ioctl函数操作「建议收藏」

ioctl函数操作「建议收藏」第十六章 ioctl操作 传统上ioctl函数是用于那些普遍使用,但不适合归入其他类别的任何特性的系统接口。Posix去掉了ioctl,它通过创建特殊的其功能已被Posix标准化的包裹函数来代替ioctl。这一章介绍和网络编程有关的ioctl操作。 1.ioctl函数 intioctl(intd,intrequest,…);

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第十六章  ioctl操作
传统上ioctl函数是用于那些普遍使用,但不适合归入其他类别的任何特性的系统接口。Posix去掉了ioctl,它通过
创建特殊的其功能已被Posix标准化的包裹函数来代替ioctl。这一章介绍和网络编程有关的ioctl操作。
 
1. ioctl函数
int ioctl(int d, int request, …);

和网络有关的ioctl请求有6类:
套接口操作
文件操作
接口操作
ARP高速缓存操作
路由表操作
流系统

2. 套接口操作
类别 请求 描述 数据类型
套接口 SIOCATMASK 在带外标志上吗 int
  SIOCSPGRP 设置套接口的进程ID和进程组ID int
  SIOCGPGPR 获取套接口的进程ID和进程组ID int
SIOCATMASK: 如果套接口的读指针在带外标志上,则通过第三个参数指向的整数返回一个非零值,否则返回零。
3. 文件操作
类别 请求 描述 数据类型
文件操作 FIONBIO 设置/清除非阻塞标志 int
  FIOASYNC 设置/清除异步I/O标志 int
  FIONREAD 获取接收缓冲区中数据的字节数 int
  FIOSETOWN 设置文件的进程ID或进程组ID int
  FIOGETOWN 获取文件的进程ID或进程组ID int
 FIONBIO: 这个请求和用fcntl的F_SETFL命令设置和清除O_NONBLOCK标志效果相同。
 4. 接口配置
类别 请求 描述 数据类型
接口 SIOCGIFCONF 获取所有接口的列表 struct ifconf
  SIOCSIFADDR 设置接口地址 struct ifreq
  SIOCGIFADDR 获取接口地址 struct ifreq
  SIOCSIFFLAGS 设置接口标志 struct ifreq
  SIOCGIFFLAGS 获取接口标志 struct ifreq
  SIOCSIFDSTADDR 设置点对点地址 struct ifreq
  SIOCGIFDSTADDR 获取点对点地址 struct ifreq
  SIOCGIFBRDADDR 获取广播地址 struct ifreq
  SIOCSIFBRDADDR 设置广播地址 struct ifreq
  SIOCGIFNETMASK 获取子网掩码 struct ifreq
  SIOCSIFNETMASK 设置子网掩码 struct ifreq
  SIOCGIFMETRIC 获取接口的测度(metric) struct ifreq
  SIOCSIFMETRIC 设置接口的测度(metric) struct ifreq
  SIOCxxx    
5. ARP
类别 请求 描述 数据类型
ARP SIOCSARP 创建/修改ARP项 struct arpreq
  SIOCGARP 获取ARP项 struct arpreq
  SIOCDARP 删除ARP项 struct arpreq
 6. 路由
类别 请求 描述 数据类型
路由 SIOCADDRT 增加路径 struct rtentry
  SIOCDELRT 删除路径 struct rtentry

具体到套接字方面的应用可以看下面的讲解

NAME

netdevice – 底层访问 Linux 网络设备.

总览 (SYNOPSIS)

#include <
sys/ioctl.h>
 


#include <net/if.h>

描述 (DESCRIPTION)

本手册 描述 用于 配置 网络设备 的 套接字(socket) 接口.

Linux 支持 一些 配置 网络设备 的 标准 ioctl. 他们 用于 任意的 套接字 描述符, 而 无须 了解 其 类型 或 系列. 他们 传递 一个 ifreq结构:

struct ifreq
{
    char            ifr_name[IFNAMSIZ];   /* Interface name */
    union {
                    struct sockaddr       ifr_addr;
                    struct sockaddr       ifr_dstaddr;
                    struct sockaddr       ifr_broadaddr;
                    struct sockaddr       ifr_netmask;
                    struct sockaddr       ifr_hwaddr;
                    short                 ifr_flags;
                    int                   ifr_ifindex;
                    int                   ifr_metric;
                    int                   ifr_mtu;
                    struct ifmap          ifr_map;
                    char                  ifr_slave[IFNAMSIZ];
                    char                  ifr_newname[IFNAMSIZ];
                    char *                ifr_data;
    };
}
struct ifconf 
{ 
    int ifc_len;                          /* size of buffer */
    union {            
                    char *                ifc_buf; /* buffer address */ 
                    struct ifreq *ifc_req; /* array of structures */
    };  
};     

一般说来, ioctl 通过 把 ifr_name 设置为 接口 的 名字 来 指定 将要 操作 的 设备. 结构的 其他成员 可以 分享 内存.

IOCTLS

如果 某个 ioctl 标记为 特权操作, 那么 操作时 需要 有效uid 为 0, 或者 拥有 
CAP_NET_ADMIN
 能力. 否则 将 返回 
EPERM .

SIOCGIFNAME

给定 
ifr_ifindex, 返回 
ifr_name 中 的 接口名字. 这是 唯一 返回 
ifr_name 内容 的 ioctl. 

SIOCGIFINDEX

把 接口 的 索引 存入 
ifr_ifindex.

SIOCGIFFLAGS
SIOCSIFFLAGS

读取 或 设置 设备的 活动标志字. 
ifr_flags 包含 下列值 的 屏蔽位:

设备标志
IFF_UP 接口正在运行.
IFF_BROADCAST 有效的广播地址集.
IFF_DEBUG 内部调试标志.
IFF_LOOPBACK 这是自环接口.
IFF_POINTOPOINT 这是点到点的链路接口.
IFF_RUNNING 资源已分配.
IFF_NOARP 无arp协议, 没有设置第二层目的地址.
IFF_PROMISC 接口为杂凑(promiscuous)模式.
IFF_NOTRAILERS 避免使用trailer .
IFF_ALLMULTI 接收所有组播(multicast)报文.
IFF_MASTER 主负载平衡群(bundle).
IFF_SLAVE 从负载平衡群(bundle).
IFF_MULTICAST 支持组播(multicast).
IFF_PORTSEL 可以通过ifmap选择介质(media)类型.
IFF_AUTOMEDIA 自动选择介质.
IFF_DYNAMIC 接口关闭时丢弃地址.

设置 活动标志字 是 特权操作, 但是 任何进程 都可以 读取 标志字. 

SIOCGIFMETRIC
SIOCSIFMETRIC

使用 
ifr_metric 读取 或 设置 设备的 metric 值. 该功能 目前 还没有 实现. 读取操作 使 
ifr_metric 置 0, 而 设置操作 则 返回 
EOPNOTSUPP. 

SIOCGIFMTU
SIOCSIFMTU

使用 
ifr_mtu 读取 或 设置 设备的 MTU(最大传输单元). 设置 MTU 是 特权操作. 过小的 MTU 可能 导致 内核 崩溃. 

SIOCGIFHWADDR
SIOCSIFHWADDR

使用 
ifr_hwaddr 读取 或 设置 设备的 硬件地址. 设置 硬件地址 是 特权操作. 

SIOCSIFHWBROADCAST

使用 
ifr_hwaddr 读取 或 设置 设备的 硬件广播地址. 这是个 特权操作. 

SIOCGIFMAP
SIOCSIFMAP

使用 
ifr_map 读取 或 设置 接口的 硬件参数. 设置 这个参数 是 特权操作. 

struct ifmap 
{
    unsigned long   mem_start;
    unsigned long   mem_end;
    unsigned short  base_addr; 
    unsigned char   irq;                  
    unsigned char   dma; 
    unsigned char   port; 
};

对 ifmap 结构 的 解释 取决于 设备驱动程序 和 体系结构.

SIOCADDMULTI
SIOCDELMULTI

使用 
ifr_hwaddr 在 设备的 链路层 组播过滤器 (multicase filter) 中 添加 或 删除 地址. 这些是 特权操作. 参看 
packet(7)
. 

SIOCGIFTXQLEN
SIOCSIFTXQLEN

使用 
ifr_qlen 读取 或 设置 设备的 传输队列长度. 设置 传输队列长度 是 特权操作.

SIOCSIFNAME

把 
ifr_ifindex 中 指定的 接口名字 改成 
ifr_newname. 这是个 特权操作.

SIOCGIFCONF

返回 接口地址(传输层) 列表. 出于 兼容性, 目前 只代表 AF_INET 地址. 用户 传送 一个 
ifconf 结构 作为 ioctl 的 参数. 其中
ifc_req 包含 一个 指针 指向 
ifreq 结构数组, 他的 长度 以字节 为单位 存放在 
ifc_len 中. 内核 用 所有 当前的 L3(第三层?) 接口地址 填充 ifreqs, 这些 接口 正在 运行: 
ifr_name 存放 接口名字 (eth0:1等), 
ifr_addr 存放 地址. 内核 在 
ifc_len 中 返回 实际长度; 如果 他 等于 初始长度, 表示 溢出了, 用户 应该 换一个 大些的 缓冲区 重试 一下. 没有 发生 错误时 ioctl 返回 0, 否则 返回 -1, 溢出 不算 错误.

大多数 协议 使用 自己的 ioctl 配置 协议 特定的 接口 操作. 具体 情况参看 协议的 帮助手册. 要配置 IP 地址 可以 参看 ip(7).

另外, 某些 设备 有 专用的 ioctl, 这里 不做 叙述.

注意 (NOTE)

严格说来 
SIOCGIFCONF 
是 专门 针对 IP 的, 它 属于 
ip
(7).

注意 (NOTE)

可以 通过 
/proc/net/dev
 看到 没有 地址 或 没有 
IFF_RUNNING 
标志 的 接口名字.

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