Linux 中的 ioctl 與 kernel 模塊

Question

我知道kernel模塊是用來寫device drivers的。 您可以向 Linux kernel 添加新的system calls ，並使用它與其他設備進行通信。

我還讀到ioctl是 linux 中使用的系統調用，用於實現默認情況下 kernel 中不可用的系統調用。

我的問題是，您為什么不為您的設備編寫一個新的kernel module而不是使用ioctl ？ 為什么ioctl b 在 kernel 模塊存在的地方有用？

Answer 1

無論哪種情況，您都需要編寫 kernel 驅動程序，但您可以在添加新系統調用和添加 ioctl 之間進行選擇。

假設您要添加一項功能來獲取視頻捕獲設備的調諧器設置。

如果您將其實現為系統調用：

• 你不能只加載一個模塊，你需要改變 kernel 本身
• 數百個驅動程序每個都可以添加數十個系統調用，將表中包含數千個必須永久保存的全局函數。
• 為了使驅動程序有任何范圍，您需要說服 kernel 維護人員，這個負擔是值得的。
• 您需要將定義上游化到 glibc 中，人們必須先升級才能為其編寫程序

如果您將其實現為 ioctl：

• 您可以為現有的 kernel 構建模塊並讓用戶加載它，而無需讓 kernel 維護人員參與
• 所有函數都是適用的 header 文件中的每個驅動程序的簡單常量，可以在其中輕松添加或刪除它們
• 只需包含 header，每個人都可以開始使用它進行編程

由於 ioctl 更容易、更靈活，並且完全適用於所有這些驅動程序特定的 function 調用，因此這通常是首選方法。

Answer 2

我還讀到 ioctl 是 linux 中使用的系統調用，用於實現默認情況下 kernel 中不可用的系統調用。

這是不正確的。

系統調用（對於 Linux）在syscalls(2)中列出（在用戶空間和 kernel 土地之間有數百個）， ioctl(2)就是其中之一。 另請閱讀有關 ioctl和Unix 哲學和Linux 匯編程序方法的維基頁面

實際上， ioctl主要用於設備文件，並且用於不是讀取（2）或寫入（2）字節的內容。 例如，通過向/dev/audio寫入字節來發出聲音，但要更改音量，您將使用一些ioctl 。 另請參閱fcntl(2)發揮類似作用。

輸入/輸出也可能通過mmap(2)和相關的虛擬地址空間系統調用發生（以某種方式間接......）。

更多信息，請閱讀 高級 Linux 編程和操作系統：三個簡單的部分。 查看Osdev以獲取有關編寫自己的操作系統的更多提示。

一個 kernel 模塊可以實現新的設備，或者新的ioctl等……更多信息請參見kernelnewbies 。 我傾向於相信它有時可能會添加一些新的系統調用（但這在舊的 linux內核（如 3.x 內核）中是錯誤的）

Linux 大部分是開源的。 請下載然后查看源代碼。 另請參閱Linux 從零開始。

IIRC，Linux kernel 1.0 沒有任何 kernel 模塊。 但那是在 1995 年左右。