所以我正在尝试编写一个使用 linux/timer.h 文件的内核模块。我让它在模块内部工作，现在我正试图让它在用户程序中工作。

这是我的内核模块:

//Necessary Includes For Device Drivers.
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/ioctl.h>

#define DEVICE_NAME "mytimer"
#define DEVICE_FILE_NAME "mytimer"
#define MAJOR_NUM 61
#define MINOR_NUM 0

MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

static struct timer_list my_timer;

struct file_operations FileOps = 
{
    //No File Operations for this timer.
};

//Function to perform when timer expires.
void TimerExpire(int data)
{
    printk("Timer Data: %d\n", data);
}

//Function to set up timers.
void TimerSetup(void)
{
    setup_timer(&my_timer, TimerExpire, 5678);
    mod_timer(&my_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(5000));
}

//Module Init and Exit Functions.
int init_module(void)
{
    int initResult = register_chrdev(MAJOR_NUM, "mytimer", &FileOps);

    if (initResult < 0)
    {
        printk("Cannot obtain major number %d\n", MAJOR_NUM);

        return initResult;
    }

printk("Loading MyTimer Kernel Module...\n");


return 0;
}
void cleanup_module(void)
{
    unregister_chrdev(MAJOR_NUM, "mytimer");
    printk("Unloading MyTimer Kernel Module...\n");
}

更具体地说，我希望我的用户程序调用 TimerSetup() 函数。我知道我需要使用 ioctl()，但我不确定如何在我的模块文件中指定 TimerSetup() 应该可以通过 ioctl() 调用。

此外，我的第二个问题:我能够 insmod 我的模块，并使用正确的主编号 mknod 进入/dev/mytimer。但是当我试图打开它以便从中获取文件描述符时，它一直返回 -1，我认为这是错误的。我确保权限没问题(事实上，我将其设置为 777 只是为了确定)...它仍然不起作用...我是否遗漏了什么？

以下是用户程序以防万一:

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    int fd = open("/dev/mytimer", "r");
    printf("fd: %d\n", fd);

    return 0;
}

最佳答案

您需要的示例代码可以在 drivers/watchdog/softdog.c 中找到(在编写本文时来自 Linux 2.6.33)，它说明了正确的文件操作以及如何允许用户空间使用 ioctl() 填充结构。

对于需要编写普通字符设备驱动程序的任何人来说，这实际上是一个很棒的实用教程。

我在 answering my own question 时剖析了 softdog 的 ioctl 接口(interface)，这可能对您有所帮助。

这是它的要点(虽然远非详尽无遗)...

在 softdog_ioctl() 中，您会看到一个简单的 struct watchdog_info 初始化，它通告功能、版本和设备信息:

    static const struct watchdog_info ident = {
            .options =              WDIOF_SETTIMEOUT |
                                    WDIOF_KEEPALIVEPING |
                                    WDIOF_MAGICCLOSE,
            .firmware_version =     0,
            .identity =             "Software Watchdog",
    };

然后我们来看一个简单的案例，用户只想获得这些能力:

    switch (cmd) {
    case WDIOC_GETSUPPORT:
            return copy_to_user(argp, &ident, sizeof(ident)) ? -EFAULT : 0;

...当然，这将用上面的初始化值填充相应的用户空间 watchdog_info。如果 copy_to_user() 失败，则返回 -EFAULT，这会导致相应的用户空间 ioctl() 调用返回 -1，并设置一个有意义的 errno。

请注意，魔法请求实际上定义在 linux/watchdog.h 中，以便内核和用户空间共享它们:

#define WDIOC_GETSUPPORT        _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 0, struct watchdog_info)
#define WDIOC_GETSTATUS         _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 1, int)
#define WDIOC_GETBOOTSTATUS     _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 2, int)
#define WDIOC_GETTEMP           _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 3, int)
#define WDIOC_SETOPTIONS        _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 4, int)
#define WDIOC_KEEPALIVE         _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 5, int)
#define WDIOC_SETTIMEOUT        _IOWR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 6, int)
#define WDIOC_GETTIMEOUT        _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 7, int)
#define WDIOC_SETPRETIMEOUT     _IOWR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 8, int)
#define WDIOC_GETPRETIMEOUT     _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 9, int)
#define WDIOC_GETTIMELEFT       _IOR(WATCHDOG_IOCTL_BASE, 10, int)

WDIOC 显然表示“看门狗 ioctl”

您可以轻松地更进一步，让您的驱动程序执行某些操作并将该操作的结果放入结构中并将其复制到用户空间。例如，如果 struct watchdog_info 也有一个成员 __u32 result_code。请注意，__u32 只是内核版本的 uint32_t。

使用 ioctl()，用户将对象的地址(无论是结构、整数还是任何形式)传递给内核，期望内核将其回复写入相同的对象并将结果复制到提供的地址。

您需要做的第二件事是确保您的设备知道当有人打开、读取它、写入它或使用像 ioctl() 这样的钩子(Hook)时该做什么，您可以通过学习轻松地看到软狗。

感兴趣的是:

static const struct file_operations softdog_fops = {
        .owner          = THIS_MODULE,
        .llseek         = no_llseek,
        .write          = softdog_write,
        .unlocked_ioctl = softdog_ioctl,
        .open           = softdog_open,
        .release        = softdog_release,
};

你在哪里看到 unlocked_ioctl 处理程序将...你猜对了，softdog_ioctl()。

我认为您可能会并置一层在处理 ioctl() 时实际上并不存在的复杂性，它真的就是这么简单。出于同样的原因，除非绝对必要，否则大多数内核开发人员都不赞成添加新的 ioctl 接口(interface)。它太容易忘记 ioctl() 将要填充的类型与你用来做它的魔法，这是 copy_to_user() 失败的主要原因经常导致内核腐烂，成群结队的用户空间进程陷入困境磁盘休眠。

对于计时器，我同意，ioctl() 是理智的最短途径。

关于linux - 我如何使用 ioctl() 来操作我的内核模块？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/2264384/