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:

bit31~bit30 2位为 “区别读写” 区,作用是区分是读取命令还是写入命令。

bit29~bit15 14位为 "数据大小" 区,表示 ioctl() 中的 arg 变量传送的内存大小。

bit20~bit08  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。

bit07~bit00   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() 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 _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

由上面的定义,往上推得到

_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 bit31~bit30 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( bit7~bit0) 。

这样,就得到了 _IO() 的宏值。

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