ioctl函数的inode参数

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一、ioctl的简介：

虽然在文件操作结构体"structfile_operations"中有很多对应的设备操作函数，但是有些命令是实在找不到对应的操作函数。如CD-ROM的驱动，想要一个弹出光驱的操作，这种操作并不是所有的字符设备都需要的，所以文件操作结构体也不会有对应的函数操作。

出于这样的原因，ioctl就有它的用处了————一些没办法归类的函数就统一放在ioctl这个函数操作中，通过指定的命令来实现对应的操作。所以，ioctl函数里面都实现了多个的对硬件的操作，通过应用层传入的命令来调用相应的操作。

来个图来说一下应用层与驱动函数的ioctl之间的联系：

上面的图可以看出，fd通过内核后找到对应的inode和file结构体指针并传给驱动函数，而另外两个参数却没有修改(类型改了没什么关系)。

简单介绍一下函数：

int (*ioctl) (struct inode * node,struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg);

参数：

1)inode和file：ioctl的操作有可能是要修改文件的属性，或者访问硬件。要修改

文件属性的话，就要用到这两个结构体了，所以这里传来了它们的指针。

2)cmd：命令

3)arg：参数

返回值：

1)如果传入的非法命令，ioctl返回错误号-EINVAL。

2)内核中的驱动函数返回值都有一个默认的方法，只要是正数，内核就会傻乎乎的认为这是正确的返回，并把它传给应用层，如果是负值，内核就会认为它是错误号了。

Ioctl里面多个不同的命令，那就要看它函数的实现来决定返回值了。打个比方，如果ioctl里面有一个类似read的函数，那返回值也就可以像read一样返回。当然，不返回也是可以的。

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这里主要说一下cmd命令，因为我在写驱动的时候出错，定义的cmd命令无法调用，网上各种查资料，才解决。。。。。。

Linux内核一般会自动地过滤到一些不合法的cmd定义，比如你自己定义的1，2，
cmd为1，2没有type、没有number，没有direction，也没有size，Linux内核自动过滤掉你的ioctl请求，你的ioctl根本就没有到驱动ioctl上就被返回错误了。

二，ioctl参数cmd

一个cmd被分为了4个段，每一段都有各自的意义，cmd的定义在。注：但实际上中只是包含了，这说明了这是跟平台相关的，ARM的定义在，但这文件也是包含别的文件，千找万找，终于找到了。

在中，cmd拆分如下：

解释一下四部分，全部都在和ioctl-number.txt这两个文档有说明。

1)幻数：说得再好听的名字也只不过是个0~0xff的数，占8bit(_IOC_TYPEBITS)。这个数是用来区分不同的驱动的，像设备号申请的时候一样，内核有一个文档给出一些推荐的或者已经被使用的幻数。

/*Documentation/ioctl/ioctl-number.txt*/

164 'w' all CERN SCIdriver

165 'y' 00-1F packetbased user level communications

166

167 'z' 00-3F CAN buscard

168

169 'z' 40-7F CAN buscard

170

可以看到'x'是还没有人用的，我就拿这个当幻数！

2)序数：用这个数来给自己的命令编号，占8bit(_IOC_NRBITS)，我的程序从1开始排序。

3)数据传输方向：占2bit(_IOC_DIRBITS)。如果涉及到要传参，内核要求描述一下传输的方向，传输的方向是以应用层的角度来描述的。

1)_IOC_NONE：值为0，无数据传输。

2)_IOC_READ：值为1，从设备驱动读取数据。

3)_IOC_WRITE：值为2，往设备驱动写入数据。

4)_IOC_READ|_IOC_WRITE：双向数据传输。

4)数据大小：与体系结构相关，ARM下占14bit(_IOC_SIZEBITS)，如果数据是int，内核给这个赋的值就是sizeof(int)。

强调一下，内核是要求按这样的方法把cmd分类，当然你也可以不这样干，这只是为了迎合内核的要求，让自己的程序看上去很正宗。上面我的程序没按要求照样运行。

既然内核这样定义cmd，就肯定有方法让用户方便定义：

_IO(type,nr) //没有参数的命令

_IOR(type,nr,size) //该命令是从驱动读取数据

_IOW(type,nr,size) //该命令是从驱动写入数据

_IOWR(type,nr,size) //双向数据传输

上面的命令已经定义了方向，我们要传的是幻数(type)、序号(nr)和大小(size)。在这里szie的参数只需要填参数的类型，如int，上面的命令就会帮你检测类型的正确然后赋值sizeof(int)。

有生成cmd的命令就必有拆分cmd的命令：

_IOC_DIR(cmd) //从命令中提取方向

_IOC_TYPE(cmd) //从命令中提取幻数

_IOC_NR(cmd) //从命令中提取序数

_IOC_SIZE(cmd) //从命令中提取数据大小

越讲就越复杂了，既然讲到这，随便就讲一下预定义命令。

预定义命令是由内核来识别并且实现相应的操作，换句话说，一旦你使用了这些命令，你压根也不要指望你的驱动程序能够收到，因为内核拿掉就把它处理掉了。

分为三类：

1)可用于任何文件的命令

2)只用于普通文件的命令

3)特定文件系统类型的命令

其实上面的我三类我也没搞懂，反正我自己随便编了几个数当命令都没出错，如果真的怕出错，那就不要用别人已经使用的幻数就行了。

讲了这么多，终于要上程序了，修改一下上一个程序，让它看起来比较有内涵。

/3rd_char/3rd_char_4/2nd

1)先改一下命令：

/*test_cmd.h*/

1 #ifndef _TEST_CMD_H

2 #define _TEST_CMD_H

4 #define TEST_MAGIC 'x' //定义幻数

5 #define TEST_MAX_NR 1 //定义命令的最大序数，只有一个命令当然是1

7 #define TEST_CLEAR _IO(TEST_MAGIC, 0)

9 #endif /*_TEST_CMD_H*/

2)既然这么辛苦改了cmd，在驱动函数当然要做一些参数检验：

/*test.c*/

122 int test_ioctl (struct inode*node, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)

123 {

124 int ret = 0;

125 struct _test_t *dev =filp->private_data;

126

127 /*既然这么费劲定义了命令，当然要检验命令是否有效*/

128 if(_IOC_TYPE(cmd) != TEST_MAGIC) return - EINVAL;

129 if(_IOC_NR(cmd)> TEST_MAX_NR) return - EINVAL;

130

131 switch(cmd){

132 case TEST_CLEAR:

133 memset(dev->kbuf,0, DEV_SIZE);

134 dev->cur_size =0;

135 filp->f_pos = 0;

136 ret = 0;

137 break;

138 default: /*命令错误时的处理*/

139 P_DEBUG("errorcmd!\n");

140 ret = - EINVAL;

141 break;

142 }

143

144 return ret;

145 }

每个参数的传入都会先检验一下幻数还有序数是否正确。

-----lecho---------20150915-------------这个幻数的使用看，经过本人测试是，正确的