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Linux驱动ioctl接口开发与命令兼容性排查

共计 30 章节
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01
ioctl概述
ioctl系统调用的作用 · 与read/write的区别 · 在字符设备驱动中的核心地位
ioctl系统调用的作用
02
ioctl命令号编码原理
命令号四要素（类型 · 序号 · 方向
ioctl命令号编码原理
03
Linux内核宏定义详解（上）
_IO · _IOR · _IOW
Linux内核宏定义详解
04
Linux内核宏定义详解（下）
_IOC宏族（_IOC_DIR · _IOC_TYPE · _IOC_NR
Linux内核宏定义详解
05
命令号方向（Direction）解析
IOC_NONE · IOC_READ · IOC_WRITE
Direction命令号方向
06
命令号类型（Type/Magic Number）
如何选择魔数 · 魔数冲突的后果 · 内核文档中的推荐范围
Type/MagicNumber
07
命令号序号（Number）与大小（Size）
序号的递增规则 · 数据大小对齐要求 · 跨平台兼容性考虑
NumberSize
08
用户空间与内核空间命令号一致性
头文件共享策略 · 编译时检查 · 常见不一致导致的错误
用户空间内核空间命令号一…
09
ioctl命令号生成实战
从需求分析到宏定义编写 · 一个完整的LED驱动ioctl命令号…
ioctl命令号生成实战
10
ioctl命令号验证工具
使用_IOC宏族打印命令号 · 使用strace抓取用户态ioctl… · 使用ftrace跟踪内核ioctl入…
ioctl命令号验证工具
11
驱动中ioctl函数实现框架
unlocked_ioctl与com… · 函数原型 · 返回值规范
ioctl驱动
12
ioctl数据拷贝机制
copy_from_user · copy_to_user的正确使用 · 检查返回值
ioctl数据拷贝机制
13
ioctl错误码规范
-EFAULT · -EINVAL · -ENOTTY
ioctl错误码规范
14
ioctl与并发访问
自旋锁 · 互斥锁在ioctl中的使用 · 原子操作
ioctl并发访问
15
ioctl与阻塞操作
等待队列在ioctl中的应用 · O_NONBLOCK标志处理 · 超时机制
ioctl阻塞操作
16
ioctl与内存管理
kmalloc · vmalloc在ioctl中的选择 · 内存泄漏排查
ioctl内存管理
17
ioctl与设备树
从设备树获取ioctl参数 · 设备树属性与命令号的映射关系
ioctl设备树
18
ioctl与多设备支持
主设备号与次设备号在ioctl中的区… · 私有数据结构设计
ioctl多设备支持
19
ioctl与用户态库封装
libgpiod风格的用户态ioct… · 错误处理 · 日志记录
ioctl用户态库封装
20
常见错误一
命令号魔数冲突——症状 · 排查方法 · 使用内核动态调试定位
常见错误一命令号魔数冲突
21
常见错误二
数据大小不匹配——用户态与内核态结构… · 填充字节 · 使用pahole工具检查
常见错误二数据大小不匹配
22
常见错误三
方向位错误——误用_IOR/_IOW… · 内核日志分析
常见错误三IOR
23
常见错误四
未实现compat_ioctl——3… · compat_ptr转换
常见错误四compat
24
常见错误五
copy_from_user/cop… · 地址空间检查 · SMAP/SMEP影响
常见错误五copy
25
常见错误六
ioctl返回值与预期不符——返回正… · 返回0 · 返回负数的语义混淆
常见错误六ioctl
26
常见错误七
并发访问导致数据损坏——竞态条件复现 · 使用KCSAN工具检测
常见错误七并发访问导致数据…
27
常见错误八
ioctl导致系统崩溃——空指针解引… · 栈溢出 · 使用KASAN与UBSAN检测
常见错误八ioctl
28
调试工具与技巧（上）
printk与dev_dbg动态调试 · ioctl日志过滤 · 使用trace-cmd记录
调试工具printk
29
调试工具与技巧（下）
使用QEMU+gdb单步调试ioct… · 内核模块热替换 · crash工具分析dump
调试工具QEMU+gdb
30
综合实战
从零实现一个完整的多命令ioctl驱… · 数据拷贝 · 并发保护
综合实战ioctl