【Linux Device Driver】—（3.1）—ioctl——原理

最新推荐文章于 2025-05-16 11:50:18 发布

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#linux #ioc #struct #access #numbers #cmd

ioctl是Linux驱动中用于设备控制的关键方法，常用于报告错误信息、改变硬件设置等。用户空间调用时，参数可选取决于控制命令；内核中，未涉及数据传输的cmd参数值未定义。ioctl命令编码由类型、基数、方向和参数大小等组成，已使用的幻数在内核文档中记录。实现时，通常通过switch语句处理命令，返回值-EINVAL表示命令无效。参数检查至关重要，access_ok函数用于验证用户内存地址的有效性，避免错误操作。

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大部分驱动除了需要具备读写设备能力外，还需要具备对硬件控制的能力，例如：要求设备报告错误信息改变模特率，这些操作常常通过ioctl方法来实现！

这里的东西看上去的却挺多，但是还是依照此次的原则，只是对自己知识的一个复习，所以也就懒得贴那么多的文字。

1、ioctl方法

用户空间：

int ioctl(int fd, unsigned long cmd, ...);

原型中的省略号表示这是一个可选的参数，存在与否依赖于控制命令（第2个参数）是否涉及到与设备的数据交互。

内核：

#include <linus/fs.h>

// 不使用BLK（大内核锁），降使用此种函数指针代替ioctl
long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

// 兼容64位系统，将使用此函数指针代替
long (*compat_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);

这里如果cmd命令不涉及数据传输，被驱动操作接收到的arg值是无定义的。

2、ioctl函数定义命令

ioctl命令编码被划分为几个段，include/asm/ioctl.h中定义了这些字段：类型（幻数），基数，传送方向，参数大小等。Documentation/ioctl-number.txt文件中罗列了再内核中已经使用的幻数。