平坂久門ただいま失業中: 【Linux】 ioctl()っていったいなんなの？

Linux module（デバイスドライバ）についての前回の続きみたいなもんです．

moduleというと、open,close,read,writeは定番ですが、これらはストレージのようなブロックデバイスのアクセスには便利だけど、IOポートのような単発アクセスにはあまり向いてない．そこで存在するのがioctl()という関数であるらしい．

ユーザープログラムからioctl()をcallするときに、このような意味不明な引数を与えます．

ioctl( fd, _IOR('U', 20, 7), buf );

fdはopenした時に得たファイルディスクリプタなので理解できる．bufはデータの入れ物だろう．だがしかし、_IOR(...)って何ですかと．'U'って何ですかと．一体何をやりたいのと．

_IORはこのようにマクロ定義されています．(ioctl.h)

　#define _IOR(type,num,size) _IOC(_IOC_READ,type,num,_IOC_TYPECHECK(size))

さらに_IOCというのが出てきちゃいましたがまとめると、type,num,sizeという３つの引数を、下記のように32bitにアサインしているみたいです．

33222222 22221111 11111100 00000000

10987654 32109876 54321098 76543210

** direction[1:0]

****** ******** size[13:0]

******** type[7:0]

******** num[7:0]

４つの数の意味はこうなってます．

　・direction　　READ／WRITE

　・size 　　　　バイト数

　・type　　　　　用途を示すマジックナンバー　　http://goo.gl/omKtYa

　・num　　　　　コマンドかなぁ

typeはmodule識別子のようです．リンク先には様々なmoduleがアサインされています．module自作の際には重複を避けるべきだそうです．（fdでmoduleを指定するのでtypeの重要さは低いように思うんだがどうだろ）

つまり、ioctl()の引数は事実上はこのようにたくさんあるのです．

ioctl( fd, direction, size, type, num, buf );

だったら最初からこうしとけばいいのにと思います．なお練習用プログラムでは_IORに従わない例もあります．

第２引数の_IORは以上のようにbitアサインしているわけですが、direction, size, type, num, bufをどう処理するのかは専らmodule次第であって、統一された処理法は存在しないようです．

moduleのソースコードには、このような定義が山のように記述されていて、switch-case文でブリブリと分岐させて各種処理を行っているのが見られます．

　#define 　BNEPGETCONNLIST 　_IOR('B', 210, int )

　#define 　BNEPGETCONNINFO 　_IOR('B', 211, int )

　#define 　CMTPGETCONNLIST 　_IOR('C', 210, int )

　#define 　CMTPGETCONNINFO 　_IOR('C', 211, int )

かしこ

平坂久門ただいま失業中