_IO, _IOR, _IOW, _IOWR 宏的用法与解析

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了_IO, _IOR, _IOW, _IOWR 宏的用法与解析。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

以前也写过字符驱动,也涉及一些简单io的操作,但是今天再看一些源代码是看到了一些宏定义,觉得莫名其妙,其定义如下:

#define GPIO_REQ_PIN _IOW (GPIO_TYPE, 1, unsigned long)

#define GPIO_FREE_PIN _IOW (GPIO_TYPE, 2, unsigned long)

#define GPIO_PIN_VAL _IOWR (GPIO_TYPE, 3, unsigned long)

这里的_IOW/_IOWR显得很突触,以前没有接触过这个东西,一下子就被搞蒙了,但是我不会轻易放弃每个学习中的问题,我查了很多资料,现在我就来详细说明一下我的自学成果,如果有错误的地方,还请各位高手指点。

首先要介绍这些宏就必须介绍一个函数 int ioctl(int handle, int cmd,[int *dx, int argcx]);这里的{BANNED}中国第一个参数应该很好理解吧!它指的是通过open函数得到的文件指针,那么第二个参数呢?

接下来我们的重点就在这第二个参数上,至于第三个参数,它是依据第二个参数来决定意义的。

对于参数cmd首先它是一个32位的数,它的具体意义在于 cmd 是应用程序用于区别设备驱动程序请求处理内容的值。cmd除了可区别数字外,还包含有助于处理的几种相应信息。

cmd参数共有32位分为4个域,

bit31~bit30 2位为 “区别读写” 区,作用是区分是读取命令还是写入命令。

bit29~bit15 14位为 "数据大小" 区,表示 ioctl() 中的 arg 变量传送的内存大小。

bit20~bit08 8位为 “魔数"(也称为"幻数")区,这个值用以与其它设备驱动程序的 ioctl 命令进行区别。

bit07~bit00 8位为 "区别序号" 区,是区分命令的命令顺序序号。

当然我们通过位移来实现cmd参数,但是系统已经给我吗提供了一些专业的宏,_IO

#define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)

再看看_IOC的宏定义:

#define _IOC(dir,type,nr,size) \

(((dir) << _IOC_DIRSHIFT) | \

((type) << _IOC_TYPESHIFT) | \

((nr) << _IOC_NRSHIFT) | \

((size) << _IOC_SIZESHIFT))

很明显可以看出_IO() 的{BANNED}最佳后结果由 _IOC() 中的 4 个参数移位组合而成。

再看 _IOC_DIRSHIT 的定义:

#define _IOC_DIRSHIFT (_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS)

_IOC_SIZESHIFT 的定义:

#define _IOC_SIZESHIFT (_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS)

_IOC_TYPESHIF 的定义:

#define _IOC_TYPESHIFT (_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS)

_IOC_NRSHIFT 的定义:

#define _IOC_NRSHIFT 0

_IOC_NRBITS 的定义:

#define _IOC_NRBITS 8

_IOC_TYPEBITS 的定义:

#define _IOC_TYPEBITS 8

由 上面的定义,往上推得到:

引 用

_IOC_TYPESHIFT = 8

_IOC_SIZESHIFT = 16

_IOC_DIRSHIFT = 30

所以:

(dir) << _IOC_DIRSHIFT) 表是 dir 往左移 30 位,即移到 bit31~bit30 两位上,得到方向(读写)的属性;

(size) << _IOC_SIZESHIFT) 位左移 16 位得到“数据大小”区;

(type) << _IOC_TYPESHIFT) 左 移 8位得到"魔数区" ;

(nr) << _IOC_NRSHIFT) 左移 0 位( bit7~bit0) 。

这样,就得到了 _IO() 的宏值。

这几个宏的使用格式为:

· _IO (魔数, 基数);

· _IOR (魔数, 基数, 变量型)

· _IOW (魔数, 基数, 变量型)

· _IOWR (魔数, 基数,变量型 )

魔数 (magic number)

魔数范围为 0~255 。通常,用英文字符 "A" ~ "Z" 或者 "a" ~ "z" 来表示。设备驱动程序从传递进来的命令获取魔数,然后与自身处理的魔数想比较,如果相同则处理,不同则不处理。魔数是拒绝误使用的初步辅助状态。设备驱动 程序可以通过 _IOC_TYPE (cmd) 来获取魔数。不同的设备驱动程序{BANNED}最佳好设置不同的魔数,但并不是要求绝对,也是可以使用其他设备驱动程序已用过的魔数。

基(序列号)数

基数用于区别各种命令。通常,从 0开始递增,相同设备驱动程序上可以重复使用该值。例如,读取和写入命令中使用了相同的基数,设备驱动程序也能分辨出来,原因在于设备驱动程序区分命令时 使用 switch ,且直接使用命令变量 cmd值。创建命令的宏生成的值由多个域组合而成,所以即使是相同的基数,也会判断为不同的命令。设备驱动程序想要从命令中获取该基数,就使用下面的宏:

_IOC_NR (cmd)

通常,switch 中的 case 值使用的是命令的本身 。

变 量型

变量型使用 arg 变量指定传送的数据大小,但是不直接代入输入,而是代入变量或者是变量的类型,原因是在使用宏创建命令,已经包含了 sizeof() 编译命令。比如 _IOR() 宏的定义是:

引用

#define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))

而 _IOC_TYPECHECK() 的定义正是:

引用

#define _IOC_TYPECHECK(t) (sizeof(t))

设 备驱动程序想要从传送的命令获取相应的值,就要使用下列宏函数:

_IOC_SIZE(cmd)

_IO 宏

该宏函数没有可传送的变量,只是用于传送命令。例如如下约定:

引用

#define TEST_DRV_RESET _IO ('Q', 0)

此时,省略由应用程序传送的 arg 变量或者代入 0 。在应用程序中使用该宏时,比如:

ioctl (dev, TEST_DEV_RESET, 0) 或者 ioctl (dev, TEST_DRV_RESET) 。

这是因为变量的有效因素是可变因素。只作为命令使用时,没有必要判 断出设备上数据的输出或输入。因此,设备驱动程序没有必要执行设备文件大开选项的相关处理。

_IOR 宏

该函数用 于创建从设备读取数据的命令,例如可如下约定:

引用

#define TEST_DEV_READ _IRQ('Q', 1, int)

这 说明应用程序从设备读取数据的大小为 int 。下面宏用于判断传送到设备驱动程序的 cmd 命令的读写状态:

_IOC_DIR (cmd)

运行该宏时,返回值的类型 如下:

· _IOC_NONE : 无属性

· _IOC_READ : 可读属性

· _IOC_WRITE : 可写属性

· _IOC_READ | _IOC_WRITE : 可读,可写属性

使用该命令时,应用程序的 ioctl() 的 arg 变量值指定设备驱动程序上读取数据时的缓存(结构体)地址。

_IOW 宏

用于创建设 备上写入数据的命令,其余内容与 _IOR 相同。通常,使用该命令时,ioctl() 的 arg 变量值指定设备驱动程序上写入数据时的缓存(结构体)地址。

_IOWR 宏

用于创建设备上读写数据的命令。其余内 容与 _IOR 相同。通常,使用该命令时,ioctl() 的 arg 变量值指定设备驱动程序上写入或读取数据时的缓存 (结构体) 地址。

_IOR() , _IOW(), IORW() 的定义 :

#define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))

#define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))

#define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-765415.html

到了这里,关于_IO, _IOR, _IOW, _IOWR 宏的用法与解析的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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