LINUX内核通信-NETLINK

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Netlink编程-用户主动发起会话

Netlink编程-用户主动发起会话

Netlink编程-用户主动发起会话Netlink是一种在内核态和用户态可以进行双向通信的机制,也就是说,用户进程既可以作为服务器端又可以作为客户端,内核也是如此。

用户进程和内核谁是服务器端谁是客户端,这个问题与谁先主动发起数据交互会话有关。

用户进程主动向内核发起会话在Linux内核中很常见,比如系统调用、对/proc的操作等。

本文通过详解一个简单的实例程序来说明用户进程通过netlink机制如何主动向内核发起会话。

在该程序中,用户进程向内核发送一段字符串,内核接收到后再将该字符串后再重新发给用户进程。

用户态程序netlink是一种特殊的套接字,在用户态除了一些参数的传递对其使用的方法与一般套接字无较大差异,。

1.宏与数据结构的定义在使用netlink进行用户进程和内核的数据交互时,最重要的是定义好通信协议。

协议一词直白的说就是用户进程和内核应该以什么样的形式发送数据,以什么样的形式接收数据。

而这个“形式”通常对应程序中的一个特定数据结构。

本文所演示的程序并没有使用netlink已有的通信协议,因此我们自定义一种协议类型NETLINK_TEST。

1 #define NETLINK_TEST 182 #define MAX_PAYLOAD 102434 struct req {5 struct nlmsghdr nlh;6 char buf[MAX_PAYLOAD];7 };除此之外,我们应该再自定义一个数据报类型req,该结构包含了netlink数据包头结构的变量nlh和一个MAX_PAYLOAD大小的缓冲区。

这里我们为了演示简单,并没有像上文中描述的那样将一个特定数据结构与nlmsghdr 封装起来。

2.创建netlink 套接字要使用netlink ,必须先创建一个netlink 套接字。

创建方法同样采用socket(),只是这里需要注意传递的参数:1int sock_fd; 2 sock_fd = socket(PF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_TEST); 3if (sock_fd < 0) { 4 eprint(errno, "socket", __LINE__);5return errno; 6 } 第一个参数必须指定为PF_NETLINK 或AF_NETLINK 。

linux内核通信-netlink使用例子

linux内核通信-netlink使用例子

Netlink 是一种特殊的socket,它是Linux 所特有的,类似于BSD 中的AF_ROUTE 但又远比它的功能强大,目前在最新的Linux 内核(2.6.14)中使用netlink 进行应用与内核通信的应用很多,包括:路由daemon (NETLINK_ROUTE),1-wire 子系统(NETLINK_W1),用户态socket 协议(NETLINK_USERSOCK),防火墙(NETLINK_FIREWALL),socket 监视(NETLINK_INET_DIAG),netfilter 日志(NETLINK_NFLOG),ipsec 安全策略(NETLINK_XFRM),SELinux 事件通知(NETLINK_SELINUX),iSCSI 子系统(NETLINK_ISCSI),进程审计(NETLINK_AUDIT),转发信息表查询(NETLINK_FIB_LOOKUP),netlinkconnector(NETLINK_CONNECTOR),netfilter 子系统(NETLINK_NETFILTER),IPv6 防火墙(NETLINK_IP6_FW),DECnet 路由信息(NETLINK_DNRTMSG),内核事件向用户态通知(NETLINK_KOBJECT_UEVENT),通用netlink (NETLINK_GENERIC)。

Netlink 是一种在内核与用户应用间进行双向数据传输的非常好的方式,用户态应用使用标准的socket API 就可以使用netlink 提供的强大功能,内核态需要使用专门的内核API 来使用netlink。

Netlink 相对于系统调用,ioctl 以及/proc 文件系统而言具有以下优点:1,为了使用netlink,用户仅需要在include/linux/netlink.h 中增加一个新类型的netlink 协议定义即可,如#define NETLINK_MYTEST 17 然后,内核和用户态应用就可以立即通过socket API 使用该netlink 协议类型进行数据交换。

NetLink使用实例(YGM)

NetLink使用实例(YGM)

如何使用Netlink Connector Author: Yang gongming简介:本文详细介绍了 Linux 2.6.34.14 内核引入的内核空间与用户空间通信的新机制连接器,并通过典型示例讲解了它的使用。

一、概述连接器是一种新的用户态与内核态的通信方式,它使用起来非常方便。

本质上,连接器是一种netlink,它的 netlink 协议号为 NETLINK_CONNECTOR,与一般的 netlink 相比,它提供了更容易的使用接口,使用起来更方便。

netlink本质上是socket,不过它可用于用户程序和内核程序的通信。

1.内核模块使用方法注册一个标识 ID 和回调函数,即可使用连接器。

cn_msg结构://标识netlink的IDstruct cb_id{__u32 idx;__u32 val;};//netlink控制信息头struct cn_msg{struct cb_id id;__u32 seq;__u32 ack;__u32 len;/* Length of the following data */__u8 data[0];};三个内核模块常用的API。

int cn_add_callback(struct cb_id *id, char *name, void (*callback) (void *));void cn_del_callback(struct cb_id *id);void cn_netlink_send(struct cn_msg *msg, u32 __group, int gfp_mask);结构 cb_id 是连接器实例的标识 ID,它用于确定 netlink 消息与回调函数的对应关系。

当连接器接收到标识 ID 为 {idx,val} 的 netlink 消息时,注册的回调函数 void (*callback) (void *) 将被调用。

该回调函数的参数为结构struct cn_msg 的指针。

用户空间和内核空间通讯之【Netlink下】

用户空间和内核空间通讯之【Netlink下】

用户空间和内核空间通讯之【Netlink下】在上一篇博文中我们所遇到的情况都是用户空间作为消息进程的发起者,Netlink还支持内核作为消息的发送方的情况。

这一般用于内核主动向用户空间报告一些内核状态,例如我们在用户空间看到的USB的热插拔事件的通告就是这样的应用。

先说一下我们的目标,内核线程每个一秒钟往一个多播组里发送一条消息,然后用户空间所以加入了该组的进程都会收到这样的消息,并将消息内容打印出来。

Netlink地址结构体中的nl_groups是32位,也就是说每种Netlink协议最多支持32个多播组。

如何理解这里所说的每种Netlink 协议?在</usr/include/linux/netlink.h>里预定义的如下协议都是Netlink协议簇的具体协议,还有我们添加的NETLINK_TEST也是一种Netlink协议。

1.#define NETLINK_ROUTE 0 /*Routing/device hook */2.#define NETLINK_UNUSED 1 /*Unused number */3.#define NETLINK_USERSOCK 2 /*Reserved for user mode socket protocols */4.#define NETLINK_FIREWALL 3 /*Firewalling hook */5.#define NETLINK_INET_DIAG 4 /*INET socket monitoring */6.#define NETLINK_NFLOG 5 /*netfilter/iptables ULOG */7.#define NETLINK_XFRM 6 /* ipsec */8.#define NETLINK_SELINUX 7 /*SELinux event notifications */9.#define NETLINK_ISCSI 8 /* Open-iSCSI */10.#define NETLINK_AUDIT 9 /* auditing */11.#define NETLINK_FIB_LOOKUP 1012.#define NETLINK_CONNECTOR 1113.#define NETLINK_NETFILTER 12 /*netfilter subsystem */14.#define NETLINK_IP6_FW 1315.#define NETLINK_DNRTMSG 14 /*DECnet routing messages */16.#define NETLINK_KOBJECT_UEVENT 15 /*Kernel messages to userspace */17.#define NETLINK_GENERIC 1618./* leave room for NETLINK_DM (DM Events)*/19.#define NETLINK_SCSITRANSPORT 18 /*SCSI Transports */20.#define NETLINK_ECRYPTFS 1921.#define NETLINK_TEST 20 /* 用户添加的自定义协议 */在我们自己添加的NETLINK_TEST协议里,同样地,最多允许我们设置32个多播组,每个多播组用1个比特表示,所以不同的多播组不可能出现重复。

Netlink套接字在Linux系统通信中的应用研究

Netlink套接字在Linux系统通信中的应用研究
d ti| e al
Ke r s N t n o k t y t m o y wo d : e l k s e ;s se c mmu iai n P i c nc t ;I C o
0 引 言
’不能用在硬 、 软中断中, 只能由用户方主动发起通信 , 内核 不能主 动向用 户 进 程 写数 据 。这 种 通 信 方式 比 Ln x 作 系 统 作 为 目前 最 流 行 的 开 源 操 作 系 较适 用于读 写硬件 系统驱 动程序 的参 数 。 iu 操 ( ) rc 2 pof 口。虚 拟 文 件 系统 , 常 挂 接 在/ s接 通 统, 为许 多硬 软件 产品 的开发 提供 了 良好 的平 台。开 rc目录下 , 内核通过 文件 形式将 内部 信息展 现 给用 发 者可对 内核进行 裁减 和修 改 , 制最适合 的操作 系 po 定 户空 间进程 , 创建这 些文件 的 内核模 块规定用 户 空 间 统平台, 并在 此基 础 之 上进 行 用 户 应用 程 序 的开 发 。 po Lnx为用 户 进 程 和 内核 进 程 的通 信 提 供 了 多种 方 的文件访 问权 限。/ rc目录对 于用户 空 间是 不可 写 iu
中 图分 类 号 :P l T 3
文献 标 识 码 : A
Re e r h o p ia in o t n o k ti i u y t m mm u i t n s a c n Ap l t fNel k S c e L n x S se Co c o i n nc i a o
维普资讯
20 07年第 3期
计 算 机 与 现 代 化 J U N IY I N AHU I A J U XA D I A S
总 第 19期 3
文 章 编 号 :0 62 7 ( 07 0 -190 10 -4 5 2 0 )300 - 3

netlink

netlink

netlink socket编程why & how作者: Kevin Kaichuan He@2005-1-5翻译整理:duanjigang @2008-9-15<duanjigang1983@>原文:/article/7356开发和维护内核是一件很繁杂的工作,因此,只有那些最重要或者与系统性能息息相关的代码才将其安排在内核中。

其它程序,比如GUI,管理以及控制部分的代码,一般都会作为用户态程序。

在linux系统中,把系统的某个特性分割成在内核中和在用户空间中分别实现一部分的做法是很常见的(比如linux系统的防火墙就分成了内核态的Netfilter和用户态的iptables)。

然而,内核程序与用户态的程序又是怎样行通讯的呢?答案就是通过各种各样的用户态和内核态的IPC(interprocess communication )机制来实现。

比如系统调用,ioctl接口,proc文件系统以及netlink socket,本文就是要讨论netlink socekt并向读者展示这种用网络通讯接口方式实现的IPC机制的优点。

介绍:netlink socekt是一种用于在内核态和用户态进程之间进行数据传输的特殊的IPC。

它通过为内核模块提供一组特殊的API,并为用户程序提供了一组标准的socket 接口的方式,实现了一种全双工的通讯连接。

类似于TCP/IP中使用AF_INET地址族一样,netlink socket使用地址族AF_NETLINK。

每一个netlink socket在内核头文件include/linux/netlink.h中定义自己的协议类型。

下面是netlink socket 目前的特性集合以及它支持的协议类型:¾NETLINK_ROUTE: 用户空间的路由守护程序之间的通讯通道,比如BGP,OSPF,RIP以及内核数据转发模块。

用户态的路由守护程序通过此类型的协议来更新内核中的路由表。

Linux用户态与内核态的交互

Linux用户态与内核态的交互

Linux 用户态与内核态的交互Linux用户态与内核态的交互2010-06-13 22:30Linux用户态与内核态的交互在Linux 2.4版以后版本的内核中,几乎全部的中断过程与用户态进程的通信都是使用netlink套接字实现的,例如iprote2网络管理工具,它与内核的交互就全部使用了netlink,著名的内核包过滤框架Netfilter在与用户空间的通读,也在最新版本中改变为netlink,无疑,它将是Linux用户态与内核态交流的主要方法之一。

它的通信依据是一个对应于进程的标识,一般定为该进程的ID。

当通信的一端处于中断过程时,该标识为0。

当使用netlink套接字进行通信,通信的双方都是用户态进程,则使用方法类似于消息队列。

但通信双方有一端是中断过程,使用方法则不同。

netlink套接字的最大特点是对中断过程的支持,它在内核空间接收用户空间数据时不再需要用户自行启动一个内核线程,而是通过另一个软中断调用用户事先指定的接收函数。

《UNIX Network Programming Volume 1-3rd Edition》第18章讲到BSD UNIX系统中routing socket的应用,这种套接字是按下面方式生成的:rt_socket=socket(AF_ROUTE,SOCK_RAW,0);然后就可以用它跟内核交互,进行网络环境管理的操作,如读取/设置/删除路由表信息,更改网关等等,但书中所列代码只在4.3BSD及以后版本的原始UNIX系统下可用,Linux虽然实现了AF_ROUTE族套接字,但用法却完全不同。

由于网上这方面知识的资料想对匮乏,现对Linux下routing socket的使用做一介绍。

由于我现在在MagicLinux1.0下工作,所以以下的讲解全部基于2.4.10内核。

Linux从v2.2开始引入这一机制,因此可以肯定从v2.2到v2.4的内核都是适用的,更新的v2.6我没有试过。

Linux内核空间与用户空间通信机制的研究

Linux内核空间与用户空间通信机制的研究

Linux内核空间与用户空间通信机制的研究Linux kernel space and user space communicationmechanism摘要Linux是一个源码开放的操作系统,无论是普通用户还是企业用户都可以编写自己的内核代码,再加上对标准内核的裁剪从而制作出适合自己的操作系统,深受大家喜爱。

Linux系统中,在使用虚拟内存技术的多任务系统上,内核和用户有不同的地址空间,因此,在内核与用户之间进行数据交换需要专门的机制来实现。

一个或多个内核模块的实现并不能满足一般Linux 系统软件的需要,因为内核的局限性太大,内核空间与用户空间进程通信的方法就显得尤为重要。

本文将列举几种内核态与用户态进程通信的方法:Netlink通信机制,基于文件系统的通信机制,内核启动参数通信机制,并用实验板对几种重要的通信机制进行验证,详细分析它们的实现和适用环境,优缺点,并做出比较。

提供用户适合使用这种通信机制的环境,以便更好的运用Linux操作系统。

关键字内核空间用户空间地址空间ABSTRACTLinux is an open source operating system, whether ordinary users or business users can write your own kernel code, with the modification of the standard kernel,everyone can make up their own operating system, which makes Linux popular.In Linux systems, in the use of multi-tasking system with virtual memory technology, the kernel and the user have different address spaces, so the change of data between kernel and user needs Special Method to achieve. One or more kernel modules can not meet the general needs of Linux system software, just because the limitations of the kernel, make it important that the process communication method between kernel space and user space. In this article I will list some kernel mode and user mode process communication methods: Netlink communication mechanism, communication mechanism based on the file system, the kernel boot parameters of communication mechanism.I will analysis of their implementation, application environment, the advantages and disadvantages in detail, and make the comparison. I will provide users with suitable environment for each communication mechanism in order to let others make good use of Linux operating system.Keywords kernel space user space address spaces目录第一章绪论 (1)1.1操作系统发展史 (1)1.2选题背景及研究意义 (2)1.3主要工作 (2)第二章内核空间与用户空间通信机制概述 (4)2.1L INUX嵌入式操作系统简介 (4)2.2课题研究所需知识点解释 (4)2.3内核空间与用户空间通信概述 (5)第三章用户空间与内核空间通信机制 (9)3.1N ETLINK通信机制 (9)3.2基于文件系统的通信机制 (14)3.3内核启动参数通信机制 (22)第四章典型通信机制的验证 (24)4.1验证环境简介 (24)4.2N ETLINK通信机制 (24)4.3 PROCFS通信使用方法 (27)4.4系统调用的使用方法 (29)第五章结论 (32)5.1九种通信机制总结 (32)致谢 (33)参考文献 (34)第一章绪论1.1 操作系统发展史操作系统的发展历程和计算机硬件的发展历程是密切相关的。

netlink用法

netlink用法

netlink用法1. 什么是netlinknetlink是Linux内核中一个用于内核和用户空间进程通信的机制。

它允许内核向用户空间应用程序发送消息,并提供了一种用于配置,管理和监视内核子系统的接口。

2. netlink的特性netlink的特性使其成为了Linux环境下进行内核和用户空间通信的重要工具,具有以下特点:2.1 强大而灵活netlink提供了一种灵活的通信机制,允许内核和用户空间之间进行双向通信。

应用程序可以通过发送消息给内核来请求信息,而内核也可以通过发送消息给应用程序来通知其发生的事件。

2.2 支持多种消息类型netlink支持多种消息类型,如路由信息、网络配置、接口状态等。

这使得开发者可以利用netlink来实现各种不同的功能。

2.3 可靠和高效netlink使用基于内存的套接字,相比于其他IPC机制(如管道和信号量),netlink是一种更加可靠和高效的通信机制。

它避免了不必要的内核空间与用户空间的拷贝,从而提高了系统的性能。

3. netlink的使用3.1 netlink的工作原理netlink通信的基本单位是消息(message),消息由一个头部(header)和一个有效载荷(payload)组成。

头部包含了消息的类型、源地址、目的地址等信息,有效载荷是实际的数据。

3.2 使用netlink库函数为了方便使用netlink,Linux提供了一组用户空间的库函数。

通过这些库函数,我们可以方便地发送和接收netlink消息。

3.2.1 创建netlink套接字首先,我们需要使用socket系统调用创建一个netlink套接字。

通过指定NETLINK_XXX作为协议参数,可以选择不同的netlink协议。

3.2.2 绑定套接字在创建套接字之后,我们需要使用bind函数将套接字与一个本地地址进行绑定。

这个本地地址可以是任意的netlink协议中定义的地址。

3.2.3 构造消息使用netlink库函数,我们可以方便地构造一个netlink消息。

Linux中内核通信Netlink机制

Linux中内核通信Netlink机制

Linux中与内核通信的Netlink机制Nctlink在2.6版本的内核中变化也是很大的,在最新的2.6.37内核中,英左义已经改成下而这种形式,传递的参数已经达到6个。

英中第一个参数和miitcx参数都是最新添加的° Mutex 也可以为空。

这里主要是关于内核空间中的netlink函数的使用。

extern struct sock *netlink_kerneLcreate(struct net *net,int unit.unsigned int groups,void (SipiH)⑸ruct sk_buff *skb),struct mutex *cb_mutex5struct module *module)ostnict net是一个网络名字空间namespace,在不同的名字空间里而可以有自己的转发信息库,有自己的一套net_device等等。

默认情况下都是使用这个全局变量,下而是内核中调用netlink_kerneLcreate()®数的一个示例。

在内核中,audit.sock = netlink_kerncl_create(&init_net, NETLINK_AUDIT. 0,audiLreceive, NULL, THIS_MODULE)°模块调用函数netlink_unicast 来发送单播消息:int netlink_unicast(struct sock *ssk, struct sk_buff *skb. u32 pid, int nonblock)参数ssk为函数netIink_kerneLcreate()返回的socket,参数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,参数pid为接收消息进程的pid,参数nonblock 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定时睡眠。

linux内核态与用户态通讯方式-guolele

linux内核态与用户态通讯方式-guolele

内核态与用户态通讯方式主要有几种:1、procfs2、系统调用(syscall)3、netlink4、mmap5、驱动文件,统一APIproc 文件系统特点:虚拟文件系统,提供一种便捷的用户和内核间的交互方式,一般用于调试日志以及配置参数缺点:不够实时,无法传输大数据量使用:创建proc文件驱动,然后像操作文件一样操作,驱动负责解析应用层的read write 请求mmap特点:直接用户空间与内核空间映射,直接操作,无需拷贝,可传输数据量大,实时性好。

缺点:没有专门同步机制,需要配合别的操作使用,简单数据量不使用此方法,过于复杂使用:字符或者块设备驱动将内核空间地址提供mmap映射,此内核空间可在uboot中预留大空间,也可使用kmalloc(转小,连续物理内存) vmalloc(较大,连续虚拟内存,物理不连续)创建在Linux内核中, kmalloc能够分配的最大连续内存为2的(MAX_ORDER-1)次方个page(参见alloc_pages函数, "if (unlikely(order >= MAX_ORDER)) return NULL;"), page的大小一般是4K bytes, MAX_ORDER缺省定义为11, 所以如果不修改内核, kmalloc能够分配的最大连续内存一般是4M bytes.vmalloc 一般用于将非连续物理内存映射成连续虚拟内存空间以便普通使用,也有预留于超大内存>8GB,使用内核参数vmalloc=xxxM来将超大的空间用起来,64bit不存在这个问题了。

内核启动参数传递"mem="参数, 如"mem=80M", 预留部分内存; 然后通过request_mem_region和ioremap_nocache将预留的内存映射到模块中. 需要修改内核启动参数, 无需重新编译内核. 但这种方法不支持x86架构, 只支持ARM, PowerPC等非x86架构. request_mem_region只为了显示在/proc/iomem,只为了显示,不用也能正常用。

linux下wifi编程(基于netlink和nl80211.h)

linux下wifi编程(基于netlink和nl80211.h)

linux下wifi编程(基于netlink和nl80211.h)写用户空间程序时,现在官方推荐的唯一编程方式就是基于netlink的nl80211.h编程。

netlink是一种linux下的用户空间和内核空间通信的方式,传输的都是一个个的帧。

用户空间程序通过生成预定义好的结构帧,与内核达到传递消息的目的。

nl80211.h是一个头文件,也是用户空间调用内核wifi相关功能的接口。

其中定义了所有暴露给用户空间的API函数索引(不是函数本身),以及这些函数采用的参数的格式和定义。

用户程序通过netlink机制,将这些API函数索引和对应的参数封装到netlink的帧中,发送给内核,内核解析netlink帧后,读取帧中的内容,就知道用户需要调用哪个函数,以及该函数的参数,完成内核功能调用。

说实话,这么折腾还不如直接调用API。

鬼让人家定义了这个唯一框架,就这么样吧。

先主要说一下netlink:有人已经写的很详细了:这里面没有提到调用nl80211.h用到的libnl-genl。

这是libnl的一个高层扩展,就是说libnl也可以直接完成这个库的功能。

由于libnl 的帧种类越来越多,所以就有必要给这些帧种类分类,所以出现了好多个protocol family。

为了能统一不同的协议族,定义了libnl-genl这么个通用接口。

其实代码量很小,只是小小封装了一下。

由于iw(linux下的wifi配置程序)用的这个库,所以有必要提一下。

libgl的使用流程方法见源文件:netlink各个模块的函数和结构体参考见:再说一下nl80211.h的使用:不得不说,此部分的文档烂的出奇,或者说是根本没有文档。

作为给出的唯一接口,你的文档仅限于代码注释,你好意思嚒。

这里有个2006年的文档,已经过时,但是可以略知一二。

看看没坏处。

想要两节nl80211.h的调用方法,推荐看一下iw的源代码。

大体流程如下:(只是逻辑关系,从iw源代码中抽取)nl_socket_alloc(); //生成netlink的socket(netlink相关内容参考上文给出的介绍)nl_socket_set_buffer_size(state->nl_sock, 8192, 8192); //调整缓存大小genl_connect(state->nl_sock) //socket和内核连接(注意,这里用的genl的函数封装,具体可查参考(上文给出的地址))genl_ctrl_resolve(state->nl_sock,"nl80211"); //genl的概念,向内核查询一下协议族的标志msg = nlmsg_alloc(); //生成要发送往内核的帧(还没有填充内容)cb = nl_cb_alloc(iw_debug ? NL_CB_DEBUG : NL_CB_DEFAULT); //生成回调函数,回调函数相关,见第一篇netlink的文档genlmsg_put(msg, 0, 0, state->nl80211_id, 0, //往刚生成的帧中填充头部信息cmd->nl_msg_flags, cmd->cmd, 0);NLA_PUT_U32(msg, NL80211_ATTR_IFINDEX, devidx); //向刚生成的帧内部添加一个属性值nl_socket_set_cb(state->nl_sock,s_cb); //设置回调函数nl_send_auto_complete(state->nl_sock,msg); //发送刚生成的帧给内核。

Linux中与内核通信的Netlink机制

Linux中与内核通信的Netlink机制

Linux中与内核通信的Netlink机制Netlink在2.6版本的内核中变化也是很大的,在最新的2.6.37内核中,其定义已经改成下面这种形式,传递的参数已经达到6个。

其中第一个参数和mutex参数都是最新添加的。

Mutex 也可以为空。

这里主要是关于内核空间中的netlink函数的使用。

extern struct sock *netlink_kernel_create(struct net *net,int unit,unsigned int groups,void (*input)(struct sk_buff *skb),struct mutex *cb_mutex,struct module *module);struct net是一个网络名字空间namespace,在不同的名字空间里面可以有自己的转发信息库,有自己的一套net_device等等。

默认情况下都是使用init_net这个全局变量,下面是内核中调用netlink_kernel_create()函数的一个示例。

在内核中,audit_sock = netlink_kernel_create(&init_net, NETLINK_AUDIT, 0,audit_receive, NULL, THIS_MODULE);模块调用函数netlink_unicast 来发送单播消息:int netlink_unicast(struct sock *ssk, struct sk_buff *skb, u32 pid, int nonblock)参数ssk为函数netlink_kernel_create()返回的socket,参数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,参数pid为接收消息进程的pid,参数nonblock 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定时睡眠。

netlink介绍

netlink介绍

netlink定义用于在内核模块与在用户地址空间中的进程之间传递消息的。

它包含了用于用户进程的基于标准套接字的接口和用于内核模块的一个内部核心API。

[--manual]Netlink是套接字家族中的一员,主要用内核与用户空间的进程间、用户进程间的通讯。

然而它并不像网络套接字可以用于主机间通讯,Netlink只能用于同一主机上进程通讯,并通过PID来标识它们。

[--wiki][see more:RFC 3549]netlink出现之前,linux是用ioctl接口控制设备参数。

ioctl是设备驱动程序中对设备的I/O通道进行管理的函数。

所谓对I/O通道进行管理,就是对设备的一些特性进行控制,例如串口的传输波特率、马达的转速等等。

(相对于系统调用,ioctl 以及/proc 文件系统):1,为了使用netlink,用户仅需要在include/linux/netlink.h 中增加一个新类型的netlink 协议定义即可,如#define NETLINK_MYTEST 17 然后,内核和用户态应用就可以立即通过socket API 使用该netlink 协议类型进行数据交换。

但系统调用需要增加新的系统调用,ioctl 则需要增加设备或文件,那需要不少代码,proc 文件系统则需要在/proc 下添加新的文件或目录,那将使本来就混乱的/proc 更加混乱。

2. netlink是一种异步通信机制,在内核与用户态应用之间传递的消息保存在socket缓存队列中,发送消息只是把消息保存在接收者的socket的接收队列,而不需要等待接收者收到消息,但系统调用与ioctl 则是同步通信机制,如果传递的数据太长,将影响调度粒度。

3.使用netlink 的内核部分可以采用模块的方式实现,使用netlink 的应用部分和内核部分没有编译时依赖,但系统调用就有依赖,而且新的系统调用的实现必须静态地连接到内核中,它无法在模块中实现,使用新系统调用的应用在编译时需要依赖内核。

netlink用法

netlink用法

Netlink是Linux内核提供的一种进程间通信机制,用于完成内核与用户空间之间的通信。

常用于协议实现、网络管理、虚拟网络等场景。

下面是netlink的常用用法:
创建Socket:使用socket()系统调用来创建一个Netlink 的Socket。

绑定Socket:使用bind()系统调用将Socket与Netlink协议族绑定。

创建Netlink消息:通过Netlink的数据结构来创建Netlink 消息,并填充消息头部和传输数据部分。

发送Netlink消息:使用sendmsg()系统调用来发送Netlink 消息。

接收Netlink消息:使用recvmsg()系统调用来接收Netlink 消息。

解析Netlink消息:使用Netlink的数据结构来解析接收到的Netlink消息,包括消息头部和传输数据部分。

处理Netlink消息:根据不同的消息类型和操作,使用Netlink 的数据结构来处理接收到的Netlink消息。

关闭Socket:使用close()系统调用来关闭Netlink Socket。

总的来说,Netlink是Linux内核中非常重要的IPC机制之一,常被用于内核与用户空间之间的通信,可用于协议实现与管理等多个场景。

【IT专家】如何在内核和用户空间之间创建“netlink”?

【IT专家】如何在内核和用户空间之间创建“netlink”?

本文由我司收集整编,推荐下载,如有疑问,请与我司联系如何在内核和用户空间之间创建“netlink”?如何在内核和用户空间之间创建“netlink”?[英]How do I create a “netlink”between kernel and userspace? I want to use netlink to communicate between anapplication and kernel space. My Linux kernel version is 2.6.28, and the following is my wrong code:我想使用netlink 在应用程序和内核空间之间进行通信。

我的Linux 内核版本是2.6.28,以下是我的错误代码:nf_sock=netlink_kernel_create(NL_PROTO,0,nl_user_skb,THIS_MODULE); The abbreviated error message is:缩写错误消息是:error: too few arguments to function ‘netlink_kernel_create’ In the file linux/netlink.h , the function netlink_kernel_create() is defined as在文件中,函数netlink_kernel_create()定义为extern struct sock *netlink_kernel_create(struct net *net,int unit,unsigned int groups,void (*input)(struct sk_buff *skb),struct mutex *cb_mutex,struct module *module) I don’t understand what to use for the first argument, net. Can someone explain what Ishould use here?我不明白第一个参数net 用什么。

Generic Netlink详解

Generic Netlink详解

∙双向传输,异步通信∙用户空间中使用标准socket API∙内核空间中使用专门的API∙支持多播∙可由内核端发起通信∙支持32种协议类型netlink仅支持32种协议类型,这在实际应用中可能并不足够。

因此产生了generic netlink(以下简称为genl)。

generic netlink支持1023个子协议号,弥补了netlink协议类型较少的缺陷。

支持协议号自动分配。

它基于netlink,但是在内核中,generic netlink的接口与netlink并不相同。

1. Generic Netlink框架概述图1表示了Generic Netlink框架。

Kernel socket API向用户空间和内核空间分别提供接口。

Netlink子系统(1)是所有genl通信的基础。

Netlink子系统中收到的所有Generic类型的netlink数据都被送到genl总线(2)上;从内核发出的数据也经由genl总线送至netlink子系统,再打包送至用户空间。

Generic Netlink控制器(4)作为内核的一部分,负责动态地分配genl通道(即genl family id),并管理genl任务。

genl控制器是一个特殊的genl内核用户,它负责监听genl bus上的通信通道。

genl通信建立在一系列的通信通道的基础上,每个genl family对应多个通道,这些通道由genl控制器动态分配。

+---------------------+ +---------------------+| (3) application "A" | | (3) application "B" |+------+--------------+ +--------------+------+| |\ /\ /| |+-------+--------------------------------+-------+| : : |user-space=====+ : (5) Kernel socket API :+================| : : |kernel-space+--------+-------------------------------+-------+| |+-----+-------------------------------+----+| (1) Netlink subsystem |+---------------------+--------------------+|+---------------------+--------------------+| (2) Generic Netlink bus |+--+--------------------------+-------+----+| | |+-------+---------+ | || (4) Controller | / \+-----------------+ / \| |+------------------+--++--+------------------+| (3) kernel user "X" | | (3) kernel user "Y" | +---------------------++---------------------+图1:generic netlink框架2 Generic Netlink相关结构体2.1 genl familyGeneric Netlink是基于客户端-服务端模型的通信机制。

Netlink内核实现分析1

Netlink内核实现分析1

Netlink内核实现分析1Netlink 是⼀种IPC(Inter Process Commumicate)机制,它是⼀种⽤于内核与⽤户空间通信的机制,在⼀般情况下,⽤户态和内核态通信会使⽤传统的Ioctl、sysfs属性⽂件或者procfs属性⽂件,这3种通信⽅式都是同步通信⽅式,由⽤户态主动发起向内核态的通信,内核⽆法主动发起通信。

Netlink是⼀种异步全双⼯的通信⽅式,它⽀持由内核态主动发起通信,内核为Netlink通信提供了⼀组特殊的API接⼝,⽤户态则基于socket API,内核发送的数据会保存在接收进程socket 的接收缓存中,由接收进程处理。

netlink 优点:可以由内核发起,⽤户进程可以使⽤IO复⽤模型⽀持组播,即内核态可以将消息发送给多个接收进程Netlink ⼦系统初始化流程netlink 内核⼦接⼝初始化实在 net/netlink/af_netlink.c中初始化完成static const struct rhashtable_params netlink_rhashtable_params = {.head_offset = offsetof(struct netlink_sock, node),.key_len = netlink_compare_arg_len,.obj_hashfn = netlink_hash,.obj_cmpfn = netlink_compare,.automatic_shrinking = true,};/*这⾥的hash(哈希表)⽤来索引同种协议类型的不同netlink套接字实例,mc_list为多播使⽤的sock散列表,listeners为监听者掩码,groups为协议⽀持的最⼤多播组数量,同时还定义了⼀些函数指针,它们会在内核⾸次创建netlink时被赋值,后续应⽤层创建和绑定socket时调⽤到。

回到初始化函数中,接下来初始化应⽤层使⽤的NETLINK_USERSOCK协议类型的netlink(⽤于应⽤层进程间通信);然后调⽤sock_register向内核注册协议处理函数,即将netlink的socket创建处理函数注册到内核中,如此以后应⽤层创建netlink类型的socket时将会调⽤该协议处理函数,其中*/static int __init netlink_proto_init(void){int i;int err = proto_register(&netlink_proto, 0);if (err != 0)goto out;BUILD_BUG_ON(sizeof(struct netlink_skb_parms) > FIELD_SIZEOF(struct sk_buff, cb));//之开辟了MAX_LINKS个na_talbe指针空间nl_table = kcalloc(MAX_LINKS, sizeof(*nl_table), GFP_KERNEL);if (!nl_table)goto panic;//分配MAX_LINKS个netlink表结构, nl_table, 每个成员代表⼀种协议类型for (i = 0; i < MAX_LINKS; i++) {if (rhashtable_init(&nl_table[i].hash,&netlink_rhashtable_params) < 0) {rhashtable_destroy(&nl_table[i].hash);kfree(nl_table);goto panic;}}INIT_LIST_HEAD(&netlink_tap_all);netlink_add_usersock_entry();sock_register(&netlink_family_ops);//将netlink socket 创建函数注册到内核中,即创建netlink socket 时回调函数为 netlink_family_ops->create 回调register_pernet_subsys(&netlink_net_ops);/* The netlink device handler may be needed early. */rtnetlink_init();out:return err;panic:panic("netlink_init: Cannot allocate nl_table\n");}core_initcall(netlink_proto_init本初始化函数⾸先向内核注册netlink协议;然后创建并初始化了nl_table表数组,这个表是整个netlink实现的最关键的⼀步,每种协议类型占数组中的⼀项,后续内核中创建的不同种协议类型的netlink都将保存在这个表中.struct netlink_table {struct rhashtable hash;// hash表控制块,内部的hash表记录了已经创建的同种协议类型的所有netlink套接字struct hlist_head mc_list; // 这个hash表头节点⽤于记录同种协议类型下所有阅订了组播功能的套接字struct listeners __rcu *listeners; // 记录了同种协议类型下所有被阅订了的组播消息集合为监听者掩码unsigned int flags;unsigned int groups;// 记录了该协议类型⽀持的最⼤组播数量(通常就是32个)struct mutex *cb_mutex;struct module *module;//函数指针会在内核⾸次创建netlink时被赋值,后续应⽤层创建和绑定socket时调⽤到int (*bind)(struct net *net, int group);void (*unbind)(struct net *net, int group);bool (*compare)(struct net *net, struct sock *sock);int registered;};/*应⽤层创建PF_NETLINK(AF_NETLINK)类型的socket()系统调⽤时将由netlink_create()函数负责处理*/static const struct net_proto_family netlink_family_ops = {.family = PF_NETLINK,.create = netlink_create,.owner = THIS_MODULE, /* for consistency 8) */};Netlink 套接字对于每个类型都会创建⼀个内核的netlink 套接字⽤于和应⽤层通信;以NETLINK_ROUTE为例static int __net_init rtnetlink_net_init(struct net *net){struct sock *sk;struct netlink_kernel_cfg cfg = {.groups = RTNLGRP_MAX,.input = rtnetlink_rcv,.cb_mutex = &rtnl_mutex,.flags = NL_CFG_F_NONROOT_RECV,};sk = netlink_kernel_create(net, NETLINK_ROUTE, &cfg);if (!sk)return -ENOMEM;net->rtnl = sk;return 0;}/*定义了⼀个netlink_kernel_cfg结构体实例,设置groups为RTNLGRP_MAX后指定消息接收处理函数为rtnetlink_rcv,并设置flag为NL_CFG_F_NONROOT_RECV,这表明⾮超级⽤户可以绑定到多播组,但是没有设置NL_CFG_F_NONROOT_SEND,这表明⾮超级⽤户将不能发送组播消息。

linux的nlmsghdr用法

linux的nlmsghdr用法

linux的nlmsghdr用法在Linux系统中,nlmsghdr结构体用于表示Netlink消息头。

Netlink是一种进程间通信协议,旨在为内核和用户空间提供一种可靠的数据传输机制。

Netlink提供了多种协议族,其中之一是NETLINK_GENERIC协议族,它可以用来实现自定义通信协议。

nlmsghdr结构体的定义如下:```cstruct nlmsghdr {__u32 nlmsg_len;__u16 nlmsg_type;__u16 nlmsg_flags;__u32 nlmsg_seq;__u32 nlmsg_pid;};```其中,各成员变量的含义如下:- nlmsg_len 表示Netlink消息的总长度,包括消息头和消息体。

- nlmsg_type 表示Netlink消息的类型。

- nlmsg_flags 表示Netlink消息的标记,可以包括NLM_F_REQUEST、NLM_F_ACK、NLM_F_DUMP等,具体含义请参考官方文档。

- nlmsg_seq 表示Netlink消息的序列号,用于标识消息的顺序。

- nlmsg_pid 表示发送或接收Netlink消息的进程ID。

下面是一个简单的使用例子,展示如何创建一个Netlink消息并向内核发送:```c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/socket.h>#include <linux/netlink.h>#define NETLINK_TEST 25#define MAX_PAYLOAD 1024//创建Netlink socketsockfd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_TEST);if (sockfd < 0) {perror("socket");return -1;}//绑定源地址memset(&src_addr, 0, sizeof(src_addr));src_addr.nl_family = AF_NETLINK;src_addr.nl_pid = getpid();src_addr.nl_groups = 0;ret = bind(sockfd, (struct sockaddr *)&src_addr, sizeof(src_addr)); if (ret < 0) {perror("bind");return -1;}//构造Netlink消息头nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);nlh->nlmsg_type = 1; //自定义消息类型nlh->nlmsg_flags = NLM_F_REQUEST;nlh->nlmsg_seq = 0;nlh->nlmsg_pid = getpid();//设置消息体strcpy(NLMSG_DATA(nlh), "Hello, kernel!");//设置iovec结构体iov.iov_base = (void *)nlh;iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;//解析Netlink消息头nlh = (struct nlmsghdr *)msg.msg_iov->iov_base;printf("Received message: %s\n", (char *)NLMSG_DATA(nlh));//释放资源free(nlh);close(sockfd);return 0;}```在这个例子中,我们创建了一个Netlink socket,并设置了源地址和目的地址。

Rtnetlink描述

Rtnetlink描述

Rtnetlink描述针对路由控制的netlink接口,Linux IPv4 routing socketsRtnetlink基于netlink,允许对内核的路由表进行读写。

主要用来进行内核与用户空间的通信以及内核中子系统间的通信。

Rtnetlink是Linux2.2及其以后的版本中的一个新的特征。

Rtnetlink消息在初始头后可以有一些属性。

结构:struct{unsigned short rta_len; //属性的长度unsigned short rta_type; //属性类型/*属性数据跟随在这个结构之后*/}这些属性用RTA_*宏或者libnetlink来进行修改。

RTA_*宏:#define RTA_ALIGNTO 4#define RTA_ALIGN(len) ( ((len)+RTA_ALIGNTO-1) & ~(RTA_ALIGNTO-1) ) /*对齐*/#define RTA_OK(rta,len) ((len) >= (int)sizeof(struct rtattr) && \(rta)->rta_len >= sizeof(struct rtattr) && \(rta)->rta_len <= (len)) /*判断长度是否有len长*/#define RTA_NEXT(rta,attrlen)((attrlen) -= RTA_ALIGN((rta)->rta_len), \(struct rtattr*)(((char*)(rta)) + RTA_ALIGN((rta)->rta_len))) /*下一个的首地址*/#define RTA_LENGTH(len)(RTA_ALIGN(sizeof(struct rtattr)) + (len)) /*计算总长度*/#define RTA_SPACE(len)RTA_ALIGN(RTA_LENGTH(len)) /*返回数据的对齐的最小数值*/#define RTA_DATA(rta)((void*)(((char*)(rta)) + RTA_LENGTH(0))) /*取得数据部分首地址*/#define RTA_PAYLOAD(rta) ((int)((rta)->rta_len) - RTA_LENGTH(0)) /*payload总长度*/除了标准的netlink消息外,rtnetlink主要由以下的消息类型组成:1、RTM_NEWLINK, RTM_DELLINK, RTM_GETLINK 创建,删除或者获取网络设备的信息这些消息包含一个ifinfomsg结构以及多个rtattr结构。

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#define NETLINK_FIB_LOOKUP 10
#define NETLINK_CONNECTOR 11
用户空间进程可以通过标准socket API来实现消息的发送、接收,在Linux中,有很多用户空间和内核空间的交互都是通过Netlink机制完成的,在Linux3.0的内核版本中定义了下面的21个用于Netlink通信的宏,其中默认的最大值为32.我这里重点关注的是IPv6路由部分的通信过程。
#define NETLINK_SELINUX 7 /* SELinux event notifications */ #define NETLINK_ISCSI 8 /* Open-iSCSI */
#define NETLINK_AUDIT 9 /* auditing */
#define NETLINK_USERSOCK 2 /* Reserved for user mode socket protocols*/ #define NETLINK_FIREWALL 3 /* Firewalling hook */
#define NETLINK_INET_DIAG 4 /* INET socket monitoring */ #define NETLINK_NFLOG 5 /* netfilter/iptables ULOG */ #define NETLINK_XFRM 6 /* ipsec */
在include/linux/`netlink.h文件中定义了下面的用于通信的宏! #define NETLINK_ROUTE 0 /* Routing/device hook */
#efine NETLINK_UNUSED 1 /* Unused number */
一、Netlink介绍
前面有一篇文章其实已经介绍过Netlink方面的知识,还有一个内核和用户空间之间的一个交互例子,这篇文章主要是更细节和基础的知识介绍! Netlink 是一种特殊的 socket,它是 Linux 所特有的,由于传送的消息是暂存在socket接收缓存中,并不被接收者立即处理,所以netlink是一种异步通信机制。 系统调用和 ioctl 则是同步通信机制。
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