ioctl系统调用流程

1、ioctl系统调用流程一、系统调用框架· 与系统调用相关的数据结构和函数 系统调用函数名以“sys_”开头，后面是该系统调用的名字，由此构成了sys_name()这样的函数名。在include/asm/unistd.h中不同的体系结构为每一个系统调用定义了惟一的编号，假设用name来表示系统调用的名称，那么系统调用号与系统调用响应函数的关系是：以系统调用号_NR_name作为下标，可找出系统调用表sys_call_table中对应表项的内容，它也就是该系统调用的响应函数sys_name的入口地址。· 系统调用具体执行流程 当执行一个系统调用时，处理器跳转到地址 0xc00。

2、参考代码: arch/ppc/kernel/head.S. = 0xc00SystemCall:EXCEPTION_PROLOGstw r3,ORIG_GPR3(r21)li r20,MSR_KERNELrlwimi r20,r23,0,16,16bl transfer_to_handler.long DoSyscall.long ret_from_except有关DoSyscall，它在文件arch/ppc/kernel/entry.S 中定义。这个函数最终使用系统调用编号把系统调用表的地址和索引加载，操作系统使用系统调用表把系统调用编号翻译为特定的系统调用。系统调用表名为 sys

3、_call_table，在 arch/ppc/kernel/misc.S 中定义。系统调用表包含有实现每个系统调用的函数的地址。 _GLOBAL(sys_call_table).long sys_ni_syscalllong sys_getegid.long sys_acct.long sys_umount.long sys_ni_syscall.long sys_ioctl.long sys_fcntl 当DoSyscall 找到正确的系统调用地址后，它把调用指定的系统调用函数。如要做系统ioctl调用，对应的系统调用号为54，它把调用函数sys_ioctl()。下面具体

4、会说明sys_ioctl()的调用过程。当函数调用完毕之后，返回到 DoSyscall()，它把控制权切换给 ret_from_except（在 arch/ppc/kernel/entry.S 中定义）。它会去检查那些在切换回用户空间之前需要完成的任务。如果没有需要做的事情，那么就通过 restore 函数恢复用户进程的状态，并把控制权交还给用户程序。二、ioctl系统调用的整个流程sys_ioctl()是整个ioctl系统调用过程中的最顶级函数，它需要对输入的参数进行预处理，检查参数的合法性，然后调用底层的处理函数作更进一步的处理。分析函数sys_ioctl()，参考代码： fs/

5、ioctl.casmlinkage long sys_ioctl(unsigned int fd, unsigned int cmd, unsigned long arg)struct file * filp;unsigned int flag;int on, error = -EBADF;filp = fget(fd);if (!filp)goto out;error = 0;TRACE_FILE_SYSTEM(TRACE_EV_FILE_SYSTEM_IOCTL,fd,cmd,NULL);lock_kernel();switch (cmd) case FIOCLEX:set_close_o

6、n_exec(fd, 1);break;case FIONCLEX:set_close_on_exec(fd, 0);break;case FIONBIO:if (error = get_user(on, (int *)arg) != 0)break;flag = O_NONBLOCK;#ifdef _sparc_if(O_NONBLOCK != O_NDELAY)flag |= O_NDELAY;#endifif (on)filp->f_flags |= flag;elsefilp->f_flags &= flag;break;case FIOASYNC:if (erro

7、r = get_user(on, (int *)arg) != 0)break;flag = on ? FASYNC : 0;if (flag filp->f_flags) & FASYNC) if (filp->f_op && filp->f_op->fasync)error = filp->f_op->fasync(fd, filp, on);else error = -ENOTTY;if (error != 0)break;if (on)filp->f_flags |= FASYNC;elsefilp->f_flag

8、s &= FASYNC;break;default:if (S_ISREG(filp->f_dentry->d_inode->i_mode)error = file_ioctl(filp, cmd, arg);else if (filp->f_op && filp->f_op->ioctl)error = filp->f_op->ioctl(filp->f_dentry->d_inode, filp, cmd, arg);unlock_kernel();fput(filp);out:return error;&

9、#160;其中调用到函数的说明： fget()函数，它是用来获取操作文件的指针，在这篇文档里，我是使用socket创建了一个文件描述符，fd = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, 0);用户态的创建socket()到内核中传给函数sys_socket()处理, sys_socket()函数先调用函数sock_create()创建socket，然后把socket操作和文件操作关联起来，具体调用函数sock_map_fd()来实现，成功后把文件描述和文件结构file都保存在sock->file中。对于函数fget()函数，它首先调用fcheck函数，检查一下文件描述符

10、fd是否对应一个打开的文件，如果是就获取该文件，调用函数get_file()把f_count加1。具体看一下fcheck函数的执行，参考代码： include/linux/file.hstatic inline struct file * fcheck(unsigned int fd) struct file * file = NULL; struct files_struct *files = current->files;if (fd < files->max_fds)file = files->fdfd;return file; filp->f_o

11、p->ioctl()函数，调用设备对应的ioctl函数，对于使用socket创建文件描述符，它应该调用sock_ioctl()函数，具体流程图如下：每一个设备都可以定义自己的ioctl命令字，命令编号的范围是SIOCDEVPRIVATE到SIOCDEVPRIVATE + 15。针对ipv6隧道，它定一个四个命令字，分别是SIOCGETTUNNEL，SIOCADDTUNNEL，SIOCCHGTUNNEL，SIOCDELTUNNEL。用户空间通过ioctl系统调用，最终调用到内核中定义的函数ip6ip6_tnl_ioctl。 sock_ioctl()函数调用中有关的内核函数：soc

12、k_ioctlinet6_ioctldev_ioctldev_ifsioc sock_ioctl()功能:：直接调用一个协议特定的函数，如：当socket family是PF_INET6，调用函数inet6_ioctl。 inet6_ioctl()功能：v6对应socket的ioctl内核函数，根据不同的case情况，作相应的处理。 case SIOCADDRT:case SIOCDELRT: return(ipv6_route_ioctl(cmd,(void *)arg);当ioctl命令字不满足上述各种case情况时： default:if (cmd >= SIO

13、CDEVPRIVATE) &&(cmd <= (SIOCDEVPRIVATE + 15)return(dev_ioctl(cmd,(void *) arg);该设备自己定义了一些ioctl命令字范围在SIOCDEVPRIVATE到SIOCDEVPRIVATE + 15之间），调用函数dev_ioctl实现对该设备指定的ioctl命令的操作。 dev_ioctl()功能：用来处理所有设备接口的ioctl请求，只是一个包装器，实际的动作把由dev_ifsioc()来实现。dev_ioctl做的只是检查这个调用是否具有了正当的权限。 dev_ifsioc()功能：真正处理所有设备接口的ioctl请求。具体操作说明：函数首先要做的一些事情包括得到与ifr.ifr_name相匹配的设备的结构，但这是在实现特定的接口命令之后。这些特定的接口命令被放置到一个巨大的switch语句之中。其中SIOCDEVPRIVATE命令和其他的在0x89F0到0x89FF之间的代码把出现在switch语句中的一个分支default语句中，代码最后还增加了对无线网络的支持。内核执行时会检查表示设备的结构变量中，是否已经定义了一个与设备相关的ioctl句柄（handler）。这里的句柄是一个函