Linux 中的 ioctl 与 kernel 模块

Question

我知道kernel模块是用来写device drivers的。 您可以向 Linux kernel 添加新的system calls ，并使用它与其他设备进行通信。

我还读到ioctl是 linux 中使用的系统调用，用于实现默认情况下 kernel 中不可用的系统调用。

我的问题是，您为什么不为您的设备编写一个新的kernel module而不是使用ioctl ？ 为什么ioctl b 在 kernel 模块存在的地方有用？

Answer 1

无论哪种情况，您都需要编写 kernel 驱动程序，但您可以在添加新系统调用和添加 ioctl 之间进行选择。

假设您要添加一项功能来获取视频捕获设备的调谐器设置。

如果您将其实现为系统调用：

• 你不能只加载一个模块，你需要改变 kernel 本身
• 数百个驱动程序每个都可以添加数十个系统调用，将表中包含数千个必须永久保存的全局函数。
• 为了使驱动程序有任何范围，您需要说服 kernel 维护人员，这个负担是值得的。
• 您需要将定义上游化到 glibc 中，人们必须先升级才能为其编写程序

如果您将其实现为 ioctl：

• 您可以为现有的 kernel 构建模块并让用户加载它，而无需让 kernel 维护人员参与
• 所有函数都是适用的 header 文件中的每个驱动程序的简单常量，可以在其中轻松添加或删除它们
• 只需包含 header，每个人都可以开始使用它进行编程

由于 ioctl 更容易、更灵活，并且完全适用于所有这些驱动程序特定的 function 调用，因此这通常是首选方法。

Answer 2

我还读到 ioctl 是 linux 中使用的系统调用，用于实现默认情况下 kernel 中不可用的系统调用。

这是不正确的。

系统调用（对于 Linux）在syscalls(2)中列出（在用户空间和 kernel 土地之间有数百个）， ioctl(2)就是其中之一。 另请阅读有关 ioctl和Unix 哲学和Linux 汇编程序方法的维基页面

实际上， ioctl主要用于设备文件，并且用于不是读取（2）或写入（2）字节的内容。 例如，通过向/dev/audio写入字节来发出声音，但要更改音量，您将使用一些ioctl 。 另请参阅fcntl(2)发挥类似作用。

输入/输出也可能通过mmap(2)和相关的虚拟地址空间系统调用发生（以某种方式间接......）。

更多信息，请阅读 高级 Linux 编程和操作系统：三个简单的部分。 查看Osdev以获取有关编写自己的操作系统的更多提示。

一个 kernel 模块可以实现新的设备，或者新的ioctl等……更多信息请参见kernelnewbies 。 我倾向于相信它有时可能会添加一些新的系统调用（但这在旧的 linux内核（如 3.x 内核）中是错误的）

Linux 大部分是开源的。 请下载然后查看源代码。 另请参阅Linux 从零开始。

IIRC，Linux kernel 1.0 没有任何 kernel 模块。 但那是在 1995 年左右。