linux 设备驱动之IOCTRL

1，where come from?

ioctrl（或者说unlocked_ioctl/compat_ioctl）是file_operations结构体的函数指针

struct file_operations {
...
     long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
     long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
...
};

2，who am i

在用户空间，ioctl是一个系统调用, 作用于一个文件描述符; 它接收一个确定要进行的命令的数字和(可选地)另一个参数, 常常是一个指针.这些命令可以内核空间和用户空间之间进行数据交互。这些命令可以从驱动拷贝相关的数据结构到用户空间。

3，所谓的命令（CMD）是什么？

在Kernel层，对于一个32bit的系统，分成了4个域，分段如下@include/uapi/asm-generic/ioctl.h

2bits(读写区)_IOC_DIRBITS

14bits(数据大小区)_IOC_SIZEBITS

8bits(Magic)_IOC_TYPEBITS

8bits(命令序号)_IOC_NRBITS

31 30/29 28 ... 17 16/15 14 ... 9 8/7 6 ... 1 0

所谓的Magic区，无非就是不同驱动使用一个字母来标识。比如LDD3，

#define SCULL_IOC_MAGIC  ‘k‘

#define SCULL_IOCSQUANTUM _IOW(SCULL_IOC_MAGIC,  1, int)

4，为什么不使用“粗暴”的，一个unsigned int值来代替一个cmd？

我认为，使用一个32bit的不同位来表示一个cmd，能包含更多的信息，节省了内存

5，如何使用？

5.1，在应用层和Kernel使用同一个CMD定义的h文件，来使用cmd

在应用层：#define REMOTE_IOC_SET_REPEAT_KEY_MAPPING       _IOW_BAD(‘I‘,20,sizeof(short))

在Kernel层：#define REMOTE_IOC_SET_REPEAT_KEY_MAPPING   _IOW_BAD(‘I‘,20,sizeof(short))

5.2，

在应用层调用这个命令，device_fd为对应的设备文件

 val = (i<<16) | repeat_key_map[i];
ioctl(device_fd, REMOTE_IOC_SET_REPEAT_KEY_MAPPING, &val);

 在Kernel层，将会做相应的处理

先把&val传进来的值copy_from_user，然后使用这个val值

static long remote_config_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long args)
{
     void __user *argp = (void __user *)args;
     ret = copy_from_user(&val, argp, sizeof(unsigned long));

case REMOTE_IOC_SET_REPEAT_KEY_MAPPING:
               remote->key_repeat_map[remote->map_num][val >> 16] = val & 0xffff;
               break;

...

}

6，另外：IOCTL相关的宏，读ioctl.h就知道了。

#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))