增加 Linux 内核中 _IOC, _IO, _IOR, _IOW, _IOWR 宏的用法与解析.

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# Linux 内核中 _IOC, _IO, _IOR, _IOW, _IOWR 宏的用法与解析
_IOC, _IO, _IOR, _IOW, _IOWR 是用内核驱动定义 IOCTL 码值的宏。其中 _IOC 是基础,其他宏依赖于 _IOC 进行构建。
## _IOC
```cpp
#define _IOC(dir,type,nr,size) \
(((dir) << _IOC_DIRSHIFT) | \
((type) << _IOC_TYPESHIFT) | \
((nr) << _IOC_NRSHIFT) | \
((size) << _IOC_SIZESHIFT))
```
### dir
代表方向。可以为以下值:
```cpp
#define _IOC_NONE 1U
#define _IOC_READ 2U
#define _IOC_WRITE 4U
```
下面宏用于判断传送到设备驱动程序的 cmd 命令的读写状态:
```cpp
_IOC_DIR(cmd)
```
### type
也就是魔数 (magic number),范围为 0~255 。通常,用英文字符 "A" ~ "Z" 或者 "a" ~ "z" 来表示。设备驱动程序从传递进来的命令获取魔数,然后与自身处理的魔数想比较,如果相同则处理,不同则不处理。魔数是拒绝误使用的初步辅助状态。设备驱动 程序可以通过:
```cpp
_IOC_TYPE(cmd)
```
来获取魔数。不同的设备驱动程序最好设置不同的魔数,但并不是要求绝对,也是可以使用其他设备驱动程序已用过的魔数。
### nr
就是基数,用于区别各种命令。通常,从 0开始递增相同设备驱动程序上可以重复使用该值。例如读取和写入命令中使用了相同的基数设备驱动程序也能分辨出来原因在于设备驱动程序区分命令时 使用 switch ,且直接使用命令变量 cmd值。创建命令的宏生成的值由多个域组合而成所以即使是相同的基数也会判断为不同的命令。设备驱动程序想要从命令中获取该基数就使用下面的宏
```cpp
_IOC_NR(cmd)
```
### size
实际上是变量型,如 int、unsigned long 等。
变量型使用 arg 变量指定传送的数据大小,但是不直接代入输入,而是代入变量或者是变量的类型,原因是在使用宏创建命令,已经包含了 sizeof() 编译命令。
设备驱动程序想要从传送的命令获取相应的值,就要使用下列宏函数:
```cpp
_IOC_SIZE(cmd)
```
## _IO
该宏函数没有可传送的变量,只是用于传送命令,原型如下:
```cpp
#define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)
```
## _IOR
用于创建只读命令,原型如下:
```cpp
#define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),sizeof(size))
```
## _IOW
用于创建只写命令,原型如下:
```cpp
#define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size))
```
## _IOWR
用于创建读写命令,原型如下:
```cpp
#define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),sizeof(size))
```