嵌入式驱动学习第三周——如何优化驱动及提高驱动稳定性

前言

   在 Linux 中应用程序运行在用户空间，应用程序错误之后，并不会影响其他程序的运行，而驱动工作在内核层，是内核代码的一部分，当驱动出现问题之后，可能会导致整个系统的崩溃。所以在驱动中，需要对各种判断、预处理等进行排查等，本篇将对如何优化驱动稳定性和提高驱动效率进行学习。

   嵌入式驱动学习专栏将详细记录博主学习驱动的详细过程，未来预计四个月将高强度更新本专栏，喜欢的可以关注本博主并订阅本专栏，一起讨论一起学习。现在关注就是老粉啦！

ioctl

ioctl初探

   ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。所谓对I/O通道进行管理，就是对设备的一些特性进行控制，例如串口的传输波特率、马达的转速等等。

   如果不用ioctl的话，也可以实现对设备I/O通道的控制。例如，我们可以在驱动程序中实现write的时候检查一下是否有特殊约定的数据流通过，如果有的话，那么后面就跟着控制命令（一般在socket编程中常常这样做）。

   但是如果这样做的话，会导致代码分工不明，程序结构混乱，程序员自己也会头昏眼花的。所以，我们就使用ioctl来实现控制的功能。要记住，用户程序所作的只是通过命令码(cmd)告诉驱动程序它想做什么，至于怎么解释这些命令和怎么实现这些命令，这都是驱动程序要做的事情。

   一个ioctl命令由32比特位表示，每个比特位都有不同的含义，不同版本的内核定义可能有些差异：

比特位	含义
31-30	00-命令不带参数；01-命令需要把数据写入驱动；10-命令需要从驱动获取数据；11-命令既要写入数据又要获取方向
29-16	如果命令带参数，则指定参数所占用的内存空间大小
31-30	每个驱动全局唯一的幻数
31-30	命令码

ioctl宏定义

构造ioctl命令：

• _IO(type, nr):用于构造无参数的命令号
• _IOR(type, nr, datetype):用于构造从驱动程序中读取数据的命令号
• _IOW(type, nr, datatype):用于构造向驱动程序写入数据的命令号
• _IORW(type, nr, datatype):用于构造双向传输的命令号

解析ioctl命令：

• _IOC_DIR(cmd):获得传输方向位段的值
• _IOC_TYPE(cmd):获得命令类型的值
• _IOC_NR(cmd):获得命令的序号
• _IOC_SIZE(cmd):获得数据的大小

   可以在驱动中通过上面的宏对传入的ioctl命令类型等参数进行判断，从而得到判断传入的参数是否正确，以此优化驱动的稳定性

if (_IOC_TYPE(cmd) != 'L') {