ioctl函数用法小记

By francis_hao Aug 27,2017

UNPV1对ioctl有算是比较详细的介绍，但是，这些request和后面的数据类型是从哪里来的，以及参数具体该如何使用呢？本文尝试在不借助书籍，而仅仅使用linux系统下的资源编写可行的调用ioctl的程序。

ioctl – 控制设备

概要

#include <sys/ioctl.h>
int ioctl(int d, int request, ...);

描述

ioctl()函数操纵由参数指定的设备文件，参数d必须是一个打开的文件描述符。第二个参数是一个依赖于设备的请求码。第三个参数是一个指向内存的无类型指针，在void *没有出来之前，此项为char *argp，在之后的讨论中，我们会使用这个名字。

比较重要的第二个参数，它指明了参数是输入参数还是输出参数，还有参数argp的大小。有关request的宏和其他定义在文件<sys/ioctl.h>中。通过ioctl_list(2)也可以看到这些调用列表。

在ioctl_list(2)中，每个ioctl调用的请求码数值、名字和它需要的参数类型都给出了。其中，类似const struct foo *的类型表示是向内核传入的参数，类似struct foo *的类型是从内核传出的参数，如果内核既使用参数传入，也使用参数传出，那么将会用// I-O标识。有些ioctl()函数可能会需要更多的参数，或者返回更多的参数而不仅仅是一个结构体，那么将会用// MORE标识。

一个可能的列表

其中，第一行表示下面的常量所在的头文件，下面的三列分别表示请求码数值、常量名和它需要的参数类型。

然后在相应的头文件中，大部分都会有该常量作用的描述。

返回值

通常，成功会返回0，但也有些请求码将返回值作为结果，非负值为成功。如果出错返回-1，并且errno被置为相应的值。

示例

比如现在有一个简单的需求，获取网卡的ip地址。首先在ioctl_list(2)里搜索ADDR，根据搜索的结果查看所属的头文件，得到如下信息

得到get PA address的SIOCGIFADDR和需要的参数struct ifreq *，并且该参数是I-O形式，通过man –K查找struct ifreq的定义：

struct ifreq {
        char ifr_name[IFNAMSIZ]; /* Interface name */
        union {
        struct sockaddr ifr_addr;
        struct sockaddr ifr_dstaddr;
        struct sockaddr ifr_broadaddr;
        struct sockaddr ifr_netmask;
        struct sockaddr ifr_hwaddr;
        short     ifr_flags;
        int     ifr_ifindex;
        int     ifr_metric;
        int     ifr_mtu;
        struct ifmap ifr_map;
        char     ifr_slave[IFNAMSIZ];
        char     ifr_newname[IFNAMSIZ];
        char     *ifr_data;
        };
};

因为这个结构体比较简单，能够看出来输入和输出参数分别是哪个字段，有些结构体并不能很明显的看出这些，就需要查阅其他资料了。可以通过man –K 查找请求名，结合起来看会得到需要输入什么，输出什么。例如SIOCGIFNAME：

根据以上内容便可以编程了，示例代码如下

#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/socket.h>
#include <string.h>
#include <linux/if.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(void)
{
    int ret = -1;
    int fd = -1;
    struct ifreq hw;
    struct sockaddr_in *pa=NULL;
    memset(&hw, 0, sizeof (hw));
    fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (fd == -1){
        perror("socket");
        return -1;
    }
    strcpy(hw.ifr_name, "eno16777728");
    ret = ioctl(fd, SIOCGIFADDR, &hw);
    if (ret < 0){
        perror("ioctl");
        return -1;
    }
    pa=(struct sockaddr_in *)&hw.ifr_addr;
    printf("ip is %s ", inet_ntoa(pa->sin_addr));
    return 0;
}

执行结果

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参考

【1】man 2 ioctl

【2】man 2 ioctl_list

【3】man man

【3】W.Richard Stevens著，杨继张译，UNIX网络编程卷1（第三版）北京：人民邮电出版社，2012年6月