io,ior,iow,iowr巨集的用法與解析.txt41滴水能穿石，只因為它永遠打擊同一點。42火柴如果躲避燃燒的痛苦，它的一生都將黯淡無光。
**： [巨集] _io, _ior, _iow, _iowr 巨集的用法與解析
(2010-10-26 11:27:10)
**標籤：
it 分類： **人生
在驅動程式裡， ioctl() 函式上傳送的變數 cmd 是應用程式用於區別裝置驅動程式請求處理內容的值。cmd除了可區別數字外，還包含有助於處理的幾種相應資訊。 cmd的大小為 32位，共分 4 個域：
bit31~bit30 2位為 「區別讀寫」 區，作用是區分是讀取命令還是寫入命令。
bit29~bit15 14位為 "資料大小" 區，表示 ioctl() 中的 arg 變數傳送的記憶體大小。
bit20~bit08 8位為 「魔數"(也稱為"幻數")區，這個值用以與其它裝置驅動程式的 ioctl 命令進行區別。
bit07~bit00 8位為 "區別序號" 區，是區分命令的命令順序序號。
像命令碼中的 「區分讀寫區」 裡的值可能是 _ioc_none （0值）表示無資料傳輸，_ioc_read (讀)， _ioc_write (寫) ， _ioc_read|_ioc_write (雙向)。
核心定義了 _io() , _ior() , iow() 和 _iowr() 這 4 個巨集來輔助生成上面的 cmd 。下面分析 _io() 的實現，其它的類似。
在 asm-generic/ 裡可以看到 _io() 的定義：
#define _io(type,nrioc(_ioc_none,(type),(nr),0)
再看 _ioc() 的定義：
#define _ioc(dir,type,nr,size) \
(((dir) << _ioc_dirshift) | \
((type) << _ioc_typeshift) | \
((nr) << _ioc_nrshift) | \
((size) << _ioc_sizeshift))
可見，_io() 的最後結果由 _ioc() 中的 4 個引數移位組合而成。
再看 _ioc_dir**** 的定義：
#define _ioc_dirshift (_ioc_sizeshift+_ioc_sizebits)
_ioc_sizeshift 的定義：
#define _ioc_sizeshift (_ioc_typeshift+_ioc_typebits)
_ioc_typeshif 的定義：
#define _ioc_typeshift (_ioc_nrshift+_ioc_nrbits)
_ioc_nrshift 的定義：
#define _ioc_nrshift 0
_ioc_nrbits 的定義：
#define _ioc_nrbits 8
_ioc_typebits 的定義：
#define _ioc_typebits 8
由上面的定義，往上推得到：
引用_ioc_typeshift = 8
_ioc_sizeshift = 16
_ioc_dirshift = 30
所以，(dir) << _ioc_dirshift) 表是 dir 往左移 30 位，即移到 bit31~bit30 兩位上，得到方向(讀寫)的屬性；
size) << _ioc_sizeshift) 位左移 16 位得到「資料大小」區；
type) << _ioc_typeshift) 左移 8位得到"魔數區" ；
nr) << _ioc_nrshift) 左移 0 位( bit7~bit0) 。
這樣，就得到了 _io() 的巨集值。
這幾個巨集的使用格式為：
* _io (魔數， 基數);
* _ior (魔數， 基數， 變數型)
* _iow (魔數， 基數， 變數型)
* _iowr (魔數， 基數，變數型 )
魔數 (magic number)
魔數範圍為 0~255 。通常，用英文本元 "a" ~ "z" 或者 "a" ~ "z" 來表示。裝置驅動程式從傳遞進來的命令獲取魔數，然後與自身處理的魔數想比較，如果相同則處理，不同則不處理。
魔數是拒絕誤使用的初步輔助狀態。裝置驅動程式可以通過 _ioc_type (cmd) 來獲取魔數。不同的裝置驅動程式最好設定不同的魔數，但並不是要求絕對，也是可以使用其他裝置驅動程式已用過的魔數。
基(序列號)數
基數用於區別各種命令。通常，從 0開始遞增，相同裝置驅動程式上可以重複使用該值。例如，讀取和寫入命令中使用了相同的基數，裝置驅動程式也能分辨出來，原因在於裝置驅動程式區分命令時使用 switch ，且直接使用命令變數 cmd值。
建立命令的巨集生成的值由多個域組合而成，所以即使是相同的基數，也會判斷為不同的命令。裝置驅動程式想要從命令中獲取該基數，就使用下面的巨集：
_ioc_nr (cmd)
通常，switch 中的 case 值使用的是命令的本身。
變數型變數型使用 arg 變數指定傳送的資料大小，但是不直接代入輸入，而是代入變數或者是變數的型別，原因是在使用巨集建立命令，已經包含了 sizeof() 編譯命令。比如 _ior() 巨集的定義是：
引用#define _ior(type,nr,size) _ioc(_ioc_read,(type),(nr),(_ioc_typecheck(size)))
而 _ioc_typecheck() 的定義正是：
引用#define _ioc_typecheck(t) (sizeof(t))
裝置驅動程式想要從傳送的命令獲取相應的值，就要使用下列巨集函式：
_ioc_size(cmd)
_io 巨集
該巨集函式沒有可傳送的變數，只是用於傳送命令。例如如下約定：
引用#define test_drv_reset _io ('q', 0)
此時，省略由應用程式傳送的 arg 變數或者代入 0 。在應用程式中使用該巨集時，比如：
ioctl (dev, test_dev_reset, 0) 或者 ioctl (dev, test_drv_reset) 。
這是因為變數的有效因素是可變因素。只作為命令使用時，沒有必要判斷出裝置上資料的輸出或輸入。因此，裝置驅動程式沒有必要執行裝置檔案大開選項的相關處理。
_ior 巨集
該函式用於建立從裝置讀取資料的命令，例如可如下約定：
引用#define test_dev_read _irq('q', 1, int)
這說明應用程式從裝置讀取資料的大小為 int 。下面巨集用於判斷傳送到裝置驅動程式的 cmd 命令的讀寫狀態：
_ioc_dir (cmd)
執行該巨集時，返回值的型別如下：
* _ioc_none無屬性
* _ioc_read可讀屬性
* _ioc_write可寫屬性
* _ioc_read | _ioc_write : 可讀，可寫屬性
使用該命令時，應用程式的 ioctl() 的 arg 變數值指定裝置驅動程式上讀取資料時的快取(結構體)位址。
_iow 巨集
用於建立裝置上寫入資料的命令，其餘內容與 _ior 相同。通常，使用該命令時，ioctl() 的 arg 變數值指定裝置驅動程式上寫入資料時的快取(結構體)位址。
_iowr 巨集
用於建立裝置上讀寫資料的命令。其餘內容與 _ior 相同。通常，使用該命令時，ioctl() 的 arg 變數值指定裝置驅動程式上寫入或讀取資料時的快取 (結構體) 位址。
_ior() , _iow(), iorw() 的定義：
#define _ior(type,nr,size) _ioc(_ioc_read,(type),(nr),(_ioc_typecheck(size)))
#define _iow(type,nr,size) _ioc(_ioc_write,(type),(nr),(_ioc_typecheck(size)))
#define _iowr(type,nr,size) _ioc(_ioc_read|_ioc_write,(type),(nr),(_ioc_typecheck(size)))
巨集定義中等的用法
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