Liunx用户和内核空间之间的通信实现

其中调用到函数的说明：

★ fget()函数，它是用来获取操作文件的指针，在这篇文档里，我是使用socket创建了一个文件描述符，fd = socket(AF_INET6, SOCK_DGRAM, 0);用户态的创建socket()到内核中传给函数sys_socket()处理, sys_socket()函数先调用函数sock_create()创建socket，然后把socket操作和文件操作关联起来，具体调用函数 sock_map_fd()来实现，成功后将文件描述和文件结构file都保存在sock->file中。

对于函数fget()函数，它首先调用fcheck函数，检查一下文件描述符fd是否对应一个打开的文件，如果是就获取该文件，调用函数get_file()将f_count加1。

具体看一下fcheck函数的执行，参考代码：

include/linux/file.h
static inline struct file * fcheck(unsigned int fd)
{
struct file * file = NULL;
struct files_struct *files = current->files;

if (fd < files->max_fds) /*max_fds是最多打开的文件数*/
file = files->fd[fd]; /*其中files_struct结构中定义的file是进程文件描述符表*/
return file;
}

★ filp->f_op->ioctl()函数，调用设备对应的ioctl函数，对于使用socket创建文件描述符，它应该调用sock_ioctl()函数，具体流程图如下：

每一个设备都可以定义自己的ioctl命令字，命令编号的范围是 SIOCDEVPRIVATE到SIOCDEVPRIVATE + 15。针对ipv6隧道，它定一个四个命令字，分别是SIOCGETTUNNEL，SIOCADDTUNNEL，SIOCCHGTUNNEL， SIOCDELTUNNEL。用户空间通过ioctl系统调用，最终调用到内核中定义的函数ip6ip6_tnl_ioctl。

sock_ioctl()函数调用中有关的内核函数：
sock_ioctl
inet6_ioctl
dev_ioctl
dev_ifsioc

■ sock_ioctl()

功能:：直接调用一个协议特定的函数，如：当socket family是PF_INET6，调用函数inet6_ioctl。

■ inet6_ioctl()

功能：v6对应socket的ioctl内核函数，根据不同的case情况，作相应的处理。

case SIOCADDRT:
case SIOCDELRT: 
return(ipv6_route_ioctl(cmd,(void *)arg));/*对路由表的ioctl操作，
调用内核函ipv6_route_ioctl进行增加或是删除*/

当ioctl命令字不满足上述各种case情况时：

default:
if ((cmd >= SIOCDEVPRIVATE) &&
(cmd <= (SIOCDEVPRIVATE + 15)))
return(dev_ioctl(cmd,(void *) arg));

该设备自己定义了一些ioctl命令字范围在SIOCDEVPRIVATE到SIOCDEVPRIVATE + 15之间），调用函数dev_ioctl实现对该设备指定的ioctl命令的操作。

■ dev_ioctl()

功能：用来处理所有设备接口的ioctl请求，只是一个包装器， 实际的动作将由dev_ifsioc()来实现。dev_ioctl做的只是检查这个调用是否具有了正当的权限。

■ dev_ifsioc()

功能：真正处理所有设备接口的ioctl请求。

具体操作说明：函数首先要做的一些事情包括得到与ifr.ifr_name相匹配的设备的结构，但这是在实现特定的接口命令之后。这些特定的接口命令被放置到一个巨大的switch语句之中。其中SIOCDEVPRIVATE命令和其他的在0x89F0到0x89FF之间的代码将出现在switch语句中的一个分支——default语句中，代码最后还增加了对无线网络的支持。内核执行时会检查表示设备的结构变量中，是否已经定义了一个与设备相关的ioctl句柄（handler）。这里的句柄是一个函数指针，它在表示设备的结构变量中 do_ioctl部分。如果已经设置了这个句柄，那么内核将会执行它。如ipv6隧道设备体，在初始化时，就作了说明：dev->do_ioctl = ip6ip6_tnl_ioctl，其中函数ip6ip6_tnl_ioctl就是该设备对应的ioctl句柄，由于隧道设备是自己定义的ioctl命令字，因而执行应在default语句中，进而调用到自己定义的ioctl处理函数ip6ip6_tnl_ioctl。