linux ioctl()(linux系统调用)

大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下linux ioctl()的问题，以及和linux系统调用的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

linux ioctl函数详解「建议收藏」

Linux网络程序与内核交互的核心方法是ioctl函数。通过ioctl函数，程序可以与内核网络协议栈进行交互，获取网络接口信息、网卡设备属性、配置网络接口，以及查看、修改、删除ARP高速缓存信息。本文将详细介绍ioctl函数及其相关结构体与函数。

1.相关结构体与函数：

包括：

ifreq结构体：用于网络接口请求，包含接口名称、IP地址、子网掩码、MAC地址等信息。

ifmap结构体：用于描述网卡设备映射属性，如内存起始地址、结束地址等。

ifconf结构体：用于网络配置，是一种缓冲区，包含接口请求指针。

arpreq结构体：用于ARP高速缓存操作，包含IP地址、硬件地址以及操作命令。

2.请求码request：包含多个类别，如套接口、文件、路由、流等操作，以及获取网络接口信息、网络配置、ARP高速缓存管理等具体请求。

3.相关例子：展示如何使用ioctl函数获取网络接口信息、配置网络接口和查看ARP高速缓存。

通过使用这些结构体和请求码，程序能够实现对网络接口的高级控制，包括读取和修改关键信息，以及与ARP高速缓存的交互。这些功能对于网络开发和维护至关重要，了解这些机制能够帮助开发者更深入地理解Linux网络编程的底层实现。

linux 内核 - ioctl 函数详解

ioctl是设备驱动程序中的关键接口，用于实现设备的控制功能。在字符设备驱动中，通常通过增派ioctl命令来扩展新功能。在文件I/O中，ioctl发挥重要作用，本文将从用户空间到内核空间解析ioctl函数。

在用户空间使用ioctl时，通过调用此函数，成功执行后返回0，失败则返回-1，并设置全局错误码。在实际应用中，常见错误码如ENOTTY，表示操作的目标不是字符设备，需检查open函数或设备路径是否正确。

驱动程序中，新版内核推荐使用unlocked_ioctl和compat_ioctl。unlocked_ioctl应在无大内核锁情况下调用，兼容方法compat_ioctl在无锁下提供32位ioctl在64位系统下的兼容性，内核开发文档中对此有详细解释。字符设备驱动开发时，通常实现unlocked_ioctl即可，因为vfs层直接调用此函数。

ioctl在用户与驱动之间建立协议，理论上可以为任意整数型数据，但为了确保唯一性，应使用科学严谨的方法赋值。Linux中提供统一格式的ioctl命令，将其32位整数数据划分为四个位段。在内核中，通过宏接口生成指定格式的ioctl命令，分为方向(dir)、设备类型(type)、命令编号(nr)和数据大小(size)四个部分。通常使用_IOC宏生成命令，同时内核提供反向解析的宏接口。

linux驱动中ioctl函数的讲解

ioctl函数在Linux驱动中扮演了关键角色，用于在应用层与驱动层之间进行指令传递。其作用在于解决数据写入不连续的问题，比如在声卡播放音乐或电影播放出现卡顿时。使用ioctl函数，可以确保数据的连续性，提高设备的运行效率。

应用层头文件中包含如下ioctl函数原型：

int ioctl(int d, int request,...)

参数解释如下：

参数1：设备描述符，用于识别特定设备。

参数2：指令，对应驱动层的特定功能。

参数3：可变参数，与指令相关，传递驱动层所需的数据或接收结果缓存。

函数成功时返回0，失败时返回小于0的值，具体取决于驱动层的实现。

驱动层头文件中的ioctl函数原型如下：

long(*unlocked_ioctl)(struct file*, unsigned int, unsigned long)

该函数用于实现指令的传递，与应用层的ioctl函数协同工作。

参数解释如下：

参数1：文件结构体指针，用于访问与设备相关的数据。

参数2：指令，与应用层相同。

参数3：与指令相关数据或接收数据的缓存地址。

实现方法包括参考示例代码和视频。在ioctl中使用命令时，不能直接使用数字，因为数字可能已被系统预设为其他功能。因此，使用一套专门的方法生成IOCTL命令，这些命令由32位无符号整数组成，按照位进行分段，用于表示读写控制、数据大小、魔数/幻数以及命令编号。

系统定义的命令方法是一个32位无符号整数，其格式如下：

最高2位：读写控制位，表示数据传输方向。

16位-29位：表示要传输的数据大小。

8位-15位：魔数/幻数，用于区分命令组。

0位-7位：实际命令编号，范围为0-255，每组支持256个命令。

编写IOCTL代码时，通常设计功能，如控制灯的状态。示例代码包含在相关视频中。

内核提供了用于生成IOCTL命令的工具，如：

#define _IO(type, nr)用于创建无数据传输的命令。

#define _IOR(type, nr, size)用于创建读取数据的命令。

#define _IOW(type, nr, size)用于创建写入数据的命令。

#define _IOWR(type, nr, size)用于创建先写后读的双向传输命令。

参数解释如下：

参数1：魔数，由ASCII字符表示。

参数2：命令编号。

参数3：数据大小，使用定义的类型表示，如char、short、int等。

对于非标准数据长度，可使用结构体类型，忽略内部数据对齐，方便数据传递。

内核还提供了分离命令各部分的工具，如：

#define _IOC_DIR(nr)分离读写控制。

#define _IOC_TYPE(nr)分离魔数。

#define _IOC_NR(nr)分离命令编号。

#define _IOC_SIZE(nr)分离数据长度。

为了获取更多详细信息，建议联系技术支持。如有问题，欢迎通过合作微信xydf321456进行交流。