概要
ioctl 功能与 fcntl 功能类似,它可以被用于描述操作的叙述字符,获取或设置属性的描述是开放式的叙事休息,但在网络编程的两个功能有关的不同类型的操作。fcntl 作、文件操作,而 ioctl 函数除了能够操作 fcntl 函数可操作的类型之外,还能够进行接口操作、路由表操作、 ARP 快速缓存操作以及流系统操作。
ioctl 函数
该函数能够实现对已打开描写叙述符进程操作。其定义例如以下:
/* 函数功能:操作描写叙述符,设置已打开的描写叙述符属性。 * 函数原型: */ #include <sys/ioctl.h> /* Perform the I/O control operation specified by REQUEST on FD. One argument may follow; its presence and type depend on REQUEST. Return value depends on REQUEST. Usually -1 indicates error. */ int ioctl (int fd, unsigned long int request, .../* void *arg */); /* * 说明: * 把和网络相关的请求request划分为下面 6 类: * (1)套接字操作 * (2)文件操作 * (3)接口操作 * (4)ARP快速缓存操作 * (5)路由表操作 * (6)流系统 */ /* *fcntl函数 *功能:操纵文件描写叙述符,设置已打开的文件的属性*/ int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); /*说明: * fcntl 函数提供了与网络编程相关的特性例如以下: * (1)非堵塞式IO。标志:O_NONBLOCK * (2)信号驱动式IO;标志:O_ASYNC * (3)套接字属性;标志:F_GETOWN、F_SETOWN * * cmd的取值能够例如以下: * 拷贝文件描写叙述符 * F_DUPFD (long) * 设置/获取文件描写叙述符标志 * F_GETFD (void) * F_SETFD (long) * 设置/获取文件状态标志 * F_GETFL (void) * F_SETFL (long) * 获取/设置文件锁 * F_GETLK * F_SETLK,F_SETLKW */当中 request 參数以及 arg 地址指向的数据类型与网络相关。下面列出了不同网络类型相应的信息:
套接字操作
由上面表格能够知道,在套接字操作中,ioctl 函数的请求 request 參数有 3 可选值,而且这 3 个值相应的第三个參数的数据类型是一个指向整数的指针。
- SIOCATMARK:若套接字的 读指针 当前位于带外标记,则 ioctl 函数通过第三个參数指向的整数返回非 0 值;否则返回 0 值;
- SIOCGPRP:通过由第三个參数指向的整数返回套接字的 进程 ID 或进程组 ID。该 ID 指定针对套接字的 SIGIO 或 SIGURG 信号的接收进程;等价于 fcntl 函数指定 F_GETOWN 命令;
- SIOCSPGRP:把套接字的 进程 ID 或 进程组 ID 设置成由第三个參数指向的整数,该 ID 指定针对套接字的 SIGIO 或 SIGURG 信号的接收进程。等价于 fcntl 函数指定 F_SETOWN 命令。
文件操作
依据 请求 request 參数和第三个參数不同有下面的内容:
- FIONBIO:依据 ioctl 函数第三个參数指向一个 0 值或非 0 值,可清除或设置套接字的非堵塞 I/O 标志;
- FIOASYNC:依据 ioctl 函数第三个參数指向一个 0 值或非 0 值,可清除或设置套接字的信号驱动异步 I/O 标志,决定是否接收针对套接字的异步 I/O 信号(SIGIO);
- FIONREAD:依据 ioctl 函数第三个參数指向的整数返回当前套接字接收缓冲区的字节数;
- FIOSETOWN:对于套接字和前面的 SIOCSPGRP 等效:
- FIOGETOWN:对于套接字和前面的 SIOCGPGRP 等效:
接口操作
须要处理网络接口。首先必须从内核获取配置在系统上的全部接口信息。详细请求 request 參数的取值由上表可知。SIOCGIFCONF:从内核中获取系统中配置的全部接口。它使用了结构 ifconf,ifconf 又使用了 ifreq 结构。
在调用 ioctl 之前分配一个缓冲区和一个 ifconf 结构,然后初始化后者,iotctl 的第三个參数指向 ifconf 结构。
/* 结构定义例如以下:*/ struct ifconf { int ifc_len; /* size of buffer, value-result */ union { caddr_t ifcu_buf; /* input from user->kernel */ struct ifreq *ifcu_req; /* return from kernel->user */ }ifc_ifcu; }; #define ifc_buf ifc_ifcu.ifcu_buf #define ifc_req ifc_ifcu.ifcu_req #define IFNAMSIZ 16 struct ifreq { char ifr_name[IFNAMSIZ]; union { struct sockaddr ifru_addr; struct sockaddr ifru_dstaddr; struct sockaddr ifru_broadaddr; short ifru_flags; int ifru_metric; caddr_t ifru_data; }ifr_ifru; }; #define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr #define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr #define ifr_broadaddr ifr_ifru.broadaddr #define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags #define ifr_metric ifr_ifru.ifru_metric #define ifr_data ifr_ifru.ifru_data
ARP 快速缓存操作
能够使用 ioctl 函数操作 ARP 快速缓存,ioctl 函数的第三个參数必须指向一个 arpreq 结构,其结构定义例如以下:
/* ARP ioctl request. */ struct arpreq { struct sockaddr arp_pa; /* Protocol address. */ struct sockaddr arp_ha; /* Hardware address. */ int arp_flags; /* Flags. */ struct sockaddr arp_netmask; /* Netmask (only for proxy arps). */ char arp_dev[16]; }; /* ARP Flag values. */ #define ATF_COM 0x02 /* Completed entry (ha valid). */ #define ATF_PERM 0x04 /* Permanent entry. */ #define ATF_PUBL 0x08 /* Publish entry. */ #define ATF_USETRAILERS 0x10 /* Has requested trailers. */ #define ATF_NETMASK 0x20 /* Want to use a netmask (only for proxy entries). */ #define ATF_DONTPUB 0x40 /* Don't answer this addresses. */ #define ATF_MAGIC 0x80 /* Automatically added entry. */ /* Support for the user space arp daemon, arpd. */ #define ARPD_UPDATE 0x01 #define ARPD_LOOKUP 0x02 #define ARPD_FLUSH 0x03下面是请求參数的值及其功能:
- SIOCSARP:把一个新的表项加入到 ARP 快速缓存,或改动当中已经存在的一个表项。
- SIOCDARP:从 ARP 快速缓存中删除指定的一个表项;
- SIOCGARP:从 ARP 快速缓存中获取一个表项;
路由表操作
ioctl 函数有 2 个请求能够操作路由,其相应的第三个參数是指向 rtentry 结构的指针,该结构定义例如以下
/* This structure gets passed by the SIOCADDRT and SIOCDELRT calls. */ struct rtentry { unsigned long int rt_pad1; struct sockaddr rt_dst; /* Target address. */ struct sockaddr rt_gateway; /* Gateway addr (RTF_GATEWAY). */ struct sockaddr rt_genmask; /* Target network mask (IP). */ unsigned short int rt_flags; short int rt_pad2; unsigned long int rt_pad3; unsigned char rt_tos; unsigned char rt_class; #if __WORDSIZE == 64 short int rt_pad4[3]; #else short int rt_pad4; #endif short int rt_metric; /* +1 for binary compatibility! */ char *rt_dev; /* Forcing the device at add. */ unsigned long int rt_mtu; /* Per route MTU/Window. */ unsigned long int rt_window; /* Window clamping. */ unsigned short int rt_irtt; /* Initial RTT. */ };下面是请求參数的值及其功能:
- SIOCADDRT:往路由表中添加一个表项;
- SIOCDELRT:往路由表中删除一个表项;
总结
这章内容基本是环绕 ioctl 函数中的请求參数和第三个參数进行的。感觉不好记忆,由于都是一些參数标志,相关信息还是查看书本上的解说,书本上有给出几个样例。
參考资料:
《Unix 网络编程》
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