Linux ioctl函数

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1、Linuxioctl函数   我这里说的ioctl函数是指驱动程序里的，因为我不知道还有没有别的场合用到了它，所以就规定了我们讨论的范围。写这篇文章是因为我前一阵子被ioctl给搞混了，这几天才弄明白它，于是在这里清理一下头脑。一、什么是ioctl   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。它的调用个数如下：intioctl(intfd,indcmd,…)；   其中fd是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd是用户程序对设备的控制命令，至于后面的

2、省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，这个参数的有无和cmd的意义相关。   ioctl函数是文件结构中的一个属性分量，就是说如果你的驱动程序提供了对ioctl的支持，用户就可以在用户程序中使用ioctl函数来控制设备的I/O通道。二、ioctl的必要性   如果不用ioctl的话，也可以实现对设备I/O通道的控制，但那是蛮拧了。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i

3、octl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。三、ioctl如何实现   这是一个很麻烦的问题，我是能省则省。要说清楚它，没有四五千字是不行的，所以我这里是不可能把它说得非常清楚了，不过如果读者对用户程序是怎么和驱动程序联系起来感兴趣的话，可以看我前一阵子写的《write的奥秘》。读者只要把write换成ioctl，就知道用户程序的ioctl是怎么和驱动程序中的ioctl实现联系在一起的了。我这里说一个大概思路，因为我觉得《Linux设备驱动程序》这本书已经说的非常清

4、楚了，但是得花一些时间来看。   在驱动程序中实现的ioctl函数体内，实际上是有一个switch{case}结构，每一个case对应一个命令码，做出一些相应的操作。怎么实现这些操作，这是每一个程序员自己的事情。因为设备都是特定的，这里也没法说。关键在于怎样组织命令码，因为在ioctl中命令码是唯一联系用户程序命令和驱动程序支持的途径。命令码的组织是有一些讲究的，因为我们一定要做到命令和设备是一一对应的，这样才不会将正确的命令发给错误的设备，或者是把错误的命令发给正确的设备，或者是把错误的命令发给错误的设备。这些错误都会导致不可预料的事情发生，而当程序员发现了这些奇怪的事情的时候，

5、再来调试程序查找错误，那将是非常困难的事情。所以在Linux核心中是这样定义一个命令码的：____________________________________

6、设备类型

7、序列号

8、方向

9、数据尺寸

10、

11、----------

12、--------

13、------

14、--------

15、

16、8bit

17、8bit

18、2bit

19、8~14bit

20、

21、----------

22、--------

23、------

24、--------

25、   这样一来，一个命令就变成了一个整数形式的命令码；但是命令码非常的不直观，所以LinuxKernel中提供了一些宏。这些宏可根据便于理解的字符串生成命令码，或者是从命令码得到一些用户可以理解

26、的字符串以标明这个命令对应的设备类型、设备序列号、数据传送方向和数据传输尺寸。   这些宏我就不在这里解释了，具体的形式请读者察看Linux核心源代码中的宏，文件里给这些宏做了完整的定义。这里我只多说一个地方，那就是"幻数"。"幻数"是一个字母，数据长度也是8，用一个特定的字母来标明设备类型，这和用一个数字是一样的，只是更加利于记忆和理解。就是这样，再没有更复杂的了。更多的说了也没用，读者还是看一看源代码吧，推荐各位阅读《Linux设备驱动程序》所带源代码中的short一例，因为它比较短小，功能比较简单，可以看明白ioctl的功能和细节。四、cmd参数如何得出   这里确实要说一说

27、，cmd参数在用户程序端由一些宏根据设备类型、序列号、传送方向、数据尺寸等生成，这个整数通过系统调用传递到内核中的驱动程序，再由驱动程序使用解码宏从这个整数中得到设备的类型、序列号、传送方向、数据尺寸等信息，然后通过switch{case}结构进行相应的操作。要透彻理解，只能是通过阅读源代码，我这篇文章实际上只是一个引子。cmd参数的组织还是比较复杂的，我认为要搞熟它还是得花不少时间的，但是这是值得的，因为驱动程序中最难的是对中断的理解。五、小结   ioctl其实没