linux 内核 通信(Linux是什么软件)

大家好，感谢邀请，今天来为大家分享一下linux 内核 通信的问题，以及和Linux是什么软件的一些困惑，大家要是还不太明白的话，也没有关系，因为接下来将为大家分享，希望可以帮助到大家，解决大家的问题，下面就开始吧！

浅谈Linux内核无线子系统(超详细~)

Linux内核无线子系统由两大部分组成：cfg80211和 mac80211。它们在内核与用户空间应用程序之间建立起桥梁，统一处理各种无线设备并负责 MAC和 PHY层级的通信。Linux无线子系统负责管理 WiFi设备，并处理 OSI模型中最低层的 MAC和 PHY层。通常，用户空间应用程序通过 nl80211实现配置管理接口，与内核空间的 cfg80211模块交互。

Linux内核实现无线网络接口的方法是通过数据包在内核与用户空间之间传输。数据包由应用程序创建并写入套接字缓冲区，然后通过套接字层，最终到达设备无关层。这一层与各种硬件设备，如以太网或 WiFi设备连接。在设备无关层，内核通过 net_device结构与设备驱动通信，使用 net_device_ops结构定义的接口进行操作。

数据包在设备无关层后被发送至硬件设备，如通过 USB接口发送给无线适配器。硬件设备将数据包转换为适当的格式，并发送至空中，实现无线传输。在接收数据包时，硬件设备将中断或轮询机制用于检测新数据，然后将数据包传递给内核。内核在收到数据包后，通过设备驱动进行数据校验，并填充接收描述符，将数据包传递给 mac80211。mac80211然后处理数据包，将数据包转换为 802.3格式，交付给网络协议栈，供各层协议解析。

此外，Linux内核无线子系统还包括管理路径，允许用户空间应用程序通过套接字与内核通信，实现 WiFi设备的配置、扫描、认证和关联等功能。这些功能通过 netlink套接字与内核中的 cfg80211模块交互完成。

总的来说，Linux内核无线子系统通过 cfg80211和 mac80211模块实现对 WiFi设备的统一管理和通信处理，包括数据传输和管理命令的交互。这一机制确保了 Linux内核能够高效地支持各种无线网络设备，提供稳定、可靠的无线网络连接。

linux内核通信核心技术:Netlink源码分析和实例分析

Linux内核通信核心技术：Netlink源码分析和实例分析

什么是netlink？Linux内核中一个用于解决内核态和用户态交互问题的机制。相比其他方法，netlink提供了更安全高效的交互方式。它广泛应用于多种场景，例如路由、用户态socket协议、防火墙、netfilter子系统等。

Netlink内核代码走读：内核代码位于net/netlink/目录下，包括头文件和实现文件。头文件在include目录，提供了辅助函数、宏定义和数据结构，对理解消息结构非常有帮助。关键文件如af_netlink.c，其中netlink_proto_init函数注册了netlink协议族，使内核支持netlink。

在客户端创建netlink socket时，使用PF_NETLINK表示协议族，SOCK_RAW表示原始协议包，NETLINK_USER表示自定义协议字段。sock_register函数注册协议到内核中，以便在创建socket时使用。

Netlink用户态和内核交互过程：主要通过socket通信实现，包括server端和client端。netlink操作基于sockaddr_nl协议套接字，nl_family制定协议族，nl_pid表示进程pid，nl_groups用于多播。消息体由nlmsghdr和msghdr组成，用于发送和接收消息。内核创建socket并监听，用户态创建连接并收发信息。

Netlink关键数据结构和函数：sockaddr_nl用于表示地址，nlmsghdr作为消息头部，msghdr用于用户态发送消息。内核函数如netlink_kernel_create用于创建内核socket，netlink_unicast和netlink_broadcast用于单播和多播。

Netlink用户态建立连接和收发信息：提供测试例子代码，代码在github仓库中，可自行测试。核心代码包括接收函数打印接收到的消息。

总结：Netlink是一个强大的内核和用户空间交互方式，适用于主动交互场景，如内核数据审计、安全触发等。早期iptables使用netlink下发配置指令，但在iptables后期代码中，使用了iptc库，核心思路是使用setsockops和copy_from_user。对于配置下发场景，netlink非常实用。

链接：内核通信之Netlink源码分析和实例分析

详解Linux内核通信netlink机制

详解Linux内核通信netlink机制

netlink socket是一种用于内核态和用户态进程之间进行数据传输的特殊IPC机制。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。

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。它提供了一种异步通讯方式，与其他socket API一样，它提供了一个socket队列来缓冲或平滑瞬时的消息高峰。发送netlink消息的系统调用在把消息加入到接收者的消息队列后，会触发接收者的接收处理函数。接收者在接收处理函数上下文中，可以决定立即处理消息还是把消息放在队列中，在以后其他上下文去处理它。

内核中实现系统调用的代码都是在编译时静态链接到内核的，因此，在动态加载模块中去包含一个系统调用的做法是不合适的。使用netlink socket时,动态加载模块中的netlink程序不会和linux内核中的netlink部分产生任何编译时依赖关系。

Netlink优于系统调用、ioctls和proc文件系统的另一个特点就是它支持多点传送。一个进程可以把消息传输给一个netlink组地址，然后任意多个进程都可以监听那个组地址，并接收消息。这种机制为内核到用户态的事件分发提供了一种近乎完美的解决方案。

系统调用和ioctl都属于单工方式的IPC，也就是说，这种IPC会话的发起者只能是用户态程序。然而，如果内核有一个紧急的消息想要通知给用户态程序时，该怎么办呢？如果直接使用这些IPC的话，是没办法做到这点的。通常情况下，应用程序会周期性地轮询内核以获取状态的改变，然而，高频度的轮询势必会增加系统的负载。Netlink通过允许内核初始化会话的方式完美地解决了此问题，我们称之为netlink socket的双工特性。

Netlink Socket的API包括标准的socket API函数-socket(), sendmsg(), recvmsg()和close()。使用socket()函数创建一个socket，输入：int socket(int domain, int type, int protocol)。跟TCP/IP中的socket一样，netlink的bind()函数把一个本地socket地址与一个打开的socket进行关联，netlink地址结构体如下。另一个结构体 struct sockaddr_nl nladdr作为目的地址。如果这个netlink消息是发往内核的话，nl_pid属性和nl_groups属性都应该设置为0。如果这个消息是发往另一个进程的单点传输消息，nl_pid应该设置为接收者进程的PID，nl_groups应该设置为0。netlink消息同样也需要它自身的消息头，这样做是为了给所有协议类型的netlink消息提供一个通用的背景。

内核空间的netlink API接口由内核中的netlink核心代码支持，在net/core/af_netlink.c中实现。从内核的角度来说，API接口与用户空间的API是不一样的。内核模块通过这些API访问netlink socket并且与用户空间的程序进行通讯。在用户空间，我们通过socket()调用来创建一个netlink socket，而在内核空间，我们调用如下的API：struct sock* netlink_kernel_create(int unit, void(*input)(struct sock*sk, int len))。参数uint是netlink协议类型，例如NETLINK_TEST。函数指针，input,是netlink socket在收到消息时调用的处理消息的回调函数指针。在内核创建了一个NETLINK_TEST类型的netlink socket后，无论什么时候，只要用户程序发送一个NETLINK_TEST类型的netlink消息到内核的话，通过netlink_kernel_create()函数注册的回调函数input()都会被调用。

使用skb= skb_recv_datagram(nl_sk)来接收消息，nl_sk是netlink_kernel_create()函数返回的netlink socket，然后，只需要处理skb->data指针指向的netlink消息就可以了。从内核中发送netlink消息就像从用户空间发送消息一样，内核在发送netlink消息时也需要设置源netlink地址和目的netlink地址。假设结构体struct sk_buff* skb指向存储着要发送的netlink消息的缓冲区，源地址可以这样设置。从内核空间关闭netlink socket，netlink_kernel_create()函数返回的netlink socket为struct sock*nl_sk，我们可以通过访问下面的API来从内核空间关闭这个netlink socket：sock_release(nl_sk->socket);