netlink快速使用例程（linux-3.10.36）

来源：互联网发布：java连接redis 编辑：程序博客网时间：2024/06/05 23:54

linux-3.10.36版本的内核相比linux-2.6.36版本中netlink的代码有所变化，以前的代码已经不能成功编译了。

netlink是linux内核的一套基于socket的通信机制，那么，只需要知道怎么创建套接字，发送数据，接收数据就行了。

内核层：

netlink API

初始化操作：

新的netlink_kernel_create()函数只有3个参数了。

/******************************net:    linux网络命名空间结构体指针uint:   netlink协议类型cfg:    netlink内核配置参数结构体指针返回: sock结构指针******************************/static inline struct sock *netlink_kernel_create(struct net *net, int unit, struct netlink_kernel_cfg *cfg)

第一个参数：传入一个网络命名空间结构的地址，这块我不怎么清楚，只知道linux的网络命名空间的出现是为了让用户创建的进程能够与系统分离得更加彻底，从而不需要使用更多的底层虚拟化技术。未深究，调用该函数时就传入&init_net吧，它是在net_namespace.c文件中定义的一个结构体。

第二个参数：是代表netlink协议类型，内核目前定义了如下一些类型：

#define NETLINK_ROUTE       0   /* Routing/device hook              */#define NETLINK_UNUSED      1   /* Unused number                */#define NETLINK_USERSOCK    2   /* Reserved for user mode socket protocols  */#define NETLINK_FIREWALL    3   /* Unused number, formerly ip_queue     */#define NETLINK_SOCK_DIAG   4   /* socket monitoring                */#define NETLINK_NFLOG       5   /* netfilter/iptables ULOG */#define NETLINK_XFRM        6   /* ipsec */#define NETLINK_SELINUX     7   /* SELinux event notifications */#define NETLINK_ISCSI       8   /* Open-iSCSI */#define NETLINK_AUDIT       9   /* auditing */#define NETLINK_FIB_LOOKUP  10  #define NETLINK_CONNECTOR   11#define NETLINK_NETFILTER   12  /* netfilter subsystem */#define NETLINK_IP6_FW      13#define NETLINK_DNRTMSG     14  /* DECnet routing messages */#define NETLINK_KOBJECT_UEVENT  15  /* Kernel messages to userspace */#define NETLINK_GENERIC     16/* leave room for NETLINK_DM (DM Events) */#define NETLINK_SCSITRANSPORT   18  /* SCSI Transports */#define NETLINK_ECRYPTFS    19#define NETLINK_RDMA        20#define NETLINK_CRYPTO      21  /* Crypto layer */#define NETLINK_INET_DIAG   NETLINK_SOCK_DIAG#define MAX_LINKS 32

最多可以定义32中类型，若 uint > MAX_LINKS 则该函数返回NULL，源代码片段如下

__netlink_kernel_create(struct net *net, int unit, struct module *module,            struct netlink_kernel_cfg *cfg){    struct socket *sock;    struct sock *sk;    struct netlink_sock *nlk;    struct listeners *listeners = NULL;    struct mutex *cb_mutex = cfg ? cfg->cb_mutex : NULL;    unsigned int groups;    BUG_ON(!nl_table);    if (unit < 0 || unit >= MAX_LINKS)        return NULL;    ...}

第三个参数：cfg存放的是netlink内核配置参数，配置参数中的input成员用于处理接收到的消息。该函数的参数变短了，实际是因为放到该结构体中来了

struct netlink_kernel_cfg {    unsigned int    groups;// netlink组，应该是多播时使用，单播的情况就是0了    unsigned int    flags;    void        (*input)(struct sk_buff *skb); //回调函数，当收到消息时，内核会调用该函数指针指向的函数进行处理    struct mutex    *cb_mutex;    void        (*bind)(int group);};

发送

单播netlink_unicast() 和多播netlink_broadcast()

/******************************ssk:    sock结构体指针skb:    skb存放消息，它的data字段指向要发送的 netlink消息结构，而skb的控制块保存了消息的地址信息，前面的宏NETLINK_CB(skb)就用于方便设置该控制块portid: 端口idnonblock:表示该函数是否为非阻塞，如果为1，该函数将在没有接收缓存可利用时立即返回，而如果为0，该函数在没有接收缓存可利 用时睡眠返回: 发送数据的长度******************************/int netlink_unicast(struct sock *ssk, struct sk_buff *skb, __u32 portid, int nonblock);

/******************************ssk:    sock结构体指针skb:    skb存放消息，它的data字段指向要发送的 netlink消息结构，而skb的控制块保存了消息的地址信息，前面的宏NETLINK_CB(skb)就用于方便设置该控制块portid: 端口idgroup:  netlink组allocation: 内核内存分配类型，一般地为GFP_ATOMIC或 GFP_KERNEL，GFP_ATOMIC用于原子的上下文（即不可以睡眠），而GFP_KERNEL用于非原子上下文返回: 发送数据的长度******************************/int netlink_broadcast(struct sock *ssk, struct sk_buff *skb, __u32 portid,                 __u32 group, gfp_t allocation);

接收

在调用netlink_kernel_create()函数是已经向cfg结构体中指定了回调函数，这个函数就是接收函数了。内核模块收到消息后会自动调用该函数。

用户层

使用标准的socket API即可（ socket(), bind(), sendmsg(), recvmsg() 和 close()）

消息结构

如图：
这里写图片描述

源代码

示例代码由用户层向内核发送一个字符串，内核打印接收到的消息并且将字符串发送给用户层。

内核层：

/*******************************file:           k_netlink.cdescription:    netlink demokernel:         linux-3.10.36author:         arvikemail:          1216601195@qq.comblog:           http://blog.csdn.net/u012819339*******************************/#include <linux/init.h>#include <linux/kernel.h>#include <linux/module.h>#include <linux/types.h>#include <linux/sched.h>#include <net/sock.h>#include <linux/netlink.h>#define NETLINK_USER  22#define USER_MSG    (NETLINK_USER + 1)#define USER_PORT   50MODULE_LICENSE("GPL");  MODULE_AUTHOR("arvik");  MODULE_DESCRIPTION("netlink_demo");static struct sock *netlinkfd = NULL;int send_msg(int8_t *pbuf, uint16_t len){    struct sk_buff *nl_skb;    struct nlmsghdr *nlh;    int ret;    nl_skb = nlmsg_new(len, GFP_ATOMIC);    if(!nl_skb)    {        printk("netlink_alloc_skb error\n");        return -1;    }    nlh = nlmsg_put(nl_skb, 0, 0, USER_MSG, len, 0);    if(nlh == NULL)    {        printk("nlmsg_put() error\n");        nlmsg_free(nl_skb);        return -1;    }    memcpy(nlmsg_data(nlh), pbuf, len);    ret = netlink_unicast(netlinkfd, nl_skb, USER_PORT, MSG_DONTWAIT);    return ret;}static void recv_cb(struct sk_buff *skb){    struct nlmsghdr *nlh = NULL;    void *data = NULL;    printk("skb->len:%u\n", skb->len);    if(skb->len >= nlmsg_total_size(0))    {        nlh = nlmsg_hdr(skb);        data = NLMSG_DATA(nlh);        if(data)        {            printk("kernel receive data: %s\n", (int8_t *)data);            send_msg(data, nlmsg_len(nlh));        }    }} struct netlink_kernel_cfg cfg = {    .input = recv_cb,};static int __init test_netlink_init(void){    printk("init netlink_demo!\n");    netlinkfd = netlink_kernel_create(&init_net, USER_MSG, &cfg);    if(!netlinkfd)    {        printk(KERN_ERR "can not create a netlink socket!\n");        return -1;    }    printk("netlink demo init ok!\n");    return 0;}static void __exit test_netlink_exit(void){    sock_release(netlinkfd->sk_socket);    printk(KERN_DEBUG "netlink exit\n!");}module_init(test_netlink_init);module_exit(test_netlink_exit);

用户层

/*******************************file:           u_netlink.cdescription:    netlink demoauthor:         arvikemail:          1216601195@qq.comblog:           http://blog.csdn.net/u012819339*******************************/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/socket.h>#include <string.h>#include <linux/netlink.h>#include <stdint.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#define NETLINK_USER 22#define USER_MSG    (NETLINK_USER + 1)#define MSG_LEN 100#define MAX_PLOAD 100struct _my_msg{    struct nlmsghdr hdr;    int8_t  data[MSG_LEN];};int main(int argc, char **argv){    char *data = "hello kernel";    struct sockaddr_nl  local, dest_addr;    int skfd;    struct nlmsghdr *nlh = NULL;    struct _my_msg info;    int ret;    skfd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, USER_MSG);    if(skfd == -1)    {        printf("create socket error...%s\n", strerror(errno));        return -1;    }    memset(&local, 0, sizeof(local));    local.nl_family = AF_NETLINK;    local.nl_pid = 50;     local.nl_groups = 0;    if(bind(skfd, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) != 0)    {        printf("bind() error\n");        close(skfd);        return -1;    }    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));    dest_addr.nl_family = AF_NETLINK;    dest_addr.nl_pid = 0; // to kernel    dest_addr.nl_groups = 0;    nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PLOAD));    memset(nlh, 0, sizeof(struct nlmsghdr));    nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PLOAD);    nlh->nlmsg_flags = 0;    nlh->nlmsg_type = 0;    nlh->nlmsg_seq = 0;    nlh->nlmsg_pid = local.nl_pid; //self port    memcpy(NLMSG_DATA(nlh), data, strlen(data));    ret = sendto(skfd, nlh, nlh->nlmsg_len, 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr_nl));    if(!ret)    {        perror("sendto error1\n");        close(skfd);        exit(-1);    }    printf("wait kernel msg!\n");    memset(&info, 0, sizeof(info));    ret = recvfrom(skfd, &info, sizeof(struct _my_msg), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(dest_addr));    if(!ret)    {        perror("recv form kernel error\n");        close(skfd);        exit(-1);    }    printf("msg receive from kernel:%s\n", info.data);    close(skfd);    free((void *)nlh);    return 0;}

说明，一定要先加载内核模块，要不然用户层创建套接字会失败！（因为内核模块会注册netlink所使用的协议类型，本例子中协议类型为USER_MSG，即23）

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