ioctl操作实现
发布时间：2024年01月17日
?ioctl，避免使用三个全局变量，因此写进一个结构体里面
?ioctl对文件属性进行操作
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>
#define BUF_LEN 100
int major = 11;//主设备号
int minor =0;//次设备号
int mychar_num = 1;//次设备数量
//ioctrl
struct mychar_dev
{
struct cdev mydev;
char mydev_buf[BUF_LEN];
int curlen;//100个字节中已经存有的数据
};
struct mychar_dev gmydev;
int mychar_open(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{//inode * pnode 中有一个成员 i_rdev存放这mydev的地址，现在用struct成员的地址求出结构体的地址
//求出gmydev的地址
pfile->private_data = (void *)container_of(pnode->i_cdev,struct mychar_dev,mydev);
printk("mychar_open is called\n");
return 0;
}
int mychar_close(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{
printk("mychar_close is called\n");
return 0;
}
ssize_t mychar_read(struct file *pfile,char __user *puser,size_t count,loff_t *p_pos)
{//内核空间mydev_buf 向 用户空间puser 进行copy
struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
//定义一个指针pmydev
int size = 0;
int ret = 0;
if(count >pmydev->curlen)//如果期望读取的数据大小大于了原本数据大小
{
size = pmydev->curlen;//读取的数据为被读取数据的大小
}
else
{
size = count;//被读取的数据大小为期望读取的数据大小
}
ret = copy_to_user(puser,pmydev->mydev_buf,size);
if(ret)//
{
printk("copy_to_user failed\n");
return -1;
}
//将没被读取的数据拷贝到初始读取的位置.
memcpy(pmydev->mydev_buf,pmydev->mydev_buf + size,pmydev->curlen - size);
pmydev->curlen =pmydev-> curlen -size;//被读取后剩余这么多字节
return size;
}
ssize_t mychar_write(struct file *pfile,const char __user *puser,size_t count,loff_t *p_pos)
{//用户空间puser 向 内核空间mydev_buf copy
int ret=0;
int size = 0;
struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
if(count>BUF_LEN - pmydev->curlen)//如果期望写入的数据大小大于100个字节剩余的空间
{
size = BUF_LEN - pmydev->curlen;
}
else
{
size = count;
}
ret = copy_from_user(pmydev->mydev_buf,puser,size);
//将用户空间puser中 size大小的数据写入到内核空间mydev_buf为始的地址中去
if(ret)
{
printk("copy_from_user is failed\n");
return -1;
}
pmydev->curlen = pmydev->curlen +size;
//mydev_buf中存在的数据大小
return size;
}
struct file_operations myops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = mychar_open,
.release = mychar_close,
.read = mychar_read,
.write = mychar_write,
};
int __init mychar_init(void)
{
int ret = 0;
dev_t devno = MKDEV(major,minor);//组合成完整的设备号
/*申请设备号*/
ret = register_chrdev_region(devno,mychar_num,"mychar");
if(ret)//ret非0，表示失败
{
ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,mychar_num,"mychar");
//此设备号申请后填写到devno地址中去，从minor开始申请mychar_num个
if(ret)
{
printk("get devno failed\n");
return -1;
}
major = MAJOR(devno);//获取新的设备号,不要遗漏
//次设备号都是0，所以不用再次提取
}
//给struct_cdev对象制定操作函数集
cdev_init(&gmydev.mydev,&myops);
//将struct_cdev对象添加到内核对应的数据结构里
gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
cdev_add(&gmydev.mydev,devno,1);
return 0;
}
void __exit mychar_exit(void)
{
dev_t devno = MKDEV(major,minor);
cdev_del(&gmydev.mydev);
unregister_chrdev_region(devno,mychar_num);
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(mychar_init);
module_exit(mychar_exit);一、ioctl操作实现
已知成员的地址获得所在结构体变量的地址：container_of(成员地址,结构体类型名，成员在结构体中的名称)
long xxx_ioctl (struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg);
功能：对相应设备做指定的控制操作（各种属性的设置获取等等）
参数：
filp：指向open产生的struct file类型的对象，表示本次ioctl对应的那次open
cmd：用来表示做的是哪一个操作
? arg：和cmd配合用的参数
返回值：成功为0，失败-1
cmd组成
-
dir（direction），ioctl 命令访问模式（属性数据传输方向），占据 2 bit，可以为 IOC_NONE、IOC_READ、IOC_WRITE、IOC_READ | _IOC_WRITE，分别指示了四种访问模式：无数据、读数据、写数据、读写数据；
-
type（device type），设备类型，占据 8 bit，在一些文献中翻译为 “幻数” 或者 “魔数”，可以为任意 char 型字符，例如 ‘a’、’b’、’c’ 等等，其主要作用是使 ioctl 命令有唯一的设备标识；
-
nr（number），命令编号/序数，占据 8 bit，可以为任意 unsigned char 型数据，取值范围 0~255，如果定义了多个 ioctl 命令，通常从 0 开始编号递增；
-
size，涉及到 ioctl 函数 第三个参数 arg ，占据 13bit 或者 14bit（体系相关，arm 架构一般为 14 位），指定了 arg 的数据类型及长度，如果在驱动的 ioctl 实现中不检查，通常可以忽略该参数；
#define _IOC(dir,type,nr,size) (((dir)<<_IOC_DIRSHIFT)| \ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ((type)<<_IOC_TYPESHIFT)| \ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ((nr)<<_IOC_NRSHIFT)| \ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ((size)<<_IOC_SIZESHIFT)) /* used to create numbers */ ? // 定义不带参数的 ioctl 命令 #define _IO(type,nr) ? _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0) ? //定义带读参数的ioctl命令（copy_to_user） size为类型名 #define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) ? //定义带写参数的 ioctl 命令（copy_from_user） size为类型名 #define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) ? //定义带读写参数的 ioctl 命令 size为类型名 #define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) ? /* used to decode ioctl numbers */ #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)
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include "mychar.h"
#define BUF_LEN 100
int major = 11;//主设备号
int minor =0;//次设备号
int mychar_num = 1;//次设备数量
//ioctrl
struct mychar_dev
{
struct cdev mydev;
char mydev_buf[BUF_LEN];
int curlen;//100个字节中已经存有的数据
};
struct mychar_dev gmydev;
int mychar_open(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{//inode * pnode 中有一个成员 i_rdev存放这mydev的地址，现在用struct成员的地址求出结构体的地址
//求出gmydev的地址
pfile->private_data = (void *)container_of(pnode->i_cdev,struct mychar_dev,mydev);
printk("mychar_open is called\n");
return 0;
}
int mychar_close(struct inode *pnode,struct file *pfile)
{
printk("mychar_close is called\n");
return 0;
}
ssize_t mychar_read(struct file *pfile,char __user *puser,size_t count,loff_t *p_pos)
{//内核空间mydev_buf 向 用户空间puser 进行copy
struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
//定义一个指针pmydev
int size = 0;
int ret = 0;
if(count >pmydev->curlen)//如果期望读取的数据大小大于了原本数据大小
{
size = pmydev->curlen;//读取的数据为被读取数据的大小
}
else
{
size = count;//被读取的数据大小为期望读取的数据大小
}
ret = copy_to_user(puser,pmydev->mydev_buf,size);
if(ret)//
{
printk("copy_to_user failed\n");
return -1;
}
//将没被读取的数据拷贝到初始读取的位置.
memcpy(pmydev->mydev_buf,pmydev->mydev_buf + size,pmydev->curlen - size);
pmydev->curlen =pmydev-> curlen -size;//被读取后剩余这么多字节
return size;
}
ssize_t mychar_write(struct file *pfile,const char __user *puser,size_t count,loff_t *p_pos)
{//用户空间puser 向 内核空间mydev_buf copy
int ret=0;
int size = 0;
struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
if(count>BUF_LEN - pmydev->curlen)//如果期望写入的数据大小大于100个字节剩余的空间
{
size = BUF_LEN - pmydev->curlen;
}
else
{
size = count;
}
ret = copy_from_user(pmydev->mydev_buf,puser,size);
//将用户空间puser中 size大小的数据写入到内核空间mydev_buf为始的地址中去
if(ret)
{
printk("copy_from_user is failed\n");
return -1;
}
pmydev->curlen = pmydev->curlen +size;
//mydev_buf中存在的数据大小
return size;
}
//实现ioctl
long mychar_ioctl(struct file *pfile,unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
int __user *pret = (int *)arg;
int maxlen = BUF_LEN;
int ret = 0;
struct mychar_dev *pmydev = (struct mychar_dev *)pfile->private_data;
switch(cmd)
{
case MYCHAR_IOCTL_GET_MAXLEN:
//把最大值copy到用户空间去
ret = copy_to_user(pret,&maxlen,sizeof(int));
if(ret)
{
printk("copy_to_user maxlen failed\n ");
return -1;
}
break;
case MYCHAR_IOCTL_GET_CURLEN:
//把当前值copy到用户空间去
ret = copy_to_user(pret,&pmydev->curlen,sizeof(int));
if(ret)
{
printk("copy_to_user curlen failed\n ");
return -1;
}
break;
default:
printk("the cmd is unknow\n");
return -1;
}
return 0;
}
struct file_operations myops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = mychar_open,
.release = mychar_close,
.read = mychar_read,
.write = mychar_write,
.unlocked_ioctl = mychar_ioctl,
};
int __init mychar_init(void)
{
int ret = 0;
dev_t devno = MKDEV(major,minor);//组合成完整的设备号
/*申请设备号*/
ret = register_chrdev_region(devno,mychar_num,"mychar");
if(ret)//ret非0，表示失败
{
ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,mychar_num,"mychar");
//此设备号申请后填写到devno地址中去，从minor开始申请mychar_num个
if(ret)
{
printk("get devno failed\n");
return -1;
}
major = MAJOR(devno);//获取新的设备号,不要遗漏
//次设备号都是0，所以不用再次提取
}
//给struct_cdev对象制定操作函数集
cdev_init(&gmydev.mydev,&myops);
//将struct_cdev对象添加到内核对应的数据结构里
gmydev.mydev.owner = THIS_MODULE;
cdev_add(&gmydev.mydev,devno,1);
return 0;
}
void __exit mychar_exit(void)
{
dev_t devno = MKDEV(major,minor);
cdev_del(&gmydev.mydev);
unregister_chrdev_region(devno,mychar_num);
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(mychar_init);
module_exit(mychar_exit);二、printk
//日志级别
#define KERN_EMERG "<0>" /* system is unusable */
#define KERN_ALERT "<1>" /* action must be taken immediately */
#define KERN_CRIT "<2>" /* critical conditions */
#define KERN_ERR "<3>" /* error conditions */
?
#define KERN_WARNING "<4>" /* warning conditions */
?
#define KERN_NOTICE "<5>" /* normal but significant condition */
#define KERN_INFO "<6>" /* informational */
#define KERN_DEBUG "<7>" /* debug-level messages */
?
用法：printk(KERN_INFO"....",....)
? ?
? ?printk(KERN_INFO"Hello World"); =====> printk("<6>""Hello World") ====> printk("<6>Hello World")
?
dmesg --level=emerg,alert,crit,err,warn,notice,info,debug
#define HELLO_DEBUG #undef PDEBUG #ifdef HELLO_DEBUG #define PDEBUG(fmt, args...) printk(KERN_DEBUG fmt, ##args) #else #define PDEBUG(fmt, args...) #endif ?
三、多个次设备的支持
每一个具体设备（次设备不一样的设备），必须有一个struct cdev来代表它
cdev_init
cdev.owner赋值
cdev_add
以上三个操作对每个具体设备都要进行
文章来源:https://blog.csdn.net/2302_76785838/article/details/135635874
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