Как использовать сокет netlink для связи с модулем ядра?

Я пытаюсь написать модуль ядра Linux, который общается с пользовательским процессом, используя netlink. Я использую netlink, потому что пользовательская программа, с которой я хочу общаться, общается только через сокеты, и я не могу изменить это, чтобы добавить ioctl() или что-нибудь.

Проблема в том, что я не могу понять, как это сделать. Я гуглил, но все примеры, которые я нашел, относятся к старым, как этот, и больше не действительны для текущих версий ядра. Я также рассмотрел этот вопрос SO, но пример здесь использует libnl для операций с сокетами, но я хочу придерживаться стандартных функций сокетов (определяется sys/socket.h). Так может кто-нибудь, пожалуйста, подскажет мне здесь какой-нибудь учебник или руководство или что-то, что может помочь мне понять интерфейс и использование netlink. Я был бы очень признателен за рабочий пример, ничего особенного, просто очень простой пример того, как установить соединение от сокета в пользовательской программе к сокету в ядре, а затем отправить данные из пользовательского процесса в ядро ​​и получить обратно от ядра.

Также, пожалуйста, не говорите мне смотреть на код ядра. Я уже делаю это, но это займет много времени, и у меня не так много осталось.

Обновление: после большого количества проб и ошибок у меня есть следующий код, который отправляет сообщение от пользовательской программы к ядру, но сообщение от ядра к пользовательской программе, т.е. используя netlink_unicast() не работает. Это не только не работает, вызов зависает системы, а затем я должен перезагрузить машину. Может кто-нибудь PLZ взглянуть и сказать мне, что я не так делаю. netlink_unicast() вызов прокомментирован в следующем коде. Это должно быть раскомментировано для сообщения ядра для пользовательской программы.

Пользовательская программа 

#include <sys/socket.h>  
#include <linux/netlink.h>  
#define NETLINK_USER 31  
#define MAX_PAYLOAD 1024  /* maximum payload size*/  

struct sockaddr_nl src_addr, dest_addr;  
struct nlmsghdr *nlh = NULL;  
struct iovec iov;  
int sock_fd;  
struct msghdr msg;  

void main()  
{  
    sock_fd=socket(PF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_USER);  
    if(sock_fd<0)  
        return -1;  

    memset(&src_addr, 0, sizeof(src_addr));  
    src_addr.nl_family = AF_NETLINK;  
    src_addr.nl_pid = getpid();  /* self pid */  
    /* interested in group 1<<0 */  
    bind(sock_fd, (struct sockaddr*)&src_addr,  
      sizeof(src_addr));  

    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));  
    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));  
    dest_addr.nl_family = AF_NETLINK;  
    dest_addr.nl_pid = 0;   /* For Linux Kernel */  
    dest_addr.nl_groups = 0; /* unicast */  

    nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(  
                          NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));  
    memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));  
    nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);  
    nlh->nlmsg_pid = getpid();  
    nlh->nlmsg_flags = 0;  

    strcpy(NLMSG_DATA(nlh), "Hello");  

    iov.iov_base = (void *)nlh;  
    iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;  
    msg.msg_name = (void *)&dest_addr;  
    msg.msg_namelen = sizeof(dest_addr);  
    msg.msg_iov = &iov;  
    msg.msg_iovlen = 1;  

    printf("Sending message to kernel\n");  
    sendmsg(sock_fd,&msg,0);  
    printf("Waiting for message from kernel\n");  

    /* Read message from kernel */  
    recvmsg(sock_fd, &msg, 0);  
    printf(" Received message payload: %s\n",  
        NLMSG_DATA(nlh));  
    close(sock_fd);  
}

Код ядра 

#include <linux/module.h>  
#include <linux/kernel.h>  
#include <linux/init.h>  
#include <net/sock.h>  
#include <linux/socket.h>  
#include <linux/net.h>  
#include <asm/types.h>  
#include <linux/netlink.h>  
#include <linux/skbuff.h>  

#define NETLINK_USER 31  

struct sock *nl_sk = NULL;  

static void hello_nl_recv_msg(struct sk_buff *skb)  
{
        struct nlmsghdr *nlh;  
        int pid;  

        printk(KERN_INFO "Entering: %s\n", __FUNCTION__);  

        nlh=(struct nlmsghdr*)skb->data;  
        printk(KERN_INFO "Netlink received msg payload: %s\n",
            (char*)NLMSG_DATA(nlh));  
        pid = nlh->nlmsg_pid; /*pid of sending process */  
        NETLINK_CB(skb).dst_group = 0; /* not in mcast group */  
        NETLINK_CB(skb).pid = 0;      /* from kernel */  
        //NETLINK_CB(skb).groups = 0; /* not in mcast group */  
        //NETLINK_CB(skb).dst_pid = pid;  
        printk("About to send msg bak:\n");  
        //netlink_unicast(nl_sk,skb,pid,MSG_DONTWAIT);  

}  

static int __init hello_init(void)  
{  

        printk("Entering: %s\n",__FUNCTION__);  
        nl_sk=netlink_kernel_create(&init_net, NETLINK_USER, 0,
               hello_nl_recv_msg, NULL, THIS_MODULE);  
        if(!nl_sk)  
        {   
                printk(KERN_ALERT "Error creating socket.\n");  
                return -10;  
        }  
        return 0;  
}  

static void __exit hello_exit(void)  
{

        printk(KERN_INFO "exiting hello module\n");  
        netlink_kernel_release(nl_sk);  
}  

module_init(hello_init);  
module_exit(hello_exit);
Источник

4 ответа

Решение

После прочтения исходного кода ядра мне наконец-то удалось заставить сокеты netlink работать на меня. Ниже приведен пример основ сокета Netlink, т.е. открытие сокета netlink, чтение и запись в него и закрытие его.

Модуль ядра

#include <linux/module.h>
#include <net/sock.h> 
#include <linux/netlink.h>
#include <linux/skbuff.h> 
#define NETLINK_USER 31

struct sock *nl_sk = NULL;

static void hello_nl_recv_msg(struct sk_buff *skb)
{

    struct nlmsghdr *nlh;
    int pid;
    struct sk_buff *skb_out;
    int msg_size;
    char *msg = "Hello from kernel";
    int res;

    printk(KERN_INFO "Entering: %s\n", __FUNCTION__);

    msg_size = strlen(msg);

    nlh = (struct nlmsghdr *)skb->data;
    printk(KERN_INFO "Netlink received msg payload:%s\n", (char *)nlmsg_data(nlh));
    pid = nlh->nlmsg_pid; /*pid of sending process */

    skb_out = nlmsg_new(msg_size, 0);
    if (!skb_out) {
        printk(KERN_ERR "Failed to allocate new skb\n");
        return;
    }

    nlh = nlmsg_put(skb_out, 0, 0, NLMSG_DONE, msg_size, 0);
    NETLINK_CB(skb_out).dst_group = 0; /* not in mcast group */
    strncpy(nlmsg_data(nlh), msg, msg_size);

    res = nlmsg_unicast(nl_sk, skb_out, pid);
    if (res < 0)
        printk(KERN_INFO "Error while sending bak to user\n");
}

static int __init hello_init(void)
{

    printk("Entering: %s\n", __FUNCTION__);
    //nl_sk = netlink_kernel_create(&init_net, NETLINK_USER, 0, hello_nl_recv_msg, NULL, THIS_MODULE);
    struct netlink_kernel_cfg cfg = {
        .input = hello_nl_recv_msg,
    };

    nl_sk = netlink_kernel_create(&init_net, NETLINK_USER, &cfg);
    if (!nl_sk) {
        printk(KERN_ALERT "Error creating socket.\n");
        return -10;
    }

    return 0;
}

static void __exit hello_exit(void)
{

    printk(KERN_INFO "exiting hello module\n");
    netlink_kernel_release(nl_sk);
}

module_init(hello_init); module_exit(hello_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

Пользовательская программа

#include <linux/netlink.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <unistd.h>

#define NETLINK_USER 31

#define MAX_PAYLOAD 1024 /* maximum payload size*/
struct sockaddr_nl src_addr, dest_addr;
struct nlmsghdr *nlh = NULL;
struct iovec iov;
int sock_fd;
struct msghdr msg;

int main()
{
    sock_fd = socket(PF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_USER);
    if (sock_fd < 0)
        return -1;

    memset(&src_addr, 0, sizeof(src_addr));
    src_addr.nl_family = AF_NETLINK;
    src_addr.nl_pid = getpid(); /* self pid */

    bind(sock_fd, (struct sockaddr *)&src_addr, sizeof(src_addr));

    memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));
    dest_addr.nl_family = AF_NETLINK;
    dest_addr.nl_pid = 0; /* For Linux Kernel */
    dest_addr.nl_groups = 0; /* unicast */

    nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
    memset(nlh, 0, NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD));
    nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PAYLOAD);
    nlh->nlmsg_pid = getpid();
    nlh->nlmsg_flags = 0;

    strcpy(NLMSG_DATA(nlh), "Hello");

    iov.iov_base = (void *)nlh;
    iov.iov_len = nlh->nlmsg_len;
    msg.msg_name = (void *)&dest_addr;
    msg.msg_namelen = sizeof(dest_addr);
    msg.msg_iov = &iov;
    msg.msg_iovlen = 1;

    printf("Sending message to kernel\n");
    sendmsg(sock_fd, &msg, 0);
    printf("Waiting for message from kernel\n");

    /* Read message from kernel */
    recvmsg(sock_fd, &msg, 0);
    printf("Received message payload: %s\n", NLMSG_DATA(nlh));
    close(sock_fd);
}

Связанная тема о магической константе NETLINK_USER 31: Могу ли я иметь более 32 сокетов netlink в пространстве ядра?

Источник

На всякий случай, если никто не знает, как скомпилировать, Google "как скомпилировать и загрузить модуль ядра"

обратитесь к http://www.cyberciti.biz/tips/compiling-linux-kernel-module.html

Захватите исходный код ядра, в который вы скомпилируете модуль для http://kernel.org/

Или просто обновите ваши заголовки, если вы используете предполагаемое ядро

# apt-get install kernel-headers-$(uname -r)

Например, создайте make-файл

obj-m = hello.o
KVERSION = $(shell uname -r)
all:
        make -C /lib/modules/$(KVERSION)/build M=$(PWD) modules
clean:
        make -C /lib/modules/$(KVERSION)/build M=$(PWD) clean

Сделайте, и вы получите кучу файлов. *.ko - это то, что вы загрузите в свое ядро, запустите

# insmod hello.ko

Если вы используете lsmod для проверки всех загруженных модулей, вы найдете ваши, скорее всего, вы увидите:

hello       12575  0

В нашем случае скомпилируйте и запустите код пользователя:

gcc hello.c -o hello.o
./hello.o

Если все в порядке, вы получите следующее сообщение, используя код binW:

Sending message to kernel
Waiting for message from kernel
 Received message payload: Hello from kernel

Наконец, удалите модуль, используя:

# rmmod hello
Источник

У меня работает с ядром 3.2. Для ядра 3.6 и выше, это нужно немного изменить на netlink_kernel_create функция.

 struct netlink_kernel_cfg cfg = {
                .groups = 1,
                .input = hello_nl_recv_msg,
        };
        printk("Entering: %s\n", __FUNCTION__);
        nl_sk = netlink_kernel_create(&init_net, NETLINK_USER, &cfg);
Источник

Вам нужно включить следующий заголовочный файл в код client_side:

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
Источник
Другие вопросы по тегам