Linux内核和应用层程序通信get/setsockopt示例

最近开发一个realtek网卡配置程序，基于realtek提供的一套配置程序代码开发，分析代码的时候发现用户层和驱动之间传递消息是使用的是setsockopt、getsockopt，这个对我来说比较新鲜，以前见到的大都是netlink、proc等等，使用这种方式特别简单，应用层这边只需要创建套接字，而内核层只需要注册一个struct nf_sockopt_ops 结构体就可以了，这种方式以后可能会用到，先记录一下：

getsockopt, setsockopt声明：

#include <sys/types.h>          /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
int getsockopt(int sockfd, int level, int optname, void *optval,socklen_t *optlen);
int setsockopt(int sockfd, int level, int optname, const void *optval, socklen_t optlen);socketfd : 套接字
level : 类型，可以是SOL_SOCKET，IPPROTO_IP, IPPROTO_IPV6
optname : 操作类型，内核部分和应用部分关于操作类型定义一直，使用的时候不要和系统混用
optval : 选项值
optLen : 选项长度
成功返回0，失败返回-1并置errno

内核需要定义的结构体：

/* 内核部分定义结构体 */
struct nf_sockopt_ops {struct list_head list;u_int8_t pf; /* 协议族， AF_INET | AF_INET6 *//* Non-inclusive ranges: use 0/0/NULL to never get called. */int set_optmin;    /* SET类操作类型最小值 */int set_optmax;    /* SET类操作类型最大值 */int (*set)(struct sock *sk, int optval, void __user *user, unsigned int len); /* SET回调处理函数 */int get_optmin;    /* GET类操作类型最小值 */int get_optmax;    /* GET类操作类型最大值 */int (*get)(struct sock *sk, int optval, void __user *user, int *len); /* SET回调处理函数 *//* Use the module struct to lock set/get code in place */struct module *owner;
};

结构体定义好后内核层做好相应的处理函数就可以了，用例：

内核和应用层公共头文件：

sockopt_test.h

#ifndef __SOCKOPT_TEST_H_
#define __SOCKOPT_TEST_H_#define SOCKOPT_BASE                 (10240)
#define SOCKOPT_SET_MIN              ((SOCKOPT_BASE) + 1)
#define SOCKOPT_SET_BUFFER                ((SOCKOPT_BASE) + 1)
#define SOCKOPT_SET_MAX              ((SOCKOPT_BASE) + 2)#define SOCKOPT_GET_MIN              ((SOCKOPT_BASE) + 1)
#define SOCKOPT_GET_BUFFER                ((SOCKOPT_BASE) + 1)
#define SOCKOPT_GET_MAX              ((SOCKOPT_BASE) + 2)#endif

内核实现：sockopt_test.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/netfilter.h>
#include "sockopt_test.h"#define BUFFER_LEN_MAX 1024
static char buffer[BUFFER_LEN_MAX];/* setsockopt 回调处理函数 */
int setsockopt_handler(struct sock *sk, int optval, void __user *user, unsigned int len)
{switch(optval){case SOCKOPT_SET_BUFFER:if ( copy_from_user((void*)&buffer, user, len) != 0 ) {return -EFAULT;}break;default:printk(KERN_INFO "invalid setsockopt opt : %d\n", optval);return -EFAULT;}printk(KERN_INFO "buffer[]: %s\n", buffer);return 0;
}/* getsockopt 回调处理函数 */
int getsockopt_handler(struct sock *sk, int optval, void __user *user, int *len)
{unsigned int cpy_len;cpy_len = *len > BUFFER_LEN_MAX ? BUFFER_LEN_MAX : *len;switch(optval){case SOCKOPT_GET_BUFFER:if(copy_to_user(user, (void*)&buffer[0], cpy_len) != 0) {printk(KERN_INFO "getsockopt_handler fail \n");return -EFAULT;}break;default:printk(KERN_INFO "unrecognized getsockopt optvalue : %d\n", optval);return -EFAULT;}return 0;
}/* 定义nf_sockopt_ops结构体 */
static struct nf_sockopt_ops sockopt_ops_test =
{.pf                     = PF_INET,.set_optmin             = SOCKOPT_SET_MIN,.set_optmax             = SOCKOPT_SET_MAX,.set                    = setsockopt_handler,.get_optmin             = SOCKOPT_GET_MIN,.get_optmax             = SOCKOPT_GET_MAX,.get                    = getsockopt_handler,
};static __init int sockopt_test_init(void)
{int result;/* 注册sockopt */result = nf_register_sockopt(&sockopt_ops_test);if(result != 0) {printk("register sockopt error!\n");}printk("sockopt_test register success !\n");return 0;
}static __exit void sockopt_test_exit(void)
{/* 注销sockopt */nf_unregister_sockopt(&sockopt_ops_test);printk("sockopt_test unregister\n");
}module_init(sockopt_test_init);
module_exit(sockopt_test_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Stone");

应用层：

sockopt_user.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include "sockopt_test.h"#define USAGE "./sockopt get \n"  \"./sockopt set buffer \n"#define BUFFER_LEN_MAX 1024
static char buffer[BUFFER_LEN_MAX];static int
getsockopt_handler(void)
{int fd, ret, size;size = sizeof(buffer);memset(buffer, '\0', size);fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(fd == -1) {printf("socket error, errno : %d\n", errno);return -1;}ret = getsockopt(fd, IPPROTO_IP, SOCKOPT_GET_BUFFER, buffer, &size);if (ret == -1){printf("getsockopt fail, errno : %d\n", errno);}else{printf("getsockopt return buffer : %s\n", buffer);}close(fd);return 0;
}static int
setsockopt_handler(char *arg)
{int fd, ret, cpy_len;unsigned int size;size = sizeof(buffer);cpy_len = size > strlen(arg) ? strlen(arg) : size;        memset(buffer, '\0', size);memcpy(buffer, arg, cpy_len);fd = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(fd == -1) {printf("socket error, errno : %d\n", errno);return -1;}ret = setsockopt(fd, IPPROTO_IP, SOCKOPT_SET_BUFFER, buffer, size);if (ret == -1){printf("setsockopt fail, errno : %d\n", errno);}close(fd);return 0;
}int
main(int argc, char **argv)
{int direction;int index;int value = 9;if(argc < 2) {                goto FAIL;}if(strcmp(argv[1], "get") == 0) {return getsockopt_handler();} else if(strcmp(argv[1], "set") == 0) {if (argc != 3){goto FAIL;}return setsockopt_handler(argv[2]);} FAIL:printf(USAGE);exit(EXIT_FAILURE);
}

运行示例：

参考资料：

1.man getsockopt, https://linux.die.net/man/2/getsockopt

2. Linux Kernel 学习笔记17：内核与用户层通信之sockopt

https://blog.csdn.net/stone8761/article/details/76049865#commentBox

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