Linux字符设备-内核态数据与用户态数据互传

Linux字符设备-内核态数据与用户态数据互传

_IO,_IOR,_IOW和_IORW的含义

对于系统支持设备的ioctl号，你可以在/usr/include下面的头文件中找到，对于你自己的设备，如果需要使用ioctl接口，则需要定义自己 的ioctl号。以前的2.4中有个问题是，大家都随便定义自己的ioctl号，造成很大可能性的重复性。一个坏处是难以管理，另外一个是容易造成错误， 例如如果用户本来希望打开一个串口设备，结果通过open打开了网口，如果串口的某个ioctl号正好是网口的关闭操作，这样就会造成错误。在2.6里 面，你定义自己的ioctl号最好使用_IO,  _IOR,  _IOW和_IORW来定义，这些宏考虑了第三个参数的长度，设备的magic number，以及操作的方向等，避免了2.4中的问题

: _IO(type,nr)(给没有参数的命令),

_IOR(type, nre, datatype)(给从驱动中读数据的),

_IOW(type,nr,datatype)(给写数据),

_IOWR(type,nr,datatype)(给双向传送).

type 和 number 成员作为参数被传递,

并且 size 成员通过应用 sizeof 到 datatype 参数而得到

int ioctl( int fd, int request, .../* void *arg */ ) 详解

第三个参数总是一个指针，但指针的类型依赖于request 参数。我们可以把和网络相关的请求划分为6 类：

套接口操作

文件操作

接口操作

ARP 高速缓存操作

路由表操作

流系统

先写一个内核态数据与用户态数据互传的例子及APP

手动安装步骤：

Insmod my_char_dev.ko

不需要再安装设备节点

然后是测试app

./my_char_dev_app 1

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/device.h>  //下面这三个头文件是由于动态创建需要加的
#include <linux/device.h>
#include <linux/cdev.h>
#include "my_cdev.h"
#include <asm/uaccess.h>

struct cdev cdev;
dev_t devno;//这里是动态分配设备号和动态创建设备结点需要用到的
struct class *cdev_class;
int param;
int my_cdev_open(struct inode *node,struct file *filp)
{
    printk("my_cdev_open sucess!\n");
    return 0;
}

long my_cdev_ioctl(struct file *filp ,unsigned int cmd ,unsigned long arg)
{
    int rc = -1;

    switch(cmd)
    {
        case LED_ON:
            rc = copy_from_user(&param, (int __user*)arg, 4);
            if (0 != rc)
            {
                printk("copy_from_user failed.\n");
                break;
            }
            printk("Param is %d.\n",param);
            printk("CMD test: LED_ON is set!\n");
            return 0;
        case LED_OFF:
            printk("CMD test: LED_OFF is set!\n");
            param = 1000;
            rc = copy_to_user((int __user*)arg,&param,4);
            if (0 != rc)
            {
                printk("copy_to_user failed.\n");
            }
            param = 0;
            return 0;
        default :
            return -EINVAL;
    }
}

struct file_operations my_cdev_fops=
{
    .open = my_cdev_open,
    .unlocked_ioctl = my_cdev_ioctl,

};

static int my_cdev_init(void)
{
    int ret;
    /**动态分配设备号*/
    ret = alloc_chrdev_region(&devno,0,1,"my_chardev");
    if(ret)
    {
        printk("alloc_chrdev_region fail!\n");
        unregister_chrdev_region(devno,1);
        return ret;
    }
    else
    {
        printk("alloc_chrdev_region sucess!\n");
    }
    /**描述结构初始化*/
    cdev_init(&cdev,&my_cdev_fops);
    /**描述结构注册*/
    ret = cdev_add(&cdev,devno,1);
    if(ret)
    {
        printk("cdev add fail.\n");
        unregister_chrdev_region(devno,1);
        return ret;
    }
    else
    {
        printk("cdev add sucess!\n");
    }

    cdev_class = class_create(THIS_MODULE,"my_chardev");
    if(IS_ERR(cdev_class))
    {
        printk("Create class fail!\n");
        unregister_chrdev_region(devno,1);
        return -1;
    }
    else
    {
        printk("Create class sucess!\n");
    }

    device_create(cdev_class,NULL,devno,0,"my_chardev");
   
    return 0;
}
static void my_cdev_exit(void)
{
    device_destroy(cdev_class,devno);
    class_destroy(cdev_class);
    cdev_del(&cdev);
    unregister_chrdev_region(devno,1);
    printk("my_cdev_exit sucess!\n");
}
module_init(my_cdev_init);
module_exit(my_cdev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("YEFEI");
MODULE_DESCRIPTION("YEFEI Driver");

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#ifndef __MY_CDEV_H__
#define __MY_CDEV_H__

#define LED_MAGIC 'L'
#define LED_ON _IOW(LED_MAGIC,0,int)
#define LED_OFF _IOR(LED_MAGIC,1,int *)

#endif

--------------------------------------------

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

int main(int argc,char *argv[])
{
    int fd;
    int cmd;
    long ret = 0;
    unsigned long param = 0;
    if(argc < 2)
    {
        printf("Please enter secend param!\n");
        return 0;
    }
    cmd = atoi(argv[1]);
    fd = open("/dev/my_chardev",O_RDWR);
    if(fd < 0)
    {
        printf("Open dev/my_chardev fail!\n");
        close(fd);
        return 0;
    }
    switch(cmd)
    {
        case 1:
            param = 500;
            ret = ioctl(fd,LED_ON,&param);
            break;
        case 2:
            ret = ioctl(fd,LED_OFF,&param);
            printf("ret is %d. read data is %d.\n",ret,param);
            break;
        default:
            break;
    }
    close(fd);
    return 0;
}

--------------------------------------------

1 obj-m := my_char_dev.o
2 KDIR := /home/win/dn377org/trunk/bcm7252/linux/
3 all:
4    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux- ARCH=arm
5 clean:
6    rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers *.bak *.order