关于 ioctl 函数的执行，在 64 位操作系统上以 32 位模式编译和 64 位模式编译有什么不同？

Question

我有一个 64 位的 Enterprice SuSE 11 我有一个应用程序，它打开一个 HIDRAW 设备并在其上运行一个 ioctl 函数以从该设备获取原始信息，如下所示：

struct hidraw_devinfo devinfo;
int fd = open("/dev/hidraw0", 0);
int ret = ioctl(fd, HIDIOCGRAWINFO, &devinfo);
...

如果我在 64 位模式下编译这个程序没有错误也没有问题，当我执行应用程序时，ioctl 函数可以正常工作。

g++ main.cpp

如果我在 32 位模式下编译这个程序，也没有错误，没有问题。但是当我执行应用程序时，ioctl 函数返回 EINVAL 错误(errno = 22 , Invalid Argument)

g++ -m32 main.cpp

有什么问题？

注意：

struct hidraw_devinfo 
{
     __u32 bustype;
     __s16 vendor;
     __s16 product;
}

Answer 1

Linux ioctl 的定义和兼容性层是一个有趣的话题，我刚刚猛烈抨击。

通常ioctl 定义使用一系列宏 _IOW/_IOR 等，这些宏将您的参数类型名称作为参考，以及一个幻数和序数值，这些数值和序数值被用来为您提供您的 ioctl 参数值（例如 @ 987654325@)。 type-name 用于将sizeof(arg_type) 编码到定义中。这意味着 user 空间中使用的类型决定了 ioctl 宏生成的 value - 即 HIDIOCGRAWINFO 可能会根据包含条件而有所不同。

这是 32 位和 64 位不同的第一个点，sizeof 可能会有所不同，这取决于打包、使用模糊数据大小（例如 long），但尤其是（并且不可避免地）如果您使用指针争论。因此，在这种情况下，想要支持 32 位客户端的 64 位内核模块需要定义一个兼容性参数类型，以匹配参数类型的 32 位等效布局，从而匹配 32 位兼容 ioctl。这些 32 位等效定义使用名为 compat 的内核设施/层。

在您的情况下，sizeof() 是相同的，因此这不是您要走的路 - 但了解可能发生的全部情况很重要。

此外，内核配置可以定义CONFIG_COMPAT，它会更改系统调用包装器（尤其是围绕用户/内核接口wrt ioctl 的代码）以减轻支持32 位和64 位的负担。其中一部分包括一个称为ioctl_compat 的兼容性ioctl 回调。

我看到的是 CONFIG_COMPAT 定义了 32 位程序将生成将 ioctls 传递给 ioctl_compat 回调的代码，即使它可以生成相同的 @ 987654338@ 值与 64 位一样（例如，在您的情况下）。所以驱动程序编写者需要确保ioctl_compat 处理both 特殊（不同）32 位兼容ioctl 类型和正常的“64 位 - 或未更改的 32 位”类型。

因此，在仅 32 位和仅 64 位系统（没有 CONFIG_COMPAT）上设计和测试的内核模块可能适用于 32 位和 64 位程序，但不适用于同时支持两者的程序。

所以查看 HID 我发现这是在 2.6.38 中添加的：

http://lxr.linux.no/#linux+v2.6.38/drivers/hid/hidraw.c#L347

Answer 2

问题可能是您的程序传递给ioctl 函数的devinfo 结构不匹配。

我猜你是在 64 位系统上工作的。因此，您的内核以 64 位运行，而您正在与之通信的内核模块（使用 ioctl）也是 64 位。

当你编译你的64位用户程序时，内核模块和用户程序中devinfo的定义是一样的。

当您以 32 位编译用户程序时，内核模块中的 devinfo 定义与用户程序中的定义不同。实际上，在 32 位中，某些类型的大小会发生变化：主要是 long 和指针。因此，您的程序创建了一个特定大小的结构，内核模块以不同的方式解释它接收到的数据。内核模块可能不理解您赋予它的值，因为它不会在您放置它的位置查找它。

解决办法是注意devinfo结构体的定义，使其在编译32位和64位时具有相同的二进制表示。