【Linux 驱动】第六章 高级字符驱动程序操作 ----ioctl

一、ioctl

       1）概念：#include<sys/ioctl.h>

       2）功 能: 控制I/O设备 ，提供了一种获得设备信息和向设备发送控制参数的手段。用于向设备发控制和配置命令 ，有些命令需要控制参数，这些数据是不能用read / write 读写的,称为Out-of-band数据。也就是说,read / write 读写的数据是in-band数据,是I/O操作的主体，而ioctl 命令传送的是控制信息,其中的数据是辅助的数据。

二，选择ioctl命令

        在编写ioctl代码前，需要选择对应不同命令的编号，多数程序员选择从0开始的一组小编号。为了防止向错误的设备使用正确的命令，命令号应该在系统范围内唯一。为方便程序员创建唯一的 ioctl 命令代号， 每个命令号被划分为多个位字段。要按 Linux 内核的约定方法为驱动选择 ioctl 的命令号, 应该首先看看 include/asm/ioctl.h 和 Documentation/ioctl-number.txt。 （linux第一个版本使用了一个16位编号，高八位：幻数 低八位：序列号）

       要使用的位字段符号定义在 :

    <linux/ipctl.h>中包含<asm/ioctl.h>中包含的 定义了一些构造命令编号的宏: 

三，返回值

        POSIX 标准规定：如果使用了不合适的 ioctl 命令号，应当返回-ENOTTY 。这个错误码被 C 库解释为"不合适的设备 ioctl。然而，它返回-EINVAL仍是相当普遍的。 

                                  type 应当是 VERIFY_READ（读）或VERIFY_WRITE（读写）；

                                  addr 参数为用户空间地址，

                                  size 为字节数，可使用sizeof()。

                          access_ok 返回一个布尔值: 1 是成功(存取没问题)和 0 是失败(存取有问题)。如果它返回假，驱动应当返回 -EFAULT 给调用者。

<asm/uaccess.h>   

          put_user(datum, ptr) 

六，权能与受限操作

switch(cmd)
{case MEM_IOCSQUANTUM:retval = _get_user(scull_quantum,(int *)arg);break;case MEM_IOCGQUANTUM:retval = _put_user(scull_quantum,(int *)arg);break;default:return -EINVAL;
}

程序1：检测接口的 inet_addr,netmask,broad_addr
程序2：检查接口的物理连接是否正常程序3：更简单一点测试物理连接
程序4：调节音量
***************************程序1****************************************
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
static void usage(){printf("usage : ipconfig interface \n");exit(0);
}
int main(int argc,char **argv)
{struct sockaddr_in *addr;struct ifreq ifr;char *name,*address;int sockfd;
if(argc != 2)usage();elsename = argv[1];
sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);strncpy(ifr.ifr_name,name,IFNAMSIZ-1);
if(ioctl(sockfd,SIOCGIFADDR,&ifr) == -1)perror("ioctl error"),exit(1);addr = (struct sockaddr_in *)&(ifr.ifr_addr);address = inet_ntoa(addr->sin_addr);printf("inet addr: %s ",address);
if(ioctl(sockfd,SIOCGIFBRDADDR,&ifr) == -1)perror("ioctl error"),exit(1);addr = (struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_broadaddr;address = inet_ntoa(addr->sin_addr);printf("broad addr: %s ",address);
if(ioctl(sockfd,SIOCGIFNETMASK,&ifr) == -1)perror("ioctl error"),exit(1);addr = (struct sockaddr_in *)&ifr.ifr_addr;address = inet_ntoa(addr->sin_addr);printf("inet mask: %s ",address);
printf("\n");exit(0);
}
******************************** 程序2*****************************************************
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned int u32;
typedef unsigned char u8;
#include <linux/ethtool.h>
#include <linux/sockios.h>
int detect_mii(int skfd, char *ifname)
{struct ifreq ifr;u16 *data, mii_val;unsigned phy_id;
/* Get the vitals from the interface. */strncpy(ifr.ifr_name, ifname, IFNAMSIZ);if (ioctl(skfd, SIOCGMIIPHY, &ifr) < 0){fprintf(stderr, "SIOCGMIIPHY on %s failed: %s\n", ifname,strerror(errno));(void) close(skfd);return 2;}
data = (u16 *)(&ifr.ifr_data);phy_id = data[0];data[1] = 1;
if (ioctl(skfd, SIOCGMIIREG, &ifr) < 0){fprintf(stderr, "SIOCGMIIREG on %s failed: %s\n", ifr.ifr_name,strerror(errno));return 2;}
mii_val = data[3];
return(((mii_val & 0x0016) == 0x0004) ? 0 : 1);
}
int detect_ethtool(int skfd, char *ifname)
{struct ifreq ifr;struct ethtool_value edata;
memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));edata.cmd = ETHTOOL_GLINK;
strncpy(ifr.ifr_name, ifname, sizeof(ifr.ifr_name)-1);ifr.ifr_data = (char *) &edata;
if (ioctl(skfd, SIOCETHTOOL, &ifr) == -1){printf("ETHTOOL_GLINK failed: %s\n", strerror(errno));return 2;}
return (edata.data ? 0 : 1);
}
int main(int argc, char **argv)
{int skfd = -1;char *ifname;int retval;
if( argv[1] )ifname = argv[1];elseifname = "eth0";
/* Open a socket. */if (( skfd = socket( AF_INET, SOCK_DGRAM, 0 ) ) < 0 ){printf("socket error\n");exit(-1);}
retval = detect_ethtool(skfd, ifname);
if (retval == 2)retval = detect_mii(skfd, ifname);
close(skfd);
if (retval == 2)printf("Could not determine status\n");
if (retval == 1)printf("Link down\n");
if (retval == 0)printf("Link up\n");
return retval;
}
*******************************程序3*****************************************************
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <net/if.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <sys/ioctl.h>
#define LINKTEST_GLINK 0x0000000a
struct linktest_value {unsigned int    cmd;unsigned int    data;
};
static
void
usage(const char * pname)
{fprintf(stderr, "usage: %s <device>\n", pname);fprintf(stderr, "returns: \n");fprintf(stderr, "\t 0: link detected\n");fprintf(stderr, "\t%d: %s\n", ENODEV, strerror(ENODEV));fprintf(stderr, "\t%d: %s\n", ENONET, strerror(ENONET));fprintf(stderr, "\t%d: %s\n", EOPNOTSUPP, strerror(EOPNOTSUPP));exit(EXIT_FAILURE);
}
static
int
linktest(const char * devname)
{struct ifreq ifr;struct linktest_value edata;int fd;
/* setup our control structures. */memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));strcpy(ifr.ifr_name, devname);
/* open control socket. */fd=socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(fd < 0 ) {return -ECOMM;}
errno=0;edata.cmd = LINKTEST_GLINK;ifr.ifr_data = (caddr_t)&edata;
if(!ioctl(fd, SIOCETHTOOL, &ifr)) {if(edata.data) {fprintf(stdout, "link detected on %s\n", devname);return 0;} else {errno=ENONET;}}
perror("linktest");return errno;
}
int
main(int argc, char *argv[])
{if(argc != 2) {usage(argv[0]);}return linktest(argv[1]);
}
*************************************程序4*********************************************************
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/soundcard.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define  BASE_VALUE 257
int main(int argc,char *argv[])
{int mixer_fd=0;char *names[SOUND_MIXER_NRDEVICES]=SOUND_DEVICE_LABELS;int value,i;
printf("\nusage:%s dev_no.[0..24] value[0..100]\n\n",argv[0]);printf("eg. %s 0 100\n",argv[0]);printf("    will change the volume to MAX volume.\n\n");printf("The dev_no. are as below:\n");for (i=0;i<SOUND_MIXER_NRDEVICES;i++){if (i%3==0) printf("\n");printf("%s:%d\t\t",names[i],i);}printf("\n\n");
if (argc<3)exit(1);
if ((mixer_fd = open("/dev/mixer",O_RDWR))){printf("Mixer opened successfully,working...\n");value=BASE_VALUE*atoi(argv[2]);
if (ioctl(mixer_fd,MIXER_WRITE(atoi(argv[1])),&value)==0)printf("successfully.....");else    printf("unsuccessfully.....");printf("done.\n");}elseprintf("can't open /dev/mixer error....\n");
exit(0);
}