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Linux内核驱动ioctl命令设计与控制通路

共计 30 章节

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Linux内核驱动概述

内核模块基础 · 字符设备驱动框架 · file_operations结构体

Linux内核驱动概述

ioctl系统调用原理

用户态ioctl函数原型 · 内核态 unlocked_ioctl… · 系统调用流程

ioctl系统调用原理

ioctl命令编码规范

Linux内核ioctl命令码组成（… · _IO/_IOR/_IOW/_IOW…

ioctl命令编码规范

命令码生成与解析

使用宏生成命令码 · 内核中解析命令码（_IOC_DIR/…

命令码生成使用宏生成命令码

ioctl控制通路设计

用户态与内核态数据交换机制 · copy_from_user/cop…

ioctl控制通路设计

简单ioctl实现

实现一个只返回状态码的ioctl命令 · 无数据交换示例

带参数ioctl实现

从用户态传入整数参数 · 内核处理并返回结果

结构体数据交换

定义控制结构体 · 用户态填充结构体 · 内核态解析结构体

结构体数据交换定义控制结构体

指针与缓冲区管理

传递指针参数 · 内核态安全访问用户态缓冲区 · 检查地址合法性

指针缓冲区管理

ioctl命令权限控制

检查用户权限（capable()） · 只读/只写命令设计

ioctl命令权限控制

ioctl与并发控制

使用互斥锁保护ioctl临界区 · 自旋锁与信号量选择

ioctl并发控制

ioctl与等待队列

阻塞型ioctl实现 · 等待队列机制 · 唤醒条件

ioctl等待队列

ioctl与非阻塞操作

O_NONBLOCK标志处理 · 立即返回与错误码

ioctl非阻塞操作

ioctl与设备状态管理

通过ioctl查询/设置设备寄存器 · 状态机设计

ioctl设备状态管理

ioctl与硬件交互

GPIO控制 · PWM配置 · ADC读取等硬件操作示例

ioctl硬件交互

ioctl与中断处理

中断注册 · 中断服务程序 · ioctl查询中断状态

ioctl与DMA传输

DMA缓冲区分配 · ioctl触发DMA传输 · 传输完成通知

ioctl与定时器

内核定时器使用 · ioctl设置定时周期 · 定时回调函数

ioctl与文件系统

ioctl操作文件描述符 · 与VFS层交互

ioctl文件系统

ioctl与网络设备

网络设备驱动ioctl · SIOCSIFHWADDR等标准命令

ioctl网络设备

ioctl与USB设备

USB控制传输 · urb结构 · ioctl封装USB请求

ioctl与PCI设备

PCI配置空间访问 · BAR映射 · ioctl控制DMA

ioctl与平台设备

platform_driver框架 · 设备树解析 · ioctl控制外设

ioctl平台设备

ioctl与电源管理

休眠/唤醒控制 · ioctl设置电源状态 · PM QoS接口

ioctl电源管理

ioctl与调试接口

动态调试开关 · ioctl控制日志级别 · procfs/debugfs配合

ioctl调试接口

ioctl与用户态库封装

编写libxxx库 · 封装ioctl调用 · 提供友好API

ioctl用户态库封装

ioctl与多设备支持

主设备号分配 · 次设备号管理 · 多个设备实例的ioctl

ioctl多设备支持

ioctl与兼容性处理

32位/64位兼容 · compat_ioctl实现 · 结构体对齐问题

ioctl兼容性处理

ioctl安全性分析

缓冲区溢出防护 · 命令码校验 · 权限提升漏洞防范

ioctl安全性分析

ioctl测试与验证

编写用户态测试程序 · 使用ioctl调试工具 · 性能分析