17.12. 定制 ioctl 命令

我们硬件看到给 socket 实现的 ioctl 系统调用; SIOCSIFADDR 和 SIOCSIFMAP 是 "socket ioctls" 的例子. 现在我们看看网络代码如何使用这个系统调用的 3 个参数.

当 ioctl 系统调用在一个 socket 上被调用, 命令号是 <linux/sockios.h>中定义的符号中的一个, 并且 sock_ioctl 函数直接调用一个协议特定的函数(这里"协议"指的是使用的主要网络协议, 例如, IP 或者 AppleTalk).

任何协议层不识别的 ioctl 命令传递给设备层. 这些设备有关的 ioctl 命令从用户空间接收一个第 3 个参数, 一个 struct ifreq*. 这个结构定义在 <linux/if.h>. SIOCSIFADDR 和 SIOCSIFMAP 命令实际上在 ifreq 结构上工作. SIOCSIFMAP 的额外参数, 定义为 ifmap, 只是 ifreq 的一个成员.

除了使用标准调用, 每个接口可以定义它自己的 ioctl 命令. plip 接口, 例如, 允许接口通过 ioctl 修改它内部的超时值. socket 的 ioctl 实现认识 16 作为接口私有的个命令: SIOCDEVPRIVATE 到 SIOCDEVPRIVATE+15.[53]

当这些命令中的一个被识别, dev->do_ioctl 在相关的接口驱动中被调用. 这个函数接收与通用 ioctl 函数使用的相同的 struct ifreq * 指针.

int (*do_ioctl)(struct net_device *dev, struct ifreq *ifr, int cmd); 

ifr 指针指向一个内核空间地址, 这个地址持有用户传递的结构的一个拷贝. 在 do_ioctl 返回之后, 结构被拷贝回用户空间; 因此, 驱动可以使用这些私有命令接收和返回数据.

设备特定的命令可以选择使用结构 ifreq 中的成员, 但是它们已经传达一个标准意义, 并且不可能驱动使这个结构适应自己的需要. 成员 ifr_data 是一个 caddr_t 项( 一个指针 ), 是打算用做设备特定的需要. 驱动和用来调用它的 ioctl 命令的程序应当一致地使用 ifr_data. 例如, ppp-stats 使用设备特定的命令来从 ppp 接口驱动获取信息.

这里不值得展示一个 do_ioctl 的实现, 但是有了本章的信息和内核例子, 你应当能够在你需要时编写一个. 注意, 但是, plip 实现使用 ifr_data 不正确, 不应当作为一个 ioctl 实现的例子.

[53] 注意, 根据 <linux/sockios.h>, SIOCDEVPRIVATE 命令是被不赞成的. 应当使用什么来代替它们是不明确的, 但是, 并且不少在目录树中的驱动还使用它们.