如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精品文档】第PAGE8页ioctl系统调用流程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
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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。参考代码: arch/ppc/kernel/head.S.=0xc00SystemCall:EXCEPTION_PROLOGstwr3,ORIG_GPR3(r21)lir20,MSR_KERNELrlwimir20,r23,0,16,16bltransfer_to_handler.longDoSyscall.longret_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_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).longsys_ni_syscalllongsys_getegid.longsys_acct.longsys_umount.longsys_ni_syscall.longsys_ioctl.longsys_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
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函数sys_ioctl()，参考代码：fs/ioctl.casmlinkagelongsys_ioctl(unsignedintfd,unsignedintcmd,unsignedlongarg){structfile*filp;unsignedintflag;inton,error=-EBADF;filp=fget(fd);if(!filp)gotoout;error=0;TRACE_FILE_SYSTEM(TRACE_EV_FILE_SYSTEM_IOCTL,fd,cmd,NULL);lock_kernel();switch(cmd){caseFIOCLEX:set_close_on_exec(fd,1);break;caseFIONCLEX:set_close_on_exec(fd,0);break;caseFIONBIO: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;caseFIOASYNC:if((error=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);elseerror=-ENOTTY;}if(error!=0)break;if(on)filp->f_flags|=FASYNC;elsefilp->f_flags&=~FASYNC;break;default:if(S_ISREG(filp->f_dentry->d_inode->i_mode))error=file_ioctl(filp,cmd,arg);elseif(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:returnerror;}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.hstaticinlinestructfile*fcheck(unsignedintfd){structfile*file=NULL;structfiles_struct*files=current->files;if(fd
max_fds)file=files->fd[fd];returnfile;★filp->f_op->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：sock_ioctlinet6_ioctldev_ioctldev_ifsioc■sock_ioctl()功能:：直接调用一个协议特定的函数，如：当socketfamily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。caseSIOCADDRT:caseSIOCDELRT: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>=SIOCDEVPRIVATE)&&(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数指针，它在表示设备的结构变量中do_ioctl部分。如果已经设置了这个句柄，那么内核把会执行它。如ipv6隧道设备体，在初始化时，就作了说明：dev->do_ioctl=ip6ip6_tnl_ioctl，其中函数ip6ip6_tnl_ioctl就是该设备对应的ioctl句柄，由于隧道设备是自己定义的ioctl命令字，因而执行应在default语句中，进而调用到自己定义的ioctl处理函数ip6ip6_tnl_ioctl。
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