ldd3学习之十二(1)：高级字符驱动程序操作--ioctl

阳光穿透心脏的1/2处 2022-06-18 03:29 155阅读 0赞

ioctl--- 控制硬件设备

1.原型：

用户空间

1.  ioctl(int fd,unsigned long cmd, ...)

"..."表示可选参数，是否存在依赖cmd

内核空间

1.  static int ioctl(struct inode \*inode, struct file \*file, unsigned int cmd, unsigned long arg)

同样 arg依赖于cmd

2.如何实现ioctl功能

(1) 定义命令cmd：

为安全起见， 命令号最好在系统范围内唯一,应使用include/asm/ioctl.h和Documentation/ioctl-number.txt未使用过的命令号。

ioctl命令编码被划分为几个位段：类型、序数、传送方向、参数大小，在

type：幻数，8位宽，（先参考ioctl-number.txt），一般是一个字母，标识某个 设备

number:序数，8位宽，标识该设备 命令编号

direction:如果命令涉及读写设备，该字段定义数据传输方向（从应用程序角度看）。

size:所涉及传输的数据大小，13或14位

内核提供了下列宏来定义命令

1.  \_IO(type,nr)  
    
2.  没有参数的命令
3.  \_IOR(type,nr,size)  
    
4.  从驱动中读数据，size一般写数据类型
5.  \_IOW(type,nr,size)  
    
6.  写数据到设备
7.  \_IOWR(type,nr,size)
8.  对设备读写操作

比如

1.  //for gerneral gpio  
    
2.  typedef struct \{   
    
3.      unsigned char num;  
    
4.      unsigned char val;  
    
5.  \}gpio\_app;  
    
6.    
    
7.  \#define GPIO\_GET    \_IOR('M', 0, gpio\_app)  
    
8.  \#define GPIO\_SET    \_IOW('M', 1, gpio\_app)  
    
9.  \#define GPIO\_DIR    \_IORW('M',2, gpio\_app)

(2)实现命令：包括三个方面， 返回值、 参数使用、 命令实现

① 返回值

在执行switch语句，当命令号不能匹配任意一个设备命令时，返回 \-EINVAL(非法参数)

return (value ?  0 : -EINVAL);

② 参数

参数是一个整数时可直接使用，当是一个指针时，必须确保该指针是合法的。对未验证的用户空间指针访问，可能导致oops,系统崩溃或安全问题。

不需要检测的数据交换函数

1.  unsigned long copy\_to\_user(void \_\_user\*to,const void \*from,unsigned long count);  
    
2.  unsigned long copy\_from\_user(void \*to,const void \_\_user\*from,unsigned long count);  
    
3.  //适合于每次访问char,int等单个数据类型
4.  get\_user(k,u);      
    
5.  put\_user(k,u);

需要检测的函数

1.  \_\_get\_user(k,u);  
    
2.  \_\_put\_user(k,u);

检测方法

1.  int access\_ok(type,addr,size)

第一个参数type:是VERIFY\_READ或VERIFY\_WRITE，表面是读/写用户内存

addr:用户内存地址

size:要检测的内存长度

返回1--成功，0--失败不能读写

eg:

1.  if(\_IOC\_DIR(cmd)&\_IOC\_READ)  
    
2.      err = !access\_ok(VERIFY\_WRITE,(void \_\_user\*)arg,\_IOC\_SIZE(cmd));  
    
3.  else if (\_IOC\_DIR(cmd)&\_IOC\_WRITE)  
    
4.      err = !access\_ok(VERIFY\_READ,(void \_\_user\*)arg,\_IOC\_SIZE(cmd));  
    
5.  if (err)  
    
6.      return \-EFAULT;

③ 命令实现

真正实现命令对应的动作。

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