netlink实现驱动和应用层通信

最新推荐文章于 2025-05-18 00:13:20 发布

技术的旅行者

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分类专栏： linux 内核文章标签： netlink实现驱动和应用层通信

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zouchun2016/article/details/83038976

本文介绍了Linux下驱动与应用层通过netlink进行通信的原因和优势，详细讲解了netlink_kernel_create接口及其参数，以及netlink_unicast和netlink_broadcast接口的使用。在实现过程中，特别强调了协议号的选择和驱动启动顺序的重要性。

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1、netlink及相关接口说明
        说到驱动和应用层进行数据通信，很多人就会想到使用传统的ioctl，诚然，很多时候应用层调用驱动进行参数配置和参数获取使用的也正是ioctl的方式，但这种方式有一种局限性，那就是只适合于数据量较小且操作不频繁的情况。否则，频繁操作io将大大影响设备的性能，甚至造成设备宕机。
        最近在做一个关于wifi诊断需求时，需要记录wifi连接过程中的控制帧和管理帧，以及STA断开及断开原因。由于wifi驱动不断在进行数据帧和控制帧的交互，如果直接在驱动中操作io写文件，wifi性能将收到很大影响。后来相到了使用netlink进行数据传输，将数据传输到应用层进行log的记录。
        下面简单介绍下linux下netlink相关的接口，由于我使用的内核版本是linux-lsk-v4.1.25，接口主要介绍该版本接口，代码实例中会进行版本兼容，需要连接其他版本的请自行跟读相关版本源码。

1.1、netlink_kernel_create接口
netlink_kernel_create接口的定义在lnclude/linux/netlink.h中，可以看出他是真身实际上是__netlink_kernel_create，具体我们不需要过多关心，我们先看看他的参数和返回值情况。

static inline struct sock *
netlink_kernel_create(struct net *net, int unit, struct netlink_kernel_cfg *cfg)
{
	return __netlink_kernel_create(net, unit, THIS_MODULE, cfg);
}

第一个参数（struct net）是一个网络的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。
第二个参数（int unit）实际上是当前使用的实例号，由于Netlink本身是linux的一个部分，linux内核中的很多和应用层的交互也使用过netlink（比如防火墙iptables）。因此部分协议号实际已经被占用，我们只能从之后的协议号中挑选能使用的协议号，否则将造成协议冲突。协议号的定义在include/uapi/linux/netlink.h中，如下。

#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