编写字符设备驱动，ioctl() vs 普通读/写？

Question

我一直在尝试为 Linux 内核编写一个字符设备模块，但我遇到了一些困惑。

我在网上看到有人谈论使用

ioctl()

将命令/数据从用户程序传输到内核空间，反之亦然。但对于

file_operations struct

已经可以做的事情来说，很多事情似乎有点矫枉过正

// structure containing callbacks
static struct file_operations fops = 
{
    .read = dev_read, // address of dev_read
    .open = dev_open,  // address of dev_open
    .write = dev_write, // address of dev_write 
    .release = dev_rls, // address of dev_rls
};

使用

ioctl()

而不是使用

dev_read()

和

dev_write()

定义的函数（仅使用

copy_to_user()

和

copy_from_user()

将数据块复制到/从用户空间）有什么好处？

Answer 1

ioctl

只能用于内核默认未提供的操作。

使用简单的

ioctl

或

read

调用时，必须调用

write

来读取或写入数据，这会大大降低您的易用性。

我所说的非标准操作是指在终端设备驱动程序中设置自动 ASCII/EBCDIC 转换，或者从 DVD 块设备中弹出磁盘，或者修改串行通信的串行通信参数（波特率、停止位等）设备。

无论如何使用

ioctl

将命令传输到设备驱动程序（或从中获取非数据信息，例如当前参数或统计信息）（另一种方法是在数据中使用一些复杂的转义方案，例如

AT

命令集对于调制解调器或（这显示了我的年龄）Apple ][磁盘子系统的CTRL-D，这很少是漂亮的。

将数据传输留给标准调用。

Answer 2

IORW 允许在一次调用中同时进行写入和读取， 如果您需要传递“读”操作的参数，ioctl 允许您通过“写”传递带有两个参数的结构，然后执行“读”将数据从内核传递给用户。

即内核代码将执行“从用户复制”+准备数据+“复制到用户”。

而且读/写是阻塞的，只有一个线程可以调用它，我认为 ioctl 可以被多个用户线程调用，与 poll() 相同