使用ioctl方法创建字符设备驱动

标签：内核   linux   ioctl   

1  ioctl介绍：

用户空间ioctl ：int ioctl(int fd,unsinged long cmd,...)

fd-文件描述符

cmd-对设备的发出的控制命令

...表示这是一个可选的参数，存在与否依赖于cmd，如cmd为修改波特率，那么....就表示波特率的值。如果cmd表示关闭，则不需要参数

成功返回0，错误返回-1。

long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
    long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

两个函数代替。

unlocked_ioctl :可以代替以前的ioctl函数。

compat_ioctl被使用在用户空间为32位模式，而内核运行在64位模式时。这时候，需要将64位转成32位。

最大的区别是去掉了少了inode。

在驱动程序中实现的ioctl函数体内，实际上是有一个switch {case}结构，每一个case对应一个命令码，做出一些相应的操作。怎么实现这些操作，这是每一个程序员自己的事情，因为设备都是特定的。关键在于怎么样组织命令码，因为在ioctl中命令码是唯一联系用户程序命令和驱动程序支持的途径。

用户空间中的第二个参数，对应的是内核空间函数的第二个参数，一般用来做switch选择，第三个参数，对应内核空间第三个参数。

源码实例，实现对led和蜂鸣器的控制：

驱动代码：

<pre name="code" class="cpp">#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
#include <mach/hardware.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/pci.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/atomic.h>
#include <asm/unistd.h>
#include <mach/gpio-fns.h>

#define DEVICE_NAME "led"

/*define pins*/
#define S3C2410_GPF6_OUTP   (0x01 << 6*2) //red led
#define S3C2410_GPF0_OUTP   (0x01 << 0*2) //beep 
#define S3C2410_GPH9_OUTP   (0x01 << 9*2) //green led

/* 应用程序执行ioctl(fd, cmd, arg)时的第2个参数 */
#define IOCTL_SET_ON	1
#define IOCTL_SET_OFF	0

/* 用来指定LED/BEEP所用的GPIO引脚 */
static unsigned long gpio_table [] =
{
	S3C2410_GPF(6),
	S3C2410_GPF(0),
    S3C2410_GPH(9),
};

/* 用来指定GPIO引脚的功能：输出 */
static unsigned int gpio_cfg_table [] =
{
	S3C2410_GPF6_OUTP, //red led set output
    S3C2410_GPF0_OUTP, //beep 
    S3C2410_GPH9_OUTP, //green led output
};

static long cl2416_gpio_ioctl(
	struct file *file, 
	unsigned int cmd, 
	unsigned long arg)
{
	if (arg > 3)
	{
		return -EINVAL;
	}
    
	switch(cmd)
	{
		case IOCTL_SET_ON:
			// 设置指定引脚的输出电平为0,red led
            if(arg == 0)
            {
                s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0);
                return 0;
            }else
            {
		    	s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);
			    return 0;
            }

		case IOCTL_SET_OFF:
			// 设置指定引脚的输出电平为1
            if(arg == 0)
            {
                s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 1);
                return 0;
            }else
            {
			    s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[arg], 0);
			    return 0;
            }

		default:
			return -EINVAL;
	}
}

static struct file_operations dev_fops = {
	.owner          = THIS_MODULE,
	.unlocked_ioctl = cl2416_gpio_ioctl,
};

static struct miscdevice misc = {
	.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
	.name = DEVICE_NAME,
	.fops = &dev_fops,
};

static int __init dev_init(void)
{
	int ret;

	int i;
	
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		s3c2410_gpio_cfgpin(gpio_table[i], gpio_cfg_table[i]);
		s3c2410_gpio_setpin(gpio_table[i], 0);
	}

	ret = misc_register(&misc);

	printk (DEVICE_NAME" initialized\n");

	return ret;
}

static void __exit dev_exit(void)
{
	misc_deregister(&misc);
}

module_init(dev_init);
module_exit(dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("liujinghang");
MODULE_DESCRIPTION("GPIO control for Hang");

应用层测试：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#define on 1
#define off 0

int main(int argc, char **argv)
{
    int led_num;
    int ret = 0;
    
    if( argc != 3)
    {
        printf("Usage:%s<ON/OFF><led_num>\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    int fd;

    fd = open("/dev/led", O_RDWR);
    if( fd < 0 )
    {
        printf("open error\n");
        return 0;
    }

    led_num = *(argv[2]+0)-48;
    printf("led_num = %d\n", led_num);

    if( !strcmp(argv[1], "on"))
    {  
        ret =  ioctl(fd, on, (led_num-1)); 
        printf("send on %d\n", ret);
    }
    else if (!strcmp(argv[1], "off"))
    {
        ret = ioctl(fd, off, (led_num-1));
        printf("send off %d\n", ret);
    }
    return 0;
}

使用ioctl方法创建字符设备驱动

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原文地址：http://blog.csdn.net/hanglinux/article/details/45170223