ioctl命令的生成

ioctl命令的生成：

    在编写ioctl代码之前，需要选择对应不同命令的编号。为了防止对错误的设备使用正确的命令，命令号应该在系统范围内唯一，这种错误匹配并不是不会发生，程序可能发现自己正在试图对FIFO和audio等这类非串行设备输入流修改波特率，如果每一个ioctl命令都是唯一的，应用程序进行这种操作时就会得到一个EINVAL错误，而不是无意间成功地完成了意想不到的操作。

   要按Linux内核的约定方法为驱动程序选择ioctl编号，应该首先看看include/asm/ioctl.h和Doucumention/ioctl-number.txt这两个文件。头文件定义了要使用的位字段：类型（幻数）、序数、传送方向以及参数大小等。ioctl-number.txt文件中罗列了内核所使用的幻数，选择自己的幻数要避免和内核冲突。以下是对include/asm/ioctl.h中定义的宏的注释：

#define _IOC_DIRBITS  2 //方向（direction）字段的字位宽度，2bits
#define _IOC_TYPEBITS   8  //幻数（type）字段的字位宽度，8bits
#define _IOC_NRBITS   8   //序数（number）字段的字位宽度，8bits
#define _IOC_SIZEBITS   14 //大小（size）字段的字位宽度，14bits

#define _IOC_NONE     0U  //没有数据传输
#define _IOC_WRITE    1U  //向设备写入数据，驱动程序必须从用户空间读入数据
#define _IOC_READ     2U  //从设备中读取数据，驱动程序必须向用户空间写入数据

#define _IOC_NRMASK     ((1 << _IOC_NRBITS)-1)       //序数字段的掩码，0x000000FF
#define _IOC_TYPEMASK 	((1 << _IOC_TYPEBITS)-1)    //幻数字段的掩码，0x000000FF
#define _IOC_SIZEMASK  	((1 << _IOC_SIZEBITS)-1)   //大小字段的掩码，0x00003FFF
#define _IOC_DIRMASK    ((1 << _IOC_DIRBITS)-1)     //方向字段的掩码，0x00000003

#define _IOC_NRSHIFT    0                                 //序数字段在整个字段中的位移，0
#define _IOC_TYPESHIFT  (_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS)        //幻数字段的位移，8
#define _IOC_SIZESHIFT  (_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS)    //大小字段的位移，16
#define _IOC_DIRSHIFT   (_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS)    //方向字段的位移，30

#define _IOC(dir,type,nr,size) \
   (((dir) << _IOC_DIRSHIFT) | \
   ((type) << _IOC_TYPESHIFT) | \
   ((nr) << _IOC_NRSHIFT) | \
   ((size) << _IOC_SIZESHIFT))
/* 生成cmd */
#define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0) //构造无参数的命令编号
#define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),sizeof(size))  //构造从驱动程序中读取数据的命令编号
#define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size)) //用于向驱动程序写入数据命令
#define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size)) //用于双向传输
/*从命令参数中解析数据*/
#define _IOC_DIR(cmd)   (((cmd) >> _IOC_DIRSHIFT) & _IOC_DIRMASK)   //从命令参数中解析出数据方向，即写进还是读出
#define _IOC_TYPE(cmd)  (((cmd) >> _IOC_TYPESHIFT) & _IOC_TYPEMASK) //从命令参数中解析出幻数type
#define _IOC_NR(cmd)    (((cmd) >> _IOC_NRSHIFT) & _IOC_cmdMASK)    //从命令参数中解析出序数number
#define _IOC_SIZE(cmd)  (((cmd) >> _IOC_SIZESHIFT) & _IOC_SIZEMASK) //从命令参数中解析出用户数据大小

_IOC 宏将dir，type，nr，size四个参数组合成一个cmd参数，如下图：