr)        (((nr) >> _IOC_DIRSHIFT) & _IOC_DIRMASK)
#define _IOC_TYPE(nr)       (((nr) >> _IOC_TYPESHIFT) & _IOC_TYPEMASK)
#define _IOC_NR(nr)     (((nr) >> _IOC_NRSHIFT) & _IOC_NRMASK)
#define _IOC_SIZE(nr)       (((nr) >> _IOC_SIZESHIFT) & _IOC_SIZEMASK)

对于其他的ioctl 的操作也是遵循这个方式方法