当我使用ioctl号码调用设备的ioctl时,它是如何知道调用哪个函数的?
ioctl(2)
通过 fs/ioctl.c
函数进入:
SYSCALL_DEFINE3(ioctl, unsigned int, fd, unsigned int, cmd, unsigned long, arg)
{
struct file *filp;
int error = -EBADF;
int fput_needed;
filp = fget_light(fd, &fput_needed);
if (!filp)
goto out;
error = security_file_ioctl(filp, cmd, arg);
if (error)
goto out_fput;
error = do_vfs_ioctl(filp, fd, cmd, arg);
out_fput:
fput_light(filp, fput_needed);
out:
return error;
}
注意已经有一个文件描述符fd
相关联。然后内核调用fget_light()
查找一个filp
(大致上是文件指针,但不要将其与标准IO FILE *
文件指针混淆)。调用security_file_ioctl()
检查加载的安全模块是否允许ioctl
操作(无论是按名称,如AppArmor和TOMOYO,还是按标签,如SMACK和SELinux),以及用户是否具有正确的能力(capabilities(7))进行调用。如果允许调用,则调用do_vfs_ioctl()
来处理常见的ioctls操作:
switch (cmd) {
case FIOCLEX:
set_close_on_exec(fd, 1);
break;
/* ... */
如果这些常见情况都不符合要求,那么内核会调用一个辅助函数:
static long vfs_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
int error = -ENOTTY;
if (!filp->f_op || !filp->f_op->unlocked_ioctl)
goto out;
error = filp->f_op->unlocked_ioctl(filp, cmd, arg);
if (error == -ENOIOCTLCMD)
error = -EINVAL;
out:
return error;
}
驱动程序提供自己的.unlocked_ioctl
函数指针,就像在fs/pipe.c
中的这个管道实现一样:
const struct file_operations rdwr_pipefifo_fops = {
.llseek = no_llseek,
.read = do_sync_read,
.aio_read = pipe_read,
.write = do_sync_write,
.aio_write = pipe_write,
.poll = pipe_poll,
.unlocked_ioctl = pipe_ioctl,
.open = pipe_rdwr_open,
.release = pipe_rdwr_release,
.fasync = pipe_rdwr_fasync,
};
内核中有一个映射表。如果你编写驱动程序,可以注册自己的ioctl代码。
编辑:我曾经编写过一个ATA over Ethernet驱动程序,并实现了一个自定义的ioctl来在运行时调整驱动程序。
一个简化的解释:
你传递给 ioctl
的文件描述符指向代表你要 ioctl 的设备的 inode
结构。
inode
结构包含设备号 dev_t i_rdev
,它被用作索引来查找设备驱动程序的 file_operations
结构。在这个结构中,有一个指向设备驱动程序定义的 ioctl
函数的指针。
你可以阅读 Linux 设备驱动程序第三版 获取更详细的解释。它可能有点过时,但仍然是一篇好文章。