struct in_addr ，struct sockadd，ifreq，eth0，ioctl

来源：互联网发布：知乎美国epic公司编辑：程序博客网时间：2024/05/20 01:47

本文以获取或设置机子IP为例分析struct in_addr ，struct sockadd，ifreq，eth0，ioctl

所有讲述均在Linux环境下完成

程序会用到以下结构体（结构体都有说明）

struct in_addr //用来保存以十六进制表示的IP地址
struct in_addr {

unsigned long s_addr;

};

typedef struct in_addr {
union {
           struct{unsigned char s_b1,s_b2,s_b3,s_b4;} S_un_b;
           struct{unsigned short s_w1,s_w2;} S_un_w;
           unsigned long S_addr;
          } S_un;
} IN_ADDR;

struct sockaddr结构类型是用来保存socket信息的：

struct sockaddr { 　　
              unsigned short    sa_family;
              char sa_data[14];
               };
　            sa_family一般为AF_INET，代表Internet（TCP/IP）地址族；
              sa_data则包含该socket的IP地址和端口号。
另外更有一种结构类型：　　
struct sockaddr_in { 　　
              short int sin_family;
　　          unsigned short int sin_port;              　　
              struct in_addr sin_addr;                  　　
              unsigned char sin_zero[8];                　

}; 　

这个结构更方便使用。sin_zero用来将sockaddr_in结构填充到和struct sockaddr同样的长度，能用bzero()或memset()函数将其置为零。指向sockaddr_in的指针和指向sockaddr的指针能相互转换，这意味着如果一个函数所需参数类型是sockaddr时，你能在函数调用的时候将一个指向sockaddr_in的指针转换为指向sockaddr的指针；或相反。

在 /usr/include/linux/if.h里可以看到ifreq的定义

struct ifreq 结构类型用来获得指定接口的信息，接口由ifrn_name确定

struct ifreq

{

#define IFHWADDRLEN 6

union

{

char ifrn_name[IFNAMSIZ];

} ifr_ifrn;

union {

struct sockaddr ifru_addr;

struct sockaddr ifru_dstaddr;

struct sockaddr ifru_broadaddr;

struct sockaddr ifru_netmask;

struct sockaddr ifru_hwaddr;

short ifru_flags;

int ifru_ivalue;

int ifru_mtu;

struct ifmap ifru_map;

char ifru_slave[IFNAMSIZ];

char ifru_newname[IFNAMSIZ];

void * ifru_data;

struct if_settings ifru_settings;

} ifr_ifru;

};

#define ifr_name ifr_ifrn.ifrn_name

#define ifr_hwaddr ifr_ifru.ifru_hwaddr

#define ifr_addr ifr_ifru.ifru_addr

#define ifr_dstaddr ifr_ifru.ifru_dstaddr

#define ifr_broadaddr ifr_ifru.ifru_broadaddr

#define fr_netmask ifr_ifru.ifru_netmask

#define ifr_flags ifr_ifru.ifru_flags

#define ifr_metric ifr_ifru.ifru_ivalue

#define ifr_mtu ifr_ifru.ifru_mtu

#define ifr_map ifr_ifru.ifru_map

#define ifr_slave ifr_ifru.ifru_slave

#define ifr_data ifr_ifru.ifru_data

#define ifr_ifindex ifr_ifru.ifru_ivalue

#define ifr_bandwidth ifr_ifru.ifru_ivalue

#define ifr_qlen ifr_ifru.ifru_ivalue

#define ifr_newname ifr_ifru.ifru_newname

#define ifr_settings ifr_ifru.ifru_settings

在/usr/include/linux/sockio.h里可以查看对应操作的命令，如下列举部分

#define SIOCINQ FIONREAD

#define SIOCOUTQ TIOCOUTQ

#define SIOCADDRT 0x890B

#define SIOCDELRT 0x890C

#define SIOCRTMSG 0x890D

#define SIOCGIFNAME 0x8910 /* get iface name */

#define SIOCSIFLINK 0x8911

#define SIOCGIFCONF 0x8912

#define SIOCGIFFLAGS 0x8913

#define SIOCSIFFLAGS 0x8914

#define SIOCGIFADDR 0x8915

#define SIOCSIFADDR 0x8916

#define SIOCGIFDSTADDR 0x8917

#define SIOCSIFDSTADDR 0x8918

#define SIOCGIFBRDADDR 0x8919

#define SIOCSIFBRDADDR 0x891a

#define SIOCGIFNETMASK 0x891b

#define SIOCSIFNETMASK 0x891c

以上是要用到的数据类型以及命令等,

示例程序如下：

#include <errno.h>

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/socket.h>

#include <sys/ioctl.h>

#include <linux/if.h>

#include <netinet/in.h>

#include <arpa/inet.h>

#include <net/if_arp.h>

获得IP:

void main(void)

{

char ifname[5] = "eth0"; //指定设备名为“eth0”，即指定对网卡进行操作

struct ifreq ifr;

int skfd;

struct sockaddr_in *saddr;

if ( (skfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ) {

return -1;

}

strncpy(ifr.ifr_name, ifname, IFNAMSIZ); //此步骤不能省略，后面有详细讲述

if (ioctl(skfd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0) {

close(skfd);

return -1;

}

close(skfd);

saddr = (struct sockaddr_in *) &ifr.ifr_addr;

printf("%s\n",inet_ntoa(saddr->sin_addr));

}

设置 IP

static struct sockaddr_in sa = {

sin_family: PF_INET,

sin_port: 0

};

void main(void)

{

char *ifname = "eth0"

int skfd;

struct ifreq ifr;

struct in_addr ip;

ip.s_addr = 0x6401a8c0;

if ( (skfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0)) < 0 ) {

printf("socket error");

return -1;

}

sa.sin_addr.s_addr = ip.s_addr;

strncpy(ifr.ifr_name, ifname, IFNAMSIZ);

memcpy((char *) &ifr.ifr_addr, (char *) &sa, sizeof(struct sockaddr));

if (ioctl(skfd, SIOCSIFADDR, &ifr) < 0) {

close(skfd);

printf("ioctl failed.\n");

return -1;

}

close(skfd);

return 0;

}

此处ioctl函数是在驱动程序里的，ioctl可以向内核传递参数

ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。可以对设备进行一些操作，它的调用如下：

int ioctl(int fd, ind cmd, …)；

其中fd就是用户程序打开设备时使用open函数返回的文件标示符，cmd就是用户程序对设

备的控制命令，至于后面的省略号，那是一些补充参数，一般最多一个，有或没有是和cmd的意义相关的。

第一个参数fd是一个文件描述符，我们这里是建立的一个套接字描述符

第二个参数，是在sockios.h中定义的一个32位描述符，我们也可以在这里添加新的类型，用来扩展实际需求。

第三个参数，是一个指针，用来指向某些我们实际应用中的参数。

ioctl函数是文件结构中的一个属性分量，就是说如果你的驱动程序提供了对ioctl的支

持，用户就可以在用户程序中使用ioctl函数控制设备的I/O通道。

一般的说，,用户空间的IOCTL系统调用如下所示:

ioctl(int fd, int command, (char *) argstruct)

因为这个调用拥有与网络相关的代码,所以文件描述符号fd就是socket()系统调用所返回的,而command参数可以是/usr/include/linux/sockios.h头文件中的任何一个,以上有列举及其控制的行为，这些个命令根据它可以解决的问题所涉及的方面被分为多种的类型.

比如:

　　改变路由表（SIOCADDRT, SIOCDELRT）

　　读取或更新ARP/RARP缓存（SIOCDARP, SIOCSRARP）

一般的和网络有关的函数（SIOCGIFNAME, SIOCSIFADDR等等）

网络接口相关的ioctl命令最具有代表性的特征为都是以S或G开头,其实就是设置（SET）或得到（GET）数据, getifinfo.c程序用这些命令去读取IP地址信息,硬件地址信息，广播地址信息,和与网络接口相关的标志.

对于这些ioctl,第三个参数是一个IFREQ结构体,这个结构体被定义在/usr/include/linux/if.h头文件中，以上有说明,根据常规约定,一个用户程序调用一个特定的ioctl命令如下: ioctl(sockid, SIOCDEVPRIVATE, (char *) &ifr)这里ifr是一个ifreq结构体变量,它用一个和这个设备联系的接口名称填充ifr的ifr NAME域,比如,前述的网卡接口名称为eth0（系统有一块网卡，在网卡在程序中交互为“eth0”，依次，eth1，eth2，…，需要操作第n块网卡，就指定ethn）。

程序实现为

strncpy(ifr.ifr_name, ifname, IFNAMSIZ);

ifname是字符串指针，即 char* ifname = "eth0"

IFNAMSIZ是系统特定的,在/usr/include/linux/if.h中 #define IFNAMSIZ 16

本文有所借鉴，希望大家相互探讨！

0 0