ioctl vs netlink vs memmap 在内核空间和用户空间之间进行通信

问题描述：

获取了一些自定义硬件的统计信息，每当用户要求在 Linux 用户空间中使用命令时，这些信息都会显示出来。此实现目前使用 PROC 接口。我们开始添加更多统计信息，然后遇到了一个问题，即由于 PROC 接口被限制为 1 页，因此必须执行两次特定统计命令才能获取整个数据。

如上所述，内核和用户空间之间的数据传输并不重要，但根据数据，用户可能会做出一些决定。我们对此接口设计的要求是，它应该能够传输可能大于 8192 字节的数据量，并且命令需要使用最少的内核资源（如锁等），并且它需要快速。

使用 ioctl 可以解决问题，但由于该命令实际上不是控制设备而是收集一些统计信息，因此不确定这是否是 Linux 中可以使用的良好机制。我们目前使用的是 3.4 内核；不确定 Netlink 在此版本中是否有损耗（以前的版本我遇到了一些问题，例如当队列已满时，套接字开始丢弃数据）。mmap 是另一个选项。有人可以建议我使用哪种接口最好吗

解决方案 1：

• 内核服务可以通过 Netlink 直接向用户应用程序发送信息，而您必须使用 ioctl 函数明确轮询内核，这是一个相对昂贵的操作。

• Netlink 通信是高度异步的，每一方在另一方发送消息后的某个时间点接收消息。ioctls 是纯粹同步的：“嘿内核，醒醒！我需要你现在处理我的请求！快点！”

• Netlink 支持内核和多个用户空间进程之间的多播通信，而 ioctl 严格是一对一的。

• Netlink 消息可能由于各种原因（例如内存不足）而丢失，而 ioctl 由于其立即处理的特性通常更可靠。

因此，如果您从用户空间（应用程序）向内核请求统计信息，则使用 IOCTL 更可靠且更容易，而如果您在内核空间生成统计信息，并且希望内核空间将这些数据发送到用户空间（应用程序），则必须使用 Netlink 套接字。

解决方案 2：

您可以执行 ioctl IO 调用（而不是 IOR、IOW 或 IORW）。Ioctl 对于收集信息非常有用。这样，您将拥有很大的灵活性，因为您可以传递不同大小的缓冲区或结构来填充数据。