http://blog.csdn.net/hzn407487204/article/details/7995041
为什么要用_IO, _IOR, _IOW,_IOWR宏呢，直接自己定义不行吗？
答：对于系统支持设备的ioctl号，你可以在/usr/include下面的头文件中找到，对于你自己的设备，如果需要使用ioctl接口，则需要定义自己的ioctl号。以前的2.4中有个问题是，大家都随便定义自己的ioctl号，造成很大可能性的重复性。一个坏处是难以管理，另外一个是容易造成错误，例如如果用户本来希望打开一个串口设备，结果通过open打开了网口，如果串口的某个ioctl号正好是网口的关闭操作，这样就会造成错误。在2.6里面，你定义自己的ioctl号最好使用_IO, _IOR, _IOW和_IORW来定义，这些宏考虑了第三个参数的长度，设备的magic number，以及操作的方向等，避免了2.4中的问题.
在驱动程序里，ioctl()函数上传送的变量cmd是应用程序用于区别设备驱动程序请求处理内容的值。cmd除了可区别数字外，还包含有助于处理的几种相应信息。cmd的大小为32位，共分4个域： bit31~bit30 2位为“区别读写”区，作用是区分是读取命令还是写入命令。 bit29~bit15 14位为"数据大小"区，表示ioctl()中的arg变量传送的内存大小。 bit20~bit08 8位为“魔数"(也称为"幻数")区，这个值用以与其它设备驱动程序的ioctl命令进行区别。 bit07~bit00 8位为"区别序号"区，是区分命令的命令顺序序号。像命令码中的“区分读写区”里的值可能是_IOC_NONE（0值）表示无数据传输，_IOC_READ (读)，_IOC_WRITE (写)，_IOC_READ|_IOC_WRITE (双向)。内核定义了_IO() , _IOR() , IOW()和_IOWR()这4个宏来辅助生成上面的cmd。下面分析_IO()的实现，其它的类似：
在asm-generic/ioctl.h里可以看到_IO()的定义：
#define _IO(type,nr) _IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)
再看_IOC()的定义：
#define _IOC(dir,type,nr,size) \ (((dir) << _IOC_DIRSHIFT) | \ ((type) << _IOC_TYPESHIFT) | \ ((nr) << _IOC_NRSHIFT) | \ ((size) << _IOC_SIZESHIFT))
可见，_IO()的最后结果由_IOC()中的4个参数移位组合而成。再看_IOC_DIRSHIT的定义：
#define _IOC_DIRSHIFT (_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS)
_IOC_SIZESHIFT的定义：
#define _IOC_SIZESHIFT (_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS)
_IOC_TYPESHIF的定义：
#define _IOC_TYPESHIFT (_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS)
_IOC_NRSHIFT的定义：
#define _IOC_NRSHIFT 0
_IOC_NRBITS的定义：
#define _IOC_NRBITS 8
_IOC_TYPEBITS的定义：
#define _IOC_TYPEBITS 8
由上面的定义，往上推得到：
引用
_IOC_TYPESHIFT = 8
_IOC_SIZESHIFT = 16
_IOC_DIRSHIFT = 30
所以，(dir) << _IOC_DIRSHIFT)表是dir往左移30位，即移到bit31~bit30两位上，得到方向(读写)的属性； (size) << _IOC_SIZESHIFT)位左移16位得到“数据大小”区； (type) << _IOC_TYPESHIFT)左移8位得到"魔数区"； (nr) << _IOC_NRSHIFT)左移0位( bit7~bit0)。这样，就得到了_IO()的宏值。
这几个宏的使用格式为：
·_IO (魔数，基数);
·_IOR (魔数，基数，变量型)
·_IOW (魔数，基数，变量型)
·_IOWR (魔数，基数，变量型)
魔数(magic number) 魔数范围为0~255。通常，用英文字符"A" ~ "Z"或者"a" ~ "z"来表示。设备驱动程序从传递进来的命令获取魔数，然后与自身处理的魔数想比较，如果相同则处理，不同则不处理。魔数是拒绝误使用的初步辅助状态。设备驱动程序可以通过_IOC_TYPE (cmd)来获取魔数。不同的设备驱动程序最好设置不同的魔数，但并不是要求绝对，也是可以使用其他设备驱动程序已用过的魔数。基(序列号)数 基数用于区别各种命令。通常，从0开始递增，相同设备驱动程序上可以重复使用该值。例如，读取和写入命令中使用了相同的基数，设备驱动程序也能分辨出来，原因在于设备驱动程序区分命令时使用switch，且直接使用命令变量cmd值。创建命令的宏生成的值由多个域组合而成，所以即使是相同的基数，也会判断为不同的命令。设备驱动程序想要从命令中获取该基数，就使用下面的宏：_IOC_NR (cmd)通常，switch中的case值使用的是命令的本身。变量型 变量型使用arg变量指定传送的数据大小，但是不直接代入输入，而是代入变量或者是变量的类型，原因是在使用宏创建命令，已经包含了sizeof()编译命令。比如_IOR()宏的定义是：
引用
#define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))
而_IOC_TYPECHECK()的定义正是：
引用
#define _IOC_TYPECHECK(t) (sizeof(t))
设备驱动程序想要从传送的命令获取相应的值，就要使用下列宏函数： _IOC_SIZE(cmd)
_IO宏
该宏函数没有可传送的变量，只是用于传送命令。例如如下约定：
引用
#define TEST_DRV_RESET _IO (‘Q’, 0)
此时，省略由应用程序传送的arg变量或者代入0。在应用程序中使用该宏时，比如：
ioctl (dev, TEST_DEV_RESET, 0)或者 ioctl (dev, TEST_DRV_RESET)。这是因为变量的有效因素是可变因素。只作为命令使用时，没有必要判断出设备上数据的输出或输入。因此，设备驱动程序没有必要执行设备文件大开选项的相关处理。
_IOR宏 该函数用于创建从设备读取数据的命令，例如可如下约定：
引用
#define TEST_DEV_READ _IRQ(‘Q’, 1, int)
这说明应用程序从设备读取数据的大小为int。下面宏用于判断传送到设备驱动程序的cmd命令的读写状态： _IOC_DIR (cmd)运行该宏时，返回值的类型如下：
·_IOC_NONE :无属性
·_IOC_READ :可读属性
·_IOC_WRITE :可写属性
·_IOC_READ | _IOC_WRITE :可读，可写属性
使用该命令时，应用程序的ioctl()的arg变量值指定设备驱动程序上读取数据时的缓存(结构体)地址。_IOW宏 用于创建设备上写入数据的命令，其余内容与_IOR相同。通常，使用该命令时，ioctl()的arg变量值指定设备驱动程序上写入数据时的缓存(结构体)地址。_IOWR宏 用于创建设备上读写数据的命令。其余内容与_IOR相同。通常，使用该命令时，ioctl()的arg变量值指定设备驱动程序上写入或读取数据时的缓存(结构体)地址。_IOR() , _IOW(), IORW()的定义： #define _IOR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) #define _IOW(type,nr,size) _IOC(_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size))) #define _IOWR(type,nr,size) _IOC(_IOC_READ|_IOC_WRITE,(type),(nr),(_IOC_TYPECHECK(size)))
而现在我喜欢深邃的夜空，包容一切的黑暗和隐忍，留下眼泪也没人看见。
