一、ioctl的簡介：
雖然在文件操作結構體"structfile_operations"中有很多對應的設備操作函數，但是有些命令是實在找不到對應的操作函數。如CD-ROM的驅動，想要一個彈出光驅的操作，這種操作並不是所有的字符設備都需要的，所以文件操作結構體也不會有對應的函數操作。
出於這樣的原因，ioctl就有它的用處了————一些沒辦法歸類的函數就統一放在ioctl這個函數操作中，通過指定的命令來實現對應的操作。所以，ioctl函數裏面都實現了多個的對硬件的操作，通過應用層傳入的命令來調用相應的操作。
來個圖來說一下應用層與驅動函數的ioctl之間的聯繫：
上面的圖可以看出，fd通過內核後找到對應的inode和file結構體指針並傳給驅動函數，而另外兩個參數卻沒有修改(類型改了沒什麼關係)。
簡單介紹一下函數：
int (*ioctl) (struct inode * node,struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg);
參數：
1)inode和file：ioctl的操作有可能是要修改文件的屬性，或者訪問硬件。要修改
文件屬性的話，就要用到這兩個結構體了，所以這裏傳來了它們的指針。
2)cmd：命令
3)arg：參數
返回值：
1)如果傳入的非法命令，ioctl返回錯誤號-EINVAL。
2)內核中的驅動函數返回值都有一個默認的方法，只要是正數，內核就會傻乎乎的認爲這是正確的返回，並把它傳給應用層，如果是負值，內核就會認爲它是錯誤號了。
Ioctl裏面多個不同的命令，那就要看它函數的實現來決定返回值了。打個比方，如果ioctl裏面有一個類似read的函數，那返回值也就可以像read一樣返回。當然，不返回也是可以的。
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這裏主要說一下cmd命令，因爲我在寫驅動的時候出錯，定義的cmd命令無法調用，網上各種查資料，才解決。。。。。。
Linux內核一般會自動地過濾到一些不合法的cmd定義，比如你自己定義的1，2，
cmd爲1，2沒有type、沒有number，沒有direction，也沒有size，Linux內核自動過濾掉你的ioctl請求，你的ioctl根本就沒有到驅動ioctl上就被返回錯誤了。
二，ioctl參數cmd
一個cmd被分爲了4個段，每一段都有各自的意義，cmd的定義在。注：但實際上中只是包含了，這說明了這是跟平臺相關的，ARM的定義在，但這文件也是包含別的文件，千找萬找，終於找到了。
在中，cmd拆分如下：
解釋一下四部分，全部都在和ioctl-number.txt這兩個文檔有說明。
1)幻數：說得再好聽的名字也只不過是個0~0xff的數，佔8bit(_IOC_TYPEBITS)。這個數是用來區分不同的驅動的，像設備號申請的時候一樣，內核有一個文檔給出一些推薦的或者已經被使用的幻數。
/*Documentation/ioctl/ioctl-number.txt*/
164 'w' all CERN SCIdriver
165 'y' 00-1F packetbased user level communications
166
167 'z' 00-3F CAN buscard
168
169 'z' 40-7F CAN buscard
170
可以看到'x'是還沒有人用的，我就拿這個當幻數！
2)序數：用這個數來給自己的命令編號，佔8bit(_IOC_NRBITS)，我的程序從1開始排序。
3)數據傳輸方向：佔2bit(_IOC_DIRBITS)。如果涉及到要傳參，內核要求描述一下傳輸的方向，傳輸的方向是以應用層的角度來描述的。
1)_IOC_NONE：值爲0，無數據傳輸。
2)_IOC_READ：值爲1，從設備驅動讀取數據。
3)_IOC_WRITE：值爲2，往設備驅動寫入數據。
4)_IOC_READ|_IOC_WRITE：雙向數據傳輸。
4)數據大小：與體系結構相關，ARM下佔14bit(_IOC_SIZEBITS)，如果數據是int，內核給這個賦的值就是sizeof(int)。
強調一下，內核是要求按這樣的方法把cmd分類，當然你也可以不這樣幹，這只是爲了迎合內核的要求，讓自己的程序看上去很正宗。上面我的程序沒按要求照樣運行。
既然內核這樣定義cmd，就肯定有方法讓用戶方便定義：
_IO(type,nr) //沒有參數的命令
_IOR(type,nr,size) //該命令是從驅動讀取數據
_IOW(type,nr,size) //該命令是從驅動寫入數據
_IOWR(type,nr,size) //雙向數據傳輸
上面的命令已經定義了方向，我們要傳的是幻數(type)、序號(nr)和大小(size)。在這裏szie的參數只需要填參數的類型，如int，上面的命令就會幫你檢測類型的正確然後賦值sizeof(int)。
有生成cmd的命令就必有拆分cmd的命令：
_IOC_DIR(cmd) //從命令中提取方向
_IOC_TYPE(cmd) //從命令中提取幻數
_IOC_NR(cmd) //從命令中提取序數
_IOC_SIZE(cmd) //從命令中提取數據大小
越講就越複雜了，既然講到這，隨便就講一下預定義命令。
預定義命令是由內核來識別並且實現相應的操作，換句話說，一旦你使用了這些命令，你壓根也不要指望你的驅動程序能夠收到，因爲內核拿掉就把它處理掉了。
分爲三類：
1)可用於任何文件的命令
2)只用於普通文件的命令
3)特定文件系統類型的命令
其實上面的我三類我也沒搞懂，反正我自己隨便編了幾個數當命令都沒出錯，如果真的怕出錯，那就不要用別人已經使用的幻數就行了。
講了這麼多，終於要上程序了，修改一下上一個程序，讓它看起來比較有內涵。
/3rd_char/3rd_char_4/2nd
1)先改一下命令：
/*test_cmd.h*/
1 #ifndef _TEST_CMD_H
2 #define _TEST_CMD_H
3
4 #define TEST_MAGIC 'x' //定義幻數
5 #define TEST_MAX_NR 1 //定義命令的最大序數，只有一個命令當然是1
6
7 #define TEST_CLEAR _IO(TEST_MAGIC, 0)
8
9 #endif /*_TEST_CMD_H*/
2)既然這麼辛苦改了cmd，在驅動函數當然要做一些參數檢驗：
/*test.c*/
122 int test_ioctl (struct inode*node, struct file *filp, unsigned int cmd, unsigned long arg)
123 {
124 int ret = 0;
125 struct _test_t *dev =filp->private_data;
126
127 /*既然這麼費勁定義了命令，當然要檢驗命令是否有效*/
128 if(_IOC_TYPE(cmd) != TEST_MAGIC) return - EINVAL;
129 if(_IOC_NR(cmd)> TEST_MAX_NR) return - EINVAL;
130
131 switch(cmd){
132 case TEST_CLEAR:
133 memset(dev->kbuf,0, DEV_SIZE);
134 dev->cur_size =0;
135 filp->f_pos = 0;
136 ret = 0;
137 break;
138 default: /*命令錯誤時的處理*/
139 P_DEBUG("errorcmd!\n");
140 ret = - EINVAL;
141 break;
142 }
143
144 return ret;
145 }
每個參數的傳入都會先檢驗一下幻數還有序數是否正確。
-----lecho---------20150915-------------這個幻數的使用看，經過本人測試是，正確的