DRM全解析 —— ADD_FB2（2）

本文参考以下博文：

特此致谢！

本回对于DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2的ioctl系统调用进行深入分析。

众所周知，ioctl系统调用会从用户空间进入到内核空间进行相关操作和处理，之后将结果返回用户空间。因此，要以DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2为线索（关键字）进入到Linux Kernel源码中，看一下与libdrm中此项对应的DRM的相关代码。

笔者的内核版本为6.1。在内核源码中搜索“DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2”，虽然有几处，但是我们想要的是drivers/gpu/drm/drm_ioctl.c中的这一行代码：

DRM_IOCTL_DEF(DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2, drm_mode_addfb2_ioctl, 0),

DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2是一个宏，其定义不单在libdrm源码中有，在Linux Kernel代码中同样存在，因为libdrm和DRM要上下对应起来。在DRM即内核源码中对应的文件是include/uapi/drm/drm.h，代码如下：

#define DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2		DRM_IOWR(0xB8, struct drm_mode_fb_cmd2)

宏最终展开后的定义为：

#define DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2        ( ((3)  << 30) | (('d') << 8) | ((0xB8)   << 0) | ((sizeof(struct drm_mode_fb_cmd2)) << 16) )

DRM_IOCTL_DEF是一个宏，在同文件（drivers/gpu/drm/drm_ioctl.c）中定义，如下：

#define DRM_IOCTL_DEF(ioctl, _func, _flags)	\
	[DRM_IOCTL_NR(ioctl)] = {		\
		.cmd = ioctl,			\
		.func = _func,			\
		.flags = _flags,		\
		.name = #ioctl			\
	}

DRM_IOCTL_NR也是一个宏，在include/drm/drm_ioctl.h中定义，如下：

#define DRM_IOCTL_NR(n)                _IOC_NR(n)

_IOC_NRSHIFT、_IOC_NRMASK等宏定义就在上边，如下：

#define _IOC_NRBITS	8
#define _IOC_TYPEBITS	8
 
/*
 * Let any architecture override either of the following before
 * including this file.
 */
 
#ifndef _IOC_SIZEBITS
# define _IOC_SIZEBITS	14
#endif
 
#ifndef _IOC_DIRBITS
# define _IOC_DIRBITS	2
#endif
 
#define _IOC_NRMASK	((1 << _IOC_NRBITS)-1)
#define _IOC_TYPEMASK	((1 << _IOC_TYPEBITS)-1)
#define _IOC_SIZEMASK	((1 << _IOC_SIZEBITS)-1)
#define _IOC_DIRMASK	((1 << _IOC_DIRBITS)-1)
 
#define _IOC_NRSHIFT	0
#define _IOC_TYPESHIFT	(_IOC_NRSHIFT+_IOC_NRBITS)
#define _IOC_SIZESHIFT	(_IOC_TYPESHIFT+_IOC_TYPEBITS)
#define _IOC_DIRSHIFT	(_IOC_SIZESHIFT+_IOC_SIZEBITS)

看过libdrm全解析系列文章的读者会有印象，笔者在其中详细讲过_IOC相关的宏定义，当时讲的是在/usr/include/asm-generic/ioctl.h（注意，此处是系统路径，而非内核源码相对路径）中的以下代码：

#define _IO(type,nr)		_IOC(_IOC_NONE,(type),(nr),0)
#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)))

此处的_IOC_NR实际上就是_IO、_IOR、_IOW、_IOWR宏的“反宏”。IO、_IOR、_IOW、_IOWR宏是将4部分功能组成一个整体，而_IOC_DIR、_IOC_TYPE、_IOC_NR、_IOC_SIZE宏则是将整体中的4个部分一一拆分出来。

综上，DRM_IOCTL_DEF宏定义逐层展开为：

#define DRM_IOCTL_DEF(ioctl, _func, _flags)	\
	[_IOC_NR(ioctl)] = {		\
		.cmd = ioctl,			\
		.func = _func,			\
		.flags = _flags,		\
		.name = #ioctl			\
	}

--->

#define DRM_IOCTL_DEF(ioctl, _func, _flags)	\
	[(((ioctl) >> _IOC_NRSHIFT) & _IOC_NRMASK)] = {		\
		.cmd = ioctl,			\
		.func = _func,			\
		.flags = _flags,		\
		.name = #ioctl			\
	}

--->

#define DRM_IOCTL_DEF(ioctl, _func, _flags)	\
	[(((ioctl) >> 0) & 0xFF)] = {		\
		.cmd = ioctl,			\
		.func = _func,			\
		.flags = _flags,		\
		.name = #ioctl			\
	}

代入以下实际值：

DRM_IOCTL_DEF(DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2, drm_mode_addfb2_ioctl, 0),

最终得到：

#define DRM_IOCTL_DEF(ioctl, _func, _flags)	\
	[0xAE] = {		\
		.cmd = DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2,			\
		.func = drm_mode_addfb2_ioctl,			\
		.flags = 0,		\
		.name = "DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2"
	}

关于内核中的DRM_IOCTL_MODE_ADDFB2以及对应的函数drm_mode_addfb2_ioctl，余下的部分在后续文章中讲解。

DRM全解析 —— ADD_FB2（2）

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