当前位置: 首页 > 面试题库 >

P /调用ioctl系统调用

金嘉言
2023-03-14
问题内容

我正在开发一个需要与Video4Linux抽象交互的应用程序。该应用程序使用mono框架以C#开发。

我面临的问题是我无法P /调用ioctl系统调用。或者,更准确地说,我可以P /调用它,但是它崩溃严重。

extern声明如下:

[DllImport("libc", EntryPoint = "ioctl", SetLastError = true)]
private extern static int KernelIoCtrl(int fd, int request, IntPtr data);

到目前为止,一切都很好。

使用的实际例程KernelIoCtrl如下:

protected virtual int Control(IoSpecification request, object data)
{
    GCHandle dataHandle;
    IntPtr dataPointer = IntPtr.Zero;

    try {
        // Pin I/O control data
        if (data != null) {
            dataHandle = GCHandle.Alloc(data, GCHandleType.Pinned);
            dataPointer = dataHandle.AddrOfPinnedObject();
        }
        // Perform I/O control
        int result =  KernelIoCtrl(mFileDescriptor, request.RequestCode, dataPointer);
        int errno = Marshal.GetLastWin32Error();

        // Throw exception on errors
        if (errno != (int)ErrNumber.NoError)
            throw new System.ComponentModel.Win32Exception(errno);

        return (result);
    } finally {
        if (dataPointer != IntPtr.Zero)
            dataHandle.Free();
    }
}

以上所有代码似乎都不错。该类IoSpecification用于按照标头规范计算I /
O请求代码(基本上,它遵循处_IOC声明的宏)/usr/include/linux/asm/ioctl.h

data参数是一个结构,声明如下:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
public struct Capability
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]
    public string Driver;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 32)]
    public string Device;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 32)]
    public string BusInfo;

    public UInt32 Version;

    public CapabilityFlags Capabilities;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst=4)]
    public UInt32[] Reserved;
}

应该模仿以下结构(在处声明/usr/include/linux/videodev2.h):

struct v4l2_capability {
    __u8    driver[16];     /* i.e. "bttv" */
    __u8    card[32];       /* i.e. "Hauppauge WinTV" */
    __u8    bus_info[32];   /* "PCI:" + pci_name(pci_dev) */
    __u32   version;        /* should use KERNEL_VERSION() */
    __u32   capabilities;   /* Device capabilities */
    __u32   reserved[4];
};

在发生崩溃之前,IOCTL请求代码计算存在问题,并且KernelIoCtrl按预期方式工作(返回errno等于 EINVAL
)。当我更正了该错误(并确实具有正确的IOCTRL请求代码)后,该调用已开始导致崩溃。

总而言之,似乎在结构编组中存在问题,但是我看不到它出了什么问题。

我担心问题出在变量参数列表中,因为 ioctl 例程被声明为follow(从man中获取):

int ioctl(int d, int request, ...);

但是我看到很多代码将上述例程声明为int ioctl(int d, int request, void*);,并且可以确保特定的IOCTRL请求仅接受一个参数。


问题答案:

用法示例:

Capability capability;

if (UnsafeNativeMethods.Ioctl(handle, request, ref capability) == -1)
{
    throw new UnixIOException();
}

能力:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Size = 104)]
internal struct Capability
{
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 16)]
    public string Driver;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 32)]
    public string Device;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 32)]
    public string BusInfo;

    public uint Version;

    public CapabilityFlags Capabilities;
}

UnsafeNativeMethods:

internal static class UnsafeNativeMethods
{
    [ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.MayFail)]
    [DllImport("libc", EntryPoint = "close", SetLastError = true)]
    internal static extern int Close(IntPtr handle);

    [DllImport("libc", EntryPoint = "ioctl", SetLastError = true)]
    internal static extern int Ioctl(SafeUnixHandle handle, uint request, ref Capability capability);

    [DllImport("libc", EntryPoint = "open", SetLastError = true)]
    internal static extern SafeUnixHandle Open(string path, uint flag, int mode);

    internal static string Strerror(int error)
    {
        try
        {
            var buffer = new StringBuilder(256);
            var result = Strerror(error, buffer, (ulong)buffer.Capacity);
            return (result != -1) ? buffer.ToString() : null;
        }
        catch (EntryPointNotFoundException)
        {
            return null;
        }
    }

    [DllImport("MonoPosixHelper", EntryPoint = "Mono_Posix_Syscall_strerror_r", SetLastError = true)]
    private static extern int Strerror(int error, [Out] StringBuilder buffer, ulong length);
}

SafeUnixHandle:

[SecurityPermission(SecurityAction.InheritanceDemand, UnmanagedCode = true)]
[SecurityPermission(SecurityAction.Demand, UnmanagedCode = true)]
internal sealed class SafeUnixHandle : SafeHandle
{
    [ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.MayFail)]
    private SafeUnixHandle()
        : base(new IntPtr(-1), true)
    {
    }

    public override bool IsInvalid
    {
        get { return this.handle == new IntPtr(-1); }
    }

    [ReliabilityContract(Consistency.WillNotCorruptState, Cer.MayFail)]
    protected override bool ReleaseHandle()
    {
        return UnsafeNativeMethods.Close(this.handle) != -1;
    }
}

UnixIOException:

[Serializable]
public class UnixIOException : ExternalException
{
    private readonly int nativeErrorCode;

    [SecurityPermission(SecurityAction.Demand, UnmanagedCode = true)]
    public UnixIOException()
        : this(Marshal.GetLastWin32Error())
    {
    }

    [SecurityPermission(SecurityAction.Demand, UnmanagedCode = true)]
    public UnixIOException(int error)
        : this(error, GetErrorMessage(error))
    {
    }

    [SecurityPermission(SecurityAction.Demand, UnmanagedCode = true)]
    public UnixIOException(string message)
        : this(Marshal.GetLastWin32Error(), message)
    {
    }

    public UnixIOException(int error, string message)
        : base(message)
    {
        this.nativeErrorCode = error;
    }

    public UnixIOException(string message, Exception innerException)
        : base(message, innerException)
    {
    }

    protected UnixIOException(SerializationInfo info, StreamingContext context)
        : base(info, context)
    {
        this.nativeErrorCode = info.GetInt32("NativeErrorCode");
    }

    public int NativeErrorCode
    {
        get { return this.nativeErrorCode; }
    }

    public override void GetObjectData(SerializationInfo info, StreamingContext context)
    {
        if (info == null)
        {
            throw new ArgumentNullException("info");
        }

        info.AddValue("NativeErrorCode", this.nativeErrorCode);
        base.GetObjectData(info, context);
    }

    private static string GetErrorMessage(int error)
    {
        var errorDescription = UnsafeNativeMethods.Strerror(error);
        return errorDescription ?? string.Format("Unknown error (0x{0:x})", error);
    }
}


 类似资料:
  • 本章描述 Linux 内核中的系统调用概念。 系统调用概念简介 - 介绍 Linux 内核中的系统调用概念 Linux 内核如何处理系统调用 - 介绍 Linux 内核如何处理来自于用户空间应用的系统调用。 vsyscall and vDSO - 介绍 vsyscall 和 vDSO 概念。 Linux 内核如何运行程序 - 介绍一个程序的启动过程。 open 系统调用的实现 - 介绍 open

  • 系统调用sendfile Sendfile是Linux实现的系统调用,可以通过避免文件在内核态和用户态的拷贝来优化文件传输的效率。 其中大名鼎鼎的分布式消息队列服务Kafka就使用sendfile来优化效率,具体用法可参见其官方文档。 优化策略 在普通进程中,要从磁盘拷贝数据到网络,其实是需要通过系统调用,进程也会反复在用户态和内核态切换,频繁的数据传输在此有效率问题。因此我们必须意识到Linux

  • 系统调用 我们要想启动一个进程,需要操作系统的调用(system call)。实际上操作系统和普通进程是运行在不同空间上的,操作系统进程运行在内核态(todo: kernel space),开发者运行的进程运行在用户态(todo: user space),这样有效规避了用户程序破坏系统的可能。 如果用户态进程想执行内核态的操作,只能通过系统调用了。Linux提供了超多系统调用函数,我们关注与进程相

  • 11.3.1 默认的调用规范 通常, FreeBSD 的内核使用 C 语言的调用规范。 此外, 虽然我们使用 int 80h 来访问内核, 但是我们常常通过调用一个函数来执行 int 80h, 而不是直接访问。 这个规范是非常方便的, 比 Microsoft® 的 MS-DOS® 上使用的规范更加优越。 为什么呢? 因为 UNIX® 的规范允许任何语言所写的程序访问内核。 汇编语言也可以这样做,

  • 当想知道一个进程在做什么事情的时候,可以通过strace命令跟踪一个进程的所有系统调用。 1、运行 php start.php status 能看到workerman相关进程的信息 如下: Hello admin ---------------------------------------GLOBAL STATUS-----------------------------------------

  • 我刚刚开始研究系统调用。我想知道当进行系统调用时是什么导致了开销。 例如,如果我们考虑getpid(),当系统调用getpid()时,我的猜测是,如果控件当前位于子进程中,则必须进行上下文切换才能进入父进程以获取pid。这会导致间接费用吗? 此外,当调用getpid()时,会有一些元数据跨用户空间边界传输,并进入和退出内核。那么,用户空间和内核之间的不断切换也会导致一些开销吗?