關於ioctl命令編碼

linux驅動程式開發中，ioctl命令編號問題，應該遵循include/asm/ioctl.h和Documentation/ioctl-number.txt這兩個檔案。一般命令使用四個欄位來組成32位的值來編碼：類型（幻數）、序數、傳送方向以及參數大小。Documentation/ioctl-number.txt已經羅列出了核心中使用的幻數，我們的驅動程式中應該避免與其衝突。

定義號碼的四個欄位如下所示：

type  幻數。選擇一個號碼，在整個程式中使用，該欄位佔8位。（_IOC_TYPEBITS）

number 序數。依次按順序增長，也佔8位。（_IOC_NRBITS）

direction。 資料的傳輸方向。這個方向是從使用者的角度來看的，_IOC_NONE（沒有資料轉送），_IOC_READ（從驅動讀出資料到使用者）、_IOC_WRITE（從使用者寫資料到驅動）以及_IOC_READ|_IOC_WRITE（雙向傳輸資料）。

size 所涉及的使用者資料的大小。與具體的體繫結構相關，通常佔13位或14位。_IOC_SIZEBITS定義其具體位元。

檔案中定義了一些常用的宏來構造命令編號。我們拿2.6.14版本來舉例。其中我們需要的有如下幾個宏定義，其他屬於從已定義的命令中解析各個欄位的值，我們暫不考慮。

/* 定義了每個欄位的長度：*/

#define _IOC_NRBITS    8
#define _IOC_TYPEBITS    8
#define _IOC_SIZEBITS    14
#define _IOC_DIRBITS    2

/*定義了每個欄位在32位整數中的位移量*/

#define _IOC_NRSHIFT    0
#define _IOC_TYPESHIFT    (_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS)
#define _IOC_SIZESHIFT    (_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS)
#define _IOC_DIRSHIFT    (_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS)

/*定義了資料轉送方向，從使用者角度來看 */
#define _IOC_NONE    0U
#define _IOC_WRITE    1U
#define _IOC_READ    2U

 

/*根據四個欄位值產生一個命令編號，一般不直接使用*/

#define _IOC(dir,type,nr,size) /
    (((dir)  << _IOC_DIRSHIFT) | /
     ((type) << _IOC_TYPESHIFT) | /
     ((nr)   << _IOC_NRSHIFT) | /
     ((size) << _IOC_SIZESHIFT))

 

/* 真正的根據類型、序號、方向和大小四個參數產生命令編號的宏，根據具體情況選擇以下四個之一*/
#define _IO(type,nr)        _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)                                 /*不進行資料轉送*/
#define _IOR(type,nr,size)    _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),sizeof(size))              /*從驅動讀取資料*/
#define _IOW(type,nr,size)    _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size))           /*將使用者資料寫入到驅動*/
#define _IOWR(type,nr,size)    _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size))         /*雙向傳輸資料*/

使用例子：

使用k作為幻數：

#define MY_MAGIC_DATA 'k'

#define MY_IOC_PRINT_DATA  _IO(MY_MAGIC_DATA, 1)

#define MY_IOC_GET_DATA  _IOR(MY_MAGIC_DATA, 2, int)

#define MY_IOC_SET_DATA  _IOW(MY_MAGIC_DATA, 3, int)

#define MY_IOC_EXCHANGE_DATA  _IOWR(MY_MAGIC_DATA,4,int)