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5. ioctl() 函數解析

編程 部分 類型 為我 log 傳輸 include 序列號 一個

解析完 open、close、read、write 四個函數後,終於到我們的 ioctl() 函數了一、 什麽是ioctl

ioctl是設備驅動程序中對設備的IO通道進行管理的函數。所謂對IO通道進行管理,就是對設備的一些特性進行控制,例如串口的傳輸波特率,馬達的轉速等。
函數名: ioctl
功 能: 控制I/O設備
用 法: int ioctl(int handle, int cmd,[int *argdx, int argcx]);
參數:fd是用戶程序打開設備時使用open函數返回的文件標示符,cmd是用戶程序對設備的控制命令,後面是一些補充參數,一般最多一個,這個參數的有無和cmd的意義相關。
include/asm/ioctl.h中定義的宏的註釋:
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二、ioctl的必要性
如果不用ioctl的話,也可以實現對設備I/O通道的控制。例如,我們可以在驅動程序中實現write的時候檢查一下是否有特殊約定的數據流通過,如果有的話,那麽後面就跟著控制命令(一般在socket編程中常常這樣做)。但是如果這樣做的話,會導致代碼分工不明,程序結構混亂,程序員自己也會頭昏眼花的。所以,我們就使用ioctl來實現控制的功能。要記住,用戶程序所作的只是通過命令碼(cmd)告訴驅動程序它想做什麽,至於怎麽解釋這些命令和怎麽實現這些命令,這都是驅動程序要做的事情。

三、 ioctl如何實現

在驅動程序中實現的ioctl函數體內,實際上是有一個switch{case}結構,每一個case對應一個命令碼,做出一些相應的操作。怎麽實現這些操作,這是每一個程序員自己的事情。因為設備都是特定的,這裏也沒法說。關鍵在於怎樣組織命令碼,因為在ioctl中命令碼是唯一聯系用戶程序命令和驅動程序支持的途徑。
命令碼的組織是有一些講究的,因為我們一定要做到命令和設備是一一對應的,這樣才不會將正確的命令發給錯誤的設備,或者是把錯誤的命令發給正確的設備,或者是把錯誤的命令發給錯誤的設備。這些錯誤都會導致不可預料的事情發生,而當程序員發現了這些奇怪的事情的時候,再來調試程序查找錯誤,那將是非常困難的事情。所以在Linux核心中是這樣定義一個命令碼的:
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這樣一來,一個命令就變成了一個整數形式的命令碼;但是命令碼非常的不直觀,所以Linux Kernel中提供了一些宏。這些宏可根據便於理解的字符串生成命令碼,或者是從命令碼得到一些用戶可以理解的字符串以標明這個命令對應的設備類型、設備序列號、數據傳送方向和數據傳輸尺寸。
比如上面展現的:
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我們在前面PWM驅動程序中也定義了命令宏:
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這裏必須要提一下的,就是"幻數"MAGIC_NUMBER, "幻數"是一個字母,數據長度也是8,用一個特定的字母來標明設備類型,這和用一個數字是一樣的,只是更加利於記憶和理解。

四、 cmd參數如何得出
這裏確實要說一說,cmd參數在用戶程序端由一些宏根據設備類型、序列號、傳送方向、數據尺寸等生成,這個整數通過系統調用傳遞到內核中的驅動程序,再由驅動程序使用解碼宏從這個整數中得到設備的類型、序列號、傳送方向、數據尺寸等信息,然後通過switch{case}結構進行相應的操作。實例時刻,當然只是部分代碼:https://blog.csdn.net/zqixiao_09/article/details/50859302

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