热门标签 | HotTags
当前位置:  开发笔记 > 编程语言 > 正文

用户空间与内核驱动的交互过程—ioctl

在Linux内核模块的开发过程中,经常涉及到运行在用户空间上的应用程序与内核模块进行交互,ioctl系统调用是常用的一种方式。本文并不涉及vlan的具体原理,仅通过vconfig与vlan内核模块进行

在Linux内核模块的开发过程中,经常涉及到运行在用户空间上的应用程序与内核模块进行交互,ioctl系统调用是常用的一种方式。本文并不涉及vlan的具体原理,仅通过vconfig与vlan内核模块进行交互为例,讲解通过ioctl系统调用来实现用户空间与内核驱动交互的过程。

 

1、用户空间命令行配置工具

vconfig是vlan在用户空间上的命令行配置工具,在vconfig的源码中,可以看到在用户空间上与内核通信部分,其实仅做了三件事。

接收用户输入,填充vlan_ioctl_args结构体,vlan_ioctl_args结构体在linux/linux-2.6/include/linux/if_vlan.h中定义。

 1 struct vlan_ioctl_args {
 2     int cmd; /* Should be one of the vlan_ioctl_cmds enum above. */
 3     char device1[24];
 4 
 5         union {
 6         char device2[24];
 7         int VID;
 8         unsigned int skb_priority;
 9         unsigned int name_type;
10         unsigned int bind_type;
11         unsigned int flag; /* Matches vlan_dev_info flags */
12         } u;
13 
14     short vlan_qos;   
15 };

创建socket描述符

1    /* We use sockets now, instead of the file descriptor */
2    if ((fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) <0) {
3       fprintf(stderr, "FATAL:  Couldn't open a socket..go figure!\n");
4       exit(2);
5    }   

ioctl请求

1    /* add */
2    if (strcasecmp(cmd, "add") == 0) {
3       if_request.cmd = ADD_VLAN_CMD;
4       if (ioctl(fd, SIOCSIFVLAN, &if_request) <0) {
5          fprintf(stderr,"ERROR: trying to add VLAN #%u to IF -:%s:-  error: %s\n",
6                     vid, if_name, strerror(errno));                 
7       }
8    }//if

 

2、内核空间 vlan驱动

vlan驱动工作在内核空间,因此需要相应的内核API去读取用户空间的数据。在/linux/linux-2.6/net/8021q/vlan.c的vlan模块初始化函数vlan_proto_init中使用vlan_ioctl_set注册vlan_ioctl_handler函数,使之用于响应用户空间的ioctl请求。

1 vlan_ioctl_set(vlan_ioctl_handler);

在vlan_ioctl_handler函数中,首先使用copy_from_user函数从用户空间拷贝数据到内核空间。

1 struct vlan_ioctl_args args;
2 
3 if (copy_from_user(&args, arg, sizeof(struct vlan_ioctl_args)))
4         return -EFAULT;

在/linux/linux-2.6/net/socket.c中可以查看到vlan_ioctl_set的定义,它的参数是一个函数指针。当把vlan_ioctl_handler函数作为参数传递时,vlan_ioctl_hook指向其首地址,通过这种方式把对特定ioctl的响应处理方法注册进内核。用户可以添加不同的命令,只需在模块的vlan_ioctl_handler中对相应的命令进行解析、响应即可。

 1 static DEFINE_MUTEX(vlan_ioctl_mutex);
 2 static int (*vlan_ioctl_hook) (void __user *arg);
 3 
 4 void vlan_ioctl_set(int (*hook) (void __user *))
 5 {
 6     mutex_lock(&vlan_ioctl_mutex);
 7     vlan_ioctl_hook = hook;
 8     mutex_unlock(&vlan_ioctl_mutex);
 9 }
10 
11 EXPORT_SYMBOL(vlan_ioctl_set);

而后的sock_ioctl函数中调用了vlan_ioctl_hook,void __user *argp指向用户空间传递的参数。

 1 case SIOCGIFVLAN:
 2 case SIOCSIFVLAN:
 3             err = -ENOPKG;
 4             if (!vlan_ioctl_hook)
 5                 request_module("8021q");
 6 
 7             mutex_lock(&vlan_ioctl_mutex);
 8             if (vlan_ioctl_hook)
 9                 err = vlan_ioctl_hook(argp);
10             mutex_unlock(&vlan_ioctl_mutex);
11             break;

 


推荐阅读
  • 本文详细解析了 Android 系统启动过程中的核心文件 `init.c`,探讨了其在系统初始化阶段的关键作用。通过对 `init.c` 的源代码进行深入分析,揭示了其如何管理进程、解析配置文件以及执行系统启动脚本。此外,文章还介绍了 `init` 进程的生命周期及其与内核的交互方式,为开发者提供了深入了解 Android 启动机制的宝贵资料。 ... [详细]
  • 本文探讨了如何通过编程手段在Linux系统中禁用硬件预取功能。基于Intel® Core™微架构的应用性能优化需求,文章详细介绍了相关配置方法和代码实现,旨在帮助开发人员有效控制硬件预取行为,提升应用程序的运行效率。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了在 CentOS 7 系统中配置 fstab 文件以实现开机自动挂载 NFS 共享目录的方法,并解决了常见的配置失败问题。 ... [详细]
  • Spring框架中枚举参数的正确使用方法与技巧
    本文详细阐述了在Spring Boot框架中正确使用枚举参数的方法与技巧,旨在帮助开发者更高效地掌握和应用枚举类型的数据传递,适合对Spring Boot感兴趣的读者深入学习。 ... [详细]
  • HTTP(HyperTextTransferProtocol)是超文本传输协议的缩写,它用于传送www方式的数据。HTTP协议采用了请求响应模型。客服端向服务器发送一 ... [详细]
  • Hadoop的文件操作位于包org.apache.hadoop.fs里面,能够进行新建、删除、修改等操作。比较重要的几个类:(1)Configurati ... [详细]
  • 零拷贝技术是提高I/O性能的重要手段,常用于Java NIO、Netty、Kafka等框架中。本文将详细解析零拷贝技术的原理及其应用。 ... [详细]
  • 本文详细介绍了 PHP 中对象的生命周期、内存管理和魔术方法的使用,包括对象的自动销毁、析构函数的作用以及各种魔术方法的具体应用场景。 ... [详细]
  • 在 Ubuntu 中遇到 Samba 服务器故障时,尝试卸载并重新安装 Samba 发现配置文件未重新生成。本文介绍了解决该问题的方法。 ... [详细]
  • 基于Linux开源VOIP系统LinPhone[四]
    ****************************************************************************************** ... [详细]
  • 如何使用 `org.apache.tomcat.websocket.server.WsServerContainer.findMapping()` 方法及其代码示例解析 ... [详细]
  • Android 构建基础流程详解
    Android 构建基础流程详解 ... [详细]
  • 深入解析Android 4.4中的Fence机制及其应用
    在Android 4.4中,Fence机制是处理缓冲区交换和同步问题的关键技术。该机制广泛应用于生产者-消费者模式中,确保了不同组件之间高效、安全的数据传输。通过深入解析Fence机制的工作原理和应用场景,本文探讨了其在系统性能优化和资源管理中的重要作用。 ... [详细]
  • 通过将常用的外部命令集成到VSCode中,可以提高开发效率。本文介绍如何在VSCode中配置和使用自定义的外部命令,从而简化命令执行过程。 ... [详细]
  • Java Socket 关键参数详解与优化建议
    Java Socket 的 API 虽然被广泛使用,但其关键参数的用途却鲜为人知。本文详细解析了 Java Socket 中的重要参数,如 backlog 参数,它用于控制服务器等待连接请求的队列长度。此外,还探讨了其他参数如 SO_TIMEOUT、SO_REUSEADDR 等的配置方法及其对性能的影响,并提供了优化建议,帮助开发者提升网络通信的稳定性和效率。 ... [详细]
author-avatar
天勤-科技
这个家伙很懒,什么也没留下!
PHP1.CN | 中国最专业的PHP中文社区 | DevBox开发工具箱 | json解析格式化 |PHP资讯 | PHP教程 | 数据库技术 | 服务器技术 | 前端开发技术 | PHP框架 | 开发工具 | 在线工具
Copyright © 1998 - 2020 PHP1.CN. All Rights Reserved | 京公网安备 11010802041100号 | 京ICP备19059560号-4 | PHP1.CN 第一PHP社区 版权所有