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1、IO,IOR,IOW,IOWR宏的用法与解析.txt41滴水能穿石，只因为它永远打击同一点。42火柴如果躲避燃烧的痛苦，它的一生都将黯淡无光。转载： 宏 _IO, _IOR, _IOW, _IOWR 宏的用法与解析(2010-10-26 11:27:10)转载标签：it分类： 代码人生在驱动程序里， ioctl() 函数上传送的变量 cmd 是应用程序用于区别设备驱动程序请求处理内容的值。cmd除了可区别数字外，还包含有助于处理的几种相应信息。 cmd的大小为 32位，共分 4 个域：bit31bit30 2位为 “区别读写” 区，作用是区分是读取命令还是写入命令。bit29bit15 14位
2、为 数据大小 区，表示 ioctl() 中的 arg 变量传送的内存大小。bit20bit08 8位为 “魔数(也称为幻数)区，这个值用以与其它设备驱动程序的 ioctl 命令进行区别。bit07bit00 8位为 区别序号 区，是区分命令的命令顺序序号。像命令码中的 “区分读写区” 里的值可能是 _IOC_NONE （0值）表示无数据传输，_IOC_READ (读)， _IOC_WRITE (写) ， _IOC_READ|_IOC_WRITE (双向)。内核定义了 _IO() , _IOR() , IOW() 和 _IOWR() 这 4 个宏来辅助生成上面的 cmd 。下面分析 _IO()
3、的实现，其它的类似。在 asm-generic/ioctl.h 里可以看到 _IO() 的定义：#define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)再看 _IOC() 的定义：#define _IOC(dir,type,nr,size) (dir) _IOC_DIRSHIFT) | (type) _IOC_TYPESHIFT) | (nr) _IOC_NRSHIFT) | (size) _IOC_SIZESHIFT)可见，_IO() 的最后结果由 _IOC() 中的 4 个参数移位组合而成。再看 _IOC_DIRSHIT 的定义：#define
4、_IOC_DIRSHIFT (_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS)_IOC_SIZESHIFT 的定义：#define _IOC_SIZESHIFT (_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS)_IOC_TYPESHIF 的定义：#define _IOC_TYPESHIFT (_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS)_IOC_NRSHIFT 的定义：#define _IOC_NRSHIFT 0_IOC_NRBITS 的定义：#define _IOC_NRBITS 8_IOC_TYPEBITS 的定义：#define _IOC_TYPEBITS 8
5、由上面的定义，往上推得到： 引用 _IOC_TYPESHIFT = 8 _IOC_SIZESHIFT = 16 _IOC_DIRSHIFT = 30所以，(dir) _IOC_DIRSHIFT) 表是 dir 往左移 30 位，即移到 bit31bit30 两位上，得到方向(读写)的属性； (size) _IOC_SIZESHIFT) 位左移 16 位得到“数据大小”区； (type) _IOC_TYPESHIFT) 左移 8位得到魔数区 ； (nr) _IOC_NRSHIFT) 左移 0 位( bit7bit0) 。这样，就得到了 _IO() 的宏值。 这几个宏的使用格式为： * _IO (
6、魔数， 基数); * _IOR (魔数， 基数， 变量型) * _IOW (魔数， 基数， 变量型) * _IOWR (魔数， 基数，变量型 )魔数 (magic number)魔数范围为 0255 。通常，用英文字符 A Z 或者 a z 来表示。设备驱动程序从传递进来的命令获取魔数，然后与自身处理的魔数想比较，如果相同则处理，不同则不处理。魔数是拒绝误使用的初步辅助状态。设备驱动程序可以通过 _IOC_TYPE (cmd) 来获取魔数。不同的设备驱动程序最好设置不同的魔数，但并不是要求绝对，也是可以使用其他设备驱动程序已用过的魔数。基(序列号)数基数用于区别各种命令。通常，从 0开始递增，
7、相同设备驱动程序上可以重复使用该值。例如，读取和写入命令中使用了相同的基数，设备驱动程序也能分辨出来，原因在于设备驱动程序区分命令时使用 switch ，且直接使用命令变量 cmd值。创建命令的宏生成的值由多个域组合而成，所以即使是相同的基数，也会判断为不同的命令。设备驱动程序想要从命令中获取该基数，就使用下面的宏：_IOC_NR (cmd)通常，switch 中的 case 值使用的是命令的本身。变量型变量型使用 arg 变量指定传送的数据大小，但是不直接代入输入，而是代入变量或者是变量的类型，原因是在使用宏创建命令，已经包含了 sizeof() 编译命令。比如 _IOR() 宏的定义是：
8、引用 #define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)而 _IOC_TYPECHECK() 的定义正是： 引用 #define _IOC_TYPECHECK(t) (sizeof(t)设备驱动程序想要从传送的命令获取相应的值，就要使用下列宏函数：_IOC_SIZE(cmd)_IO 宏该宏函数没有可传送的变量，只是用于传送命令。例如如下约定： 引用 #define TEST_DRV_RESET _IO (Q, 0)此时，省略由应用程序传送的 arg 变量或者代入 0 。在应用程序中使用该宏时，比
9、如：ioctl (dev, TEST_DEV_RESET, 0) 或者 ioctl (dev, TEST_DRV_RESET) 。这是因为变量的有效因素是可变因素。只作为命令使用时，没有必要判断出设备上数据的输出或输入。因此，设备驱动程序没有必要执行设备文件大开选项的相关处理。_IOR 宏该函数用于创建从设备读取数据的命令，例如可如下约定： 引用 #define TEST_DEV_READ _IRQ(Q, 1, int)这说明应用程序从设备读取数据的大小为 int 。下面宏用于判断传送到设备驱动程序的 cmd 命令的读写状态：_IOC_DIR (cmd)运行该宏时，返回值的类型如下： * _I
10、OC_NONE : 无属性 * _IOC_READ : 可读属性 * _IOC_WRITE : 可写属性 * _IOC_READ | _IOC_WRITE : 可读，可写属性使用该命令时，应用程序的 ioctl() 的 arg 变量值指定设备驱动程序上读取数据时的缓存(结构体)地址。_IOW 宏用于创建设备上写入数据的命令，其余内容与 _IOR 相同。通常，使用该命令时，ioctl() 的 arg 变量值指定设备驱动程序上写入数据时的缓存(结构体)地址。_IOWR 宏用于创建设备上读写数据的命令。其余内容与 _IOR 相同。通常，使用该命令时，ioctl() 的 arg 变量值指定设备驱动程序上写入或读取数据时的缓存 (结构体) 地址。_IOR() , _IOW(), IORW() 的定义：#define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)#define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)#define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)
