Linux 字符设备控制技术-白红宇

Linux 字符设备控制技术

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发布时间：2019-06-22

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字符设备控制技术

一。字符设备控制理论

　　1.作用

　　　　大部分设备除了具有《读写设备》的能力，还应该有《控制设备》的能力。比如改变波特率

　　2. 应用程序接口

　　　　在用户空间中使用 Ioctl系统来控制设备，原型如下：

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

　　　　fd :控制的设备文件描述符

　　　　cmd ：发送给设备的控制命令

　　　　.... ：第三个参数是可选参数，存在与否是依赖与控制命令

　　3.设备驱动方法

　　　　当系统用 ioctl系统调用时，驱动程序将由如下函数来响应：

　　　　1. 内核是2.6.36之前的内核

　　　　　　long (*ioctl) (struct inode* node ,struct file* filp, unsigned int cmd,unsigned long arg)

　　　　2. 内核是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。字符设备控制实现

　　　　1. 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

　　　　2. 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)

　　　　3.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

三。自己手动写程序

#include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include "memdev.h"int main(){    int fd = 0;    fd = open("dev/memdev0",O_RDWR);        ioctl(fd,MEM_SET,115200);        ioctl(fd,MEM_RESTART);    return 0;}