ioctl()函数
来源:互联网 发布:心动网络用户中心 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 03:25
本函数影响由fd参数引用的一个打开的文件。
#include<unistd.h>
#include<sys/ioctl.h>
int ioctl( int fd, int request, .../* void *arg */ );
返回0:成功 -1:出错
第三个参数总是一个指针,但指针的类型依赖于request参数。
我们可以把和网络相关的请求划分为6类:
套接口操作
文件操作
接口操作
ARP高速缓存操作
路由表操作
流系统
下表列出了网络相关ioctl请求的request参数以及arg地址必须指向的数据类型:
类别
Request
说明
数据类型
套
接
口
SIOCATMARK
SIOCSPGRP
SIOCGPGRP
是否位于带外标记
设置套接口的进程ID或进程组ID
获取套接口的进程ID或进程组ID
int
int
int
文
件
FIONBIN
FIOASYNC
FIONREAD
FIOSETOWN
FIOGETOWN
设置/清除非阻塞I/O标志
设置/清除信号驱动异步I/O标志
获取接收缓存区中的字节数
设置文件的进程ID或进程组ID
获取文件的进程ID或进程组ID
int
int
int
int
int
接
口
SIOCGIFCONF
SIOCSIFADDR
SIOCGIFADDR
SIOCSIFFLAGS
SIOCGIFFLAGS
SIOCSIFDSTADDR
SIOCGIFDSTADDR
SIOCGIFBRDADDR
SIOCSIFBRDADDR
SIOCGIFNETMASK
SIOCSIFNETMASK
SIOCGIFMETRIC
SIOCSIFMETRIC
SIOCGIFMTU
SIOCxxx
获取所有接口的清单
设置接口地址
获取接口地址
设置接口标志
获取接口标志
设置点到点地址
获取点到点地址
获取广播地址
设置广播地址
获取子网掩码
设置子网掩码
获取接口的测度
设置接口的测度
获取接口MTU
(还有很多取决于系统的实现)
struct ifconf
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
struct ifreq
ARP
SIOCSARP
SIOCGARP
SIOCDARP
创建/修改ARP表项
获取ARP表项
删除ARP表项
struct arpreq
struct arpreq
struct arpreq
路
由
SIOCADDRT
SIOCDELRT
增加路径
删除路径
struct rtentry
struct rtentry
流
I_xxx
套接口操作:
明确用于套接口操作的ioctl请求有三个,它们都要求ioctl的第三个参数是指向某个整数的一个指针。
SIOCATMARK: 如果本套接口的的度指针当前位于带外标记,那就通过由第三个参数指向的整数返回一个非0值;否则返回一个0值。POSIX以函数sockatmark替换本请求。
SIOCGPGRP: 通过第三个参数指向的整数返回本套接口的进程ID或进程组ID,该ID指定针对本套接口的SIGIO或SIGURG信号的接收进程。本请求和fcntl的F_GETOWN命令等效,POSIX标准化的是fcntl函数。
SIOCSPGRP: 把本套接口的进程ID或者进程组ID设置成第三个参数指向的整数,该ID指定针对本套接口的SIGIO或SIGURG信号的接收进程,本请求和fcntl的F_SETOWN命令等效,POSIX标准化的是fcntl操作。
文件操作:
以下5个请求都要求ioctl的第三个参数指向一个整数。
FIONBIO: 根据ioctl的第三个参数指向一个0或非0值分别清除或设置本套接口的非阻塞标志。本请求和O_NONBLOCK文件状态标志等效,而该标志通过fcntl的F_SETFL命令清除或设置。
FIOASYNC: 根据iocl的第三个参数指向一个0值或非0值分别清除或设置针对本套接口的信号驱动异步I/O标志,它决定是否收取针对本套接口的异步I/O信号(SIGIO)。本请求和O_ASYNC文件状态标志等效,而该标志可以通过fcntl的F_SETFL命令清除或设置。
FIONREAD: 通过由ioctl的第三个参数指向的整数返回当前在本套接口接收缓冲区中的字节数。本特性同样适用于文件,管道和终端。
FIOSETOWN: 对于套接口和SIOCSPGRP等效。
FIOGETOWN: 对于套接口和SIOCGPGRP等效。
接口配置:
得到系统中所有接口由SIOCGIFCONF请求完成,该请求使用ifconf结构,ifconf又使用ifreq
结构,如下所示:
Struct ifconf{
int ifc_len; // 缓冲区的大小
union{
caddr_t ifcu_buf; // input from user->kernel
struct ifreq *ifcu_req; // return of structures returned
}ifc_ifcu;
};
#define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf //buffer address
#define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req //array of structures returned
#define IFNAMSIZ 16
struct ifreq{
char ifr_name[IFNAMSIZ]; // interface name, e.g., “le0”
union{
struct sockaddr ifru_addr;
struct sockaddr ifru_dstaddr;
struct sockaddr ifru_broadaddr;
short ifru_flags;
int ifru_metric;
caddr_t ifru_data;
}ifr_ifru;
};
#define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr // address
#define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr // otner end of p-to-p link
#define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr // broadcast address
#define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags // flags
#define ifr_metric ifr_ifru.ifru_metric // metric
#define ifr_data ifr_ifru.ifru_data // for use by interface
再调用ioctl前我们必须先分撇一个缓冲区和一个ifconf结构,然后才初始化后者。如下图
展示了一个ifconf结构的初始化结构,其中缓冲区的大小为1024,ioctl的第三个参数指向
这样一个ifconf结构。
ifc_len
Ifc_buf
1024
--------------------->缓存
假设内核返回2个ifreq结构,ioctl返回时通过同一个ifconf结构缓冲区填入了那2个ifreq结构,ifconf结构的ifc_len成员也被更新,以反映存放在缓冲区中的信息量
• 改变路由表 (例如 SIOCADDRT, SIOCDELRT),
• 读/更新 ARP/RARP 缓存(如:SIOCDARP, SIOCSRARP),
• 一般的与网络接口有关的(例如 SIOCGIFNAME, SIOCSIFADDR 等等)
在Gooodies 目录下有很多样例程序展示了如何使用ioctl。当你看这些程序时,注意参数argstruct是与参数command相关的。例如,与路由表相关的 ioctl使用rtentry这种结构,rtentry定义在/usr/include/linux/route.h(参见例子 adddefault.c)。与ARP有关的ioctl调用使用arpreq结构,arpreq定义在 /usr/include/linux/if_arp.h(参见例子arpread.c)
通常,一个用户程序使用ioctl (sockid,SIOCDEVPRIVATE,(char*)&ifr)来调用与某种设备(指像WaveLAN那样的特殊设备)相关的 ioctl命令,这里ifr是struct ifreq ifr形式的变量。用户程序应当在ifr.ifr_name中填充与这个设备相关的名字,例如,假设WaveLAN使用的接口号为eth1。一般的,一个 用户程序还需要与内核互相交换ioctl的command参数和结果,这可以通过ifr.ifr_data这个变量来实现,例如,想得到WaveLAN中 表示信号强度的信息时,可以通过返回这个变量来实现。Linux的源代码已经包括了两种设备de4x5和ewrk3,它们定义并且实现了特定的ioctl 调用。这两个设备的源代码在de4x5.h,de4x5.c,ewrk3.h,ewrk3.c中(在 /usr/src/linux/drivers/net/目录中)。这两种设备都定义了它们特有的结构(struct ewrk3_ioctl 和 struct de4x5_ioctl)来方便用户程序和设备驱动之间交换信息。每次调用ioctl前,用户程序应当在相应的结构变量中设定合适的初值,并且将 ifr.ifr_data指向该值。
所以,如果要实现一个与设备相关的ioctl命令,所要做的只是编写一个与这个设备相关的ioctl句柄,并且将表示这 个设备的结构变量中do_ioctl部分指向这个句柄。对于ewrk3这个设备,它的句柄是ewrk3_ioctl()(在ewrk3.c里面)并且相应 的表示该设备的结构变量由ewrk3_init()来初始化。在ewrk3_ioctl()的代码中清晰的指出ifr.ifr_data是用作设备驱动程 序和用户程序之间交换信息的。注意,这部分的内存可以双向的交流信息。例如,在ewrk3的驱动程序代码中,if.ifr_data的头两个字节是用来表 示特殊的动作(例如,EWRK3_SET_PROM,EWRK3_CLR_PROM),而这个动作是符合使用者(驱动程序实现了多个与设备相关的、由 SIOCDEVPRIVATE调用的命令)的要求的。另外,ifr.ifr_data中第5个字节指向的缓冲区(buffer)被用来交换其他的信息 (如:当使用EWRK3_SET_HWADDR和EWRK3_GET_HWADDR时为硬件地址)
1. 前言
2. 基本过程
#define NEWCHAR_IOC_MAGIC 'M'
#define NEWCHAR_SET _IO(NEWCHAR_IOC_MAGIC, 0)
#define NEWCHAR_GET _IO(NEWCHAR_IOC_MAGIC, 1)
#define NEWCHAR_IOC_MAXNR 1
要定义自己的ioctl操作,可以有两个方式,一种是在现有的内核代码中直接添加相关代码进行支持,比如想通过socket描述符进行 ioctl操作,可在net/ipv4/af_inet.c中的inet_ioctl()函数中添加自己定义的命令和相关的处理函数,重新编译内核即可, 不过这种方法一般不推荐;第二种方法是定义自己的内核设备,通过设备的ioctl()来操作,可以编成模块,这样不影响原有的内核,这是最通常的做法。
unsigned int cmd, unsigned long arg);
static int newchar_open(struct inode *inode, struct file *filep);
static int newchar_release(struct inode *inode, struct file *filep);
struct file_operations newchar_fops =
{
owner: THIS_MODULE,
ioctl: newchar_ioctl,
open: newchar_open,
release: newchar_release,
};
struct newchar{
int a;
int b;
};
#define DEVICE_NAME "newchar"
当然想搞得复杂的话可进行各种限制检查,如只允许指定的用户打开等:
{
MOD_INC_USE_COUNT;
关闭设备,也很简单,减模块计数器:
static int newchar_release(struct inode *inode, struct file *filep)
{
MOD_DEC_USE_COUNT;
进行ioctl调用的基本处理函数
static int newchar_ioctl(struct inode *inode, struct file *filep,
unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
int ret;
if (_IOC_TYPE(cmd) != NEWCHAR_IOC_MAGIC) return -EINVAL;
if (_IOC_NR(cmd) > NEWCHAR_IOC_MAXNR) return -EINVAL;
ret = EINVAL;
{
case KNEWCHAR_SET:
// 设置操作,将数据从用户空间拷贝到内核空间
{
struct newchar nc;
if(copy_from_user(&nc, (const char*)arg, sizeof(nc)) != 0)
return -EFAULT;
ret = do_set_newchar(&nc);
}
break;
case KNEWCHAR_GET:
// GET操作通常会在数据缓冲区中先传递部分初始值作为数据查找条件,获取全部
// 数据后重新写回缓冲区
// 当然也可以根据具体情况什么也不传入直接向内核获取数据
{
struct newchar nc;
if(copy_from_user(&nc, (const char*)arg, sizeof(nc)) != 0)
return -EFAULT;
ret = do_get_newchar(&nc);
if(ret == 0){
if(copy_to_user((unsigned char *)arg, &nc, sizeof(nc))!=0)
return -EFAULT;
}
break;
}
return ret;
}
static int __init _init(void)
{
int result;
// 登记该字符设备,这是2.4以前的基本方法,到2.6后有了些变化,
// 是使用MKDEV和cdev_init()来进行,本文还是按老方法
result = register_chrdev(MAJOR_DEV_NUM, DEVICE_NAME, &newchar_fops);
if (result < 0) {
printk(KERN_WARNING __FUNCTION__ ": failed register character device for /dev/newchar/n");
return result;
}
return 0;
模块退出函数,登出字符设备
static void __exit _cleanup(void)
{
int result;
if (result < 0)
printk(__FUNCTION__ ": failed unregister character device for /dev/newchar/n");
module_exit(_cleanup);
- ioctl函数
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