Linux下设置端口权限的系统调用—ioperm和iopl

Linux 下设置端口权限的系统调用有两个： ioperm 和 iopl 。

 

一、 ioperm 和 iopl 介绍。

1.ioperm

该系统调用的介绍参考了以下链接中的内容：

http://blog.chinaunix.net/u2/76419/showart_1404294.html

 

功能描述：

为调用进程设置 I/O 端口访问权能。 ioperm 的使用需要具有超级用户的权限，只有低端的 [0-0x3ff] I/O 端口可被设置，要想指定更多端口的权能，可使用 iopl 函数。这一调用只可用于 i386 平台。

 

用法：

#include <unistd.h> /* for libc5 */
#include <sys/io.h> /* for glibc */

int ioperm(unsigned long from, unsigned long num, int turn_on);
      

参数：

from ：起始端口地址。

num ：需要修改权能的端口数。

turn_on ：端口的新权能位。 1 为开启， 0 为关闭。

返回说明：

成功执行时，返回 0 。失败返回 -1 ， errno 被设为以下的某个值

EINVAL ：参数无效
EIO ：这一调用不被支持
EPERM ：调用进程权能不足。

 

2. iopl

功能描述：该调用用于修改当前进程的操作端口的权限。可以用于所有 65536 个端口的权限。因此， ioperm 相当于该调用的子集。和 ioperm 一样，这一调用仅适用于 i386 平台。

 

用法：

#include <sys/io.h>

   int iopl(int level);

参数：

level ： 端口的权限级别 。为 3 时可以读写端口。默认权能级别为 0 ，用户空间不可读写。

返回说明：成功执行时，返回 0 。失败返回 -1 ， errno 被设为以下的某个值

EINVAL ： level 值大于 3
ENOSYS ：未实现该调用

EPERM ：调用进程权能不足。

 

二、程序示例

1. ioperm.c

操作低于 0x3FF 的端口

该程序首先设置 0x3FF 端口的读写权限，然后读出原先的值，然后将原值的 LSB 翻转并写回端口，并在此读取端口值。

/*Godbach. Dec 18, 2008

Description:This function is used to test ioperm()*/

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/io.h>

 

#define PORT_ADDR 0x3FF

 

int main(void)

{

      int ret;

      char port_val;

 

      /*set r/w permission of port_addr on, only one port*/

      ret = ioperm(PORT_ADDR, 1, 1);

      if(ret < 0){

           perror("ioperm set error");

           return 0;

      }

      port_val = inb(PORT_ADDR);

      printf("Original value of port 0x%x is : %.2x\n", PORT_ADDR, port_val);

     

      /*reverse the least significant bit */

      outb(port_val^0x01, PORT_ADDR);

      port_val = inb(PORT_ADDR);

      printf("Current value of port 0x%x is : %.2x\n", PORT_ADDR, port_val);  

     

      /*set r/w permission of PORT_ADDR off, only one port*/

      ret = ioperm(PORT_ADDR, 1, 0);

      if(ret < 0){

           perror("ioperm set error");

           return 0;

      }

      return 0;

}

 

程序执行的结果是：

[root@localhost misc-progs]# ./a.out

Original value of port 0x3ff is : 00

Current value of port 0x3ff is : 01

[root@localhost misc-progs]# ./a.out

Original value of port 0x3ff is : 01

Current value of port 0x3ff is : 00

该程序执行几次，将进行几次的 LSB 翻转。

这里有一个问题值得注意：在 2.4 （ RH9 ）的内核上，当端口值大于 0x3FF 时，执行该程序则会报错： ioperm set error: Invalid argument 。即 IO 端口的值设置有问题，超出了限制。但是在 2.6 内核下并没有报错，而且执行结果也符合程序既定的结果。但是 man ioperm 中仍然说明了 0x3FF 的限制。暂且存疑。

 

2. iopl.c

该程序可以操作所有 65536 个端口。

该程序首先设置 0x3FF 端口的读写权限，然后读出原先的值，然后将原值的 LSB 翻转并写回端口，并在此读取端口值。

代码如下：

/*Godbach. Dec 18, 2008

Description:This function is used to test iopl()*/

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <sys/io.h>

 

#define PORT_ADDR 0x3FF

 

int main(void)

{

      int ret;

      char port_val;

 

      /*set r/w permission of all 65536 ports*/

      ret = iopl(3);

      if(ret < 0){

           perror("iopl set error");

           return 0;

      }

      port_val = inb(PORT_ADDR);

      printf("Original value of port 0x%x is : %.2x\n", PORT_ADDR, port_val);

     

      /*reverse the least significant bit */

      outb(port_val^0x01, PORT_ADDR);

      port_val = inb(PORT_ADDR);

      printf("Current value of port 0x%x is : %.2x\n", PORT_ADDR, port_val);  

     

      /*set r/w permission of  all 65536 ports*/

      ret = iopl(0);

      if(ret < 0){

           perror("iopl set error");

           return 0;

      }

      return 0;

}

程序执行结果：

[root@linux misc-progs]# ./a.out

Original value of port 0x3ff is : 01

Current value of port 0x3ff is : 00

[root@linux misc-progs]# ./a.out

Original value of port 0x3ff is : 00

Current value of port 0x3ff is : 01

该程序执行几次，将进行几次的 LSB 翻转。

注：这里再次使用 0x3FF 端口，主要个人对端口的理解还不很深入，其他高于 0x3FF 的端口进行测试的时候，没有得到既定的结果。这里权且还使用这个端口，借此对 iopl 的用法熟悉一下即可。至于在真正使用中，如果系统的某个端口是可以进行配置的，那么执行这个程序应该是可以得到既定结果的。

区别：

必须用ioperm或iopl来获取对端口进行I/O操作的权限。ioperm用来获取对指定端口的
操作权限，而iopl用来获取对整个I/O空间的操作权限。这两个函数都是Intel平台提供的。