Linux-3.2.0.24中内核的Netlink测试使用
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参数unit表示netlink协议类型，如 NETLINK_MYTEST，参数input则为内核模块定义的netlink消息处理函数，当有消息到达这个netlink socket时，该input函数指针就会被引用。函数指针input的参数skb实际上就是函数netlink_kernel_create返回的 struct sock指针，sock实际是socket的一个内核表示数据结构，用户态应用创建的socket在内核中也会有一个struct sock结构来表示。
函数input()会在发送进程执行sendmsg()时被调用，这样处理消息比较及时，但是，如果消息特别长时，这样处理将增加系统调用sendmsg()的执行时间，也就是说当用户的程序调用sendmsg ()函数时，如果input（）函数处理时间过长，也就是说input()函数不执行不完，用户程序调用的sendmsg()函数就不会返回。只有当内核空间中的input()函数返回时，用户调用的sendmsg()函数才会返回。对于这种情况，可以定义一个内核线程专门负责消息接收，而函数input 的工作只是唤醒该内核线程，这样sendmsg将很快返回。（这里网上的的说明）不过在查看Linux2.6.37版本的内核时并没有发现这种处理过程，一般都是按下面的方法进行处理。
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字段pid表示消息发送者进程 ID，也即源地址，对于内核，它为 0， dst_pid 表示消息接收者进程 ID，也即目标地址，如果目标为组或内核，它设置为 0，否则 dst_group 表示目标组地址，如果它目标为某一进程或内核，dst_group 应当设置为 0。
下面是参考网上使用netlink写的和内核通信的两个程序，一个是用户空间，一个是内核空间。
内核空间：netlink.c
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/time.h>
#include <linux/types.h>
#include <net/sock.h>
#include <net/netlink.h>
#define NETLINK_TEST 25
#define MAX_MSGSIZE 1024
int pid;
int err;
struct sock *nl_sk = NULL;
int flag = 0;
int stringlength(const char *s)
{
int slen = 0;
for(; *s; s++){
slen++;
}
return slen;
}
void sendnlmsg(void)
{
struct sk_buff *skb_1;
struct nlmsghdr *nlh;
int len = NLMSG_SPACE(MAX_MSGSIZE);
int slen = 0;
char buffer[128];
const char *message="hello i am kernel";
if(!message || !nl_sk){
return ;
}
skb_1 = alloc_skb(len,GFP_KERNEL);
if(!skb_1){
printk(KERN_ERR "my_net_link:alloc_skb_1 error\n");
}
nlh = nlmsg_put(skb_1,0,0,0,MAX_MSGSIZE,0);
NETLINK_CB(skb_1).pid = 0;
NETLINK_CB(skb_1).dst_group = 0;
slen = stringlength(message);
memset(buffer,0,sizeof(buffer));
memcpy(buffer,message,slen);
memcpy(NLMSG_DATA(nlh),buffer,slen+1);
printk("my_net_link:send message '%s'.\n",(char *)NLMSG_DATA(nlh));
netlink_unicast(nl_sk,skb_1,pid,MSG_DONTWAIT);
}
void nl_data_ready(struct sk_buff *__skb)
{
struct sk_buff *skb;
struct nlmsghdr *nlh;
char str[100];
struct completion cmpl;
int i=10;
skb = skb_get (__skb);
if(skb->len >= NLMSG_SPACE(0)){
nlh = nlmsg_hdr(skb);
memcpy(str, NLMSG_DATA(nlh), sizeof(str));
printk("Message received:%s\n",str) ;
pid = nlh->nlmsg_pid;
while(i--){
//init_completion(&cmpl);
//wait_for_completion_timeout(&cmpl,3 * HZ);
sendnlmsg();
break;
}
flag = 1;
kfree_skb(skb);
}
}
// Initialize netlink
/*
kernel 3.9.6中实例代码
struct netlink_kernel_cfg {
unsigned int groups;
unsigned int flags;
void (*input)(struct sk_buff *skb);
struct mutex *cb_mutex;
void (*bind)(int group);
};
netlink_kernel_create(struct net *net, int unit, struct netlink_kernel_cfg *cfg)
3.2.0-24中
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);
*/
static int netlink_init(void)
{
nl_sk = netlink_kernel_create(&init_net, NETLINK_TEST, 1,nl_data_ready, NULL, THIS_MODULE);
if(!nl_sk){
printk(KERN_ERR "my_net_link: create netlink socket error.\n");
return 1;
}
printk("my_net_link_3: create netlink socket ok.\n");
return 0;
}
static void netlink_exit(void)
{
if(nl_sk != NULL){
sock_release(nl_sk->sk_socket);
}
printk("my_net_link: self module exited\n");
}
module_init(netlink_init);
module_exit(netlink_exit);
MODULE_AUTHOR("wangpengqi");
MODULE_LICENSE("GPL");
下面是用户空间的程序：app.c
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <asm/types.h>
#include <linux/netlink.h>
#include <linux/socket.h>
#include <errno.h>
#define NETLINK_TEST 25
#define MAX_PAYLOAD 1024 // maximum payload size
int main(int argc, char* argv[])
{
int state;
struct sockaddr_nl src_addr, dest_addr;
struct nlmsghdr *nlh = NULL;
struct iovec iov;
struct msghdr msg;
int sock_fd, retval;
int state_smg = 0;
// Create a socket
sock_fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_TEST);
if(sock_fd == -1){
printf("error getting socket: %s", strerror(errno));
return -1;
}
// To prepare binding
memset(&msg,0,sizeof(msg));
memset(&src_addr, 0, sizeof(src_addr));
src_addr.nl_family = AF_NETLINK;
src_addr.nl_pid = getpid(); // self pid
src_addr.nl_groups = 0; // multi cast
retval = bind(sock_fd, (struct sockaddr*)&src_addr, sizeof(src_addr));
if(retval < 0){
printf("bind failed: %s", strerror(errno));
close(sock_fd);
return -1;
}
// To prepare recvmsg
nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
if(!nlh){
printf("malloc nlmsghdr error!\n");
close(sock_fd);
return -1;
}
memset(&dest_addr,0,sizeof(dest_addr));
dest_addr.nl_family = AF_NETLINK;
dest_addr.nl_pid = 0;
dest_addr.nl_groups = 0;
nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
nlh->nlmsg_pid = getpid();
nlh->nlmsg_flags = 0;
strcpy(NLMSG_DATA(nlh),"Hello you!");
iov.iov_base = (void *)nlh;
iov.iov_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
// iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
msg.msg_name = (void *)&dest_addr;
msg.msg_namelen = sizeof(dest_addr);
msg.msg_iov = &iov;
msg.msg_iovlen = 1;
printf("state_smg\n");
state_smg = sendmsg(sock_fd,&msg,0);
if(state_smg == -1){
printf("get error sendmsg = %s\n",strerror(errno));
}
memset(nlh,0,NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
printf("waiting received!\n");
// Read message from kernel
state = recvmsg(sock_fd, &msg, 0);
if(state<0){
printf("state<1");
}
printf("Received message: %s\n",(char *) NLMSG_DATA(nlh));
close(sock_fd);
return 0;
}
Makefile文件
[root@control netlink]# cat Makefile obj-m := netlink.o KERNELBUILD := /lib/modules/`uname -r`/build default: make -C $(KERNELBUILD) M=$(shell pwd) modules clean: rm -rf *.o .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions *.symvers .*.d *.unsigned *.order
其中，netlink.c为内核的空间的程序。
先运行内核代码netlink.ko，也就是在执行完makefile文件后，会生成一个netlink.ko文件，可以使用下面的命令进行安装，insmod netlink.ko，使用lsmod查看，当安装成功后，然后，执行./netlink用户空间程序，可以在另一个终端下执行dmesg命令，查看内核通信的情况。这里netlink程序向内核空间发送一个hello you！内核返回给一个I am from kernel!在这里使用了一个定时器，也就是每3秒中发送一次I am from kernel!只有内核把10个字符串全部发送完毕后，用户空间的sendmsg()才会返回，也就是在用户空间的netlink才会输出内核空间发送过来的数据，这里只有一个简单的程序，并没有什么实际的意义，因为，正如前面所说的一般情况下不会在回调函数中处理太多的东西，以免sendmsg()函数返回不及时。下面是使用dmesg命令输出的信息。