參考資料：

https://blog.csdn.net/zqixiao_09/article/details/77131283

https://www.cnblogs.com/lopnor/p/6158800.html

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Netlink 是一種特殊的 socket，它是 Linux 所特有的，類似于 BSD 中的AF_ROUTE 但又遠比它的功能強大，目前在最新的 Linux 內核（2.6.14）中使用netlink 進行應用與內核通信的應用很多，包括：路由 daemon（NETLINK_ROUTE），1-wire 子系統（NETLINK_W1），用戶態 socket 協議（NETLINK_USERSOCK），防火墻（NETLINK_FIREWALL），socket 監視（NETLINK_INET_DIAG），netfilter 日志（NETLINK_NFLOG），ipsec 安全策略（NETLINK_XFRM），SELinux 事件通知（NETLINK_SELINUX），iSCSI 子系統（NETLINK_ISCSI），進程審計（NETLINK_AUDIT），轉發信息表查詢（NETLINK_FIB_LOOKUP），netlink connector(NETLINK_CONNECTOR),netfilter 子系統（NETLINK_NETFILTER），IPv6 防火墻（NETLINK_IP6_FW），DECnet 路由信息（NETLINK_DNRTMSG），內核事件向用戶態通知（NETLINK_KOBJECT_UEVENT），通用 netlink（NETLINK_GENERIC）。

Netlink 是一種在內核與用戶應用間進行雙向數據傳輸的非常好的方式，用戶態應用使用標準的 socket API 就可以使用 netlink 提供的強大功能，內核態需要使用專門的內核 API 來使用 netlink。

Netlink 相對于系統調用，ioctl 以及 /proc 文件系統而言具有以下優點：

1，為了使用 netlink，用戶僅需要在 include/linux/netlink.h 中增加一個新類型的 netlink 協議定義即可， 如 #define NETLINK_MYTEST 17 然后，內核和用戶態應用就可以立即通過 socket API 使用該 netlink 協議類型進行數據交換。但系統調用需要增加新的系統調用，ioctl 則需要增加設備或文件， 那需要不少代碼，proc 文件系統則需要在 /proc 下添加新的文件或目錄，那將使本來就混亂的 /proc 更加混亂。

問題：

增加了netlink協議后，需要重新編譯內核嗎？還是僅僅修改了頭文件netlink.h就可以了呢？在后期的實驗中，需要對這一問題進行驗證。

2. netlink是一種異步通信機制，在內核與用戶態應用之間傳遞的消息保存在socket緩存隊列中，發送消息只是把消息保存在接收者的socket的接收隊列，而不需要等待接收者收到消息，但系統調用與 ioctl 則是同步通信機制，如果傳遞的數據太長，將影響調度粒度。

異步通信與同步通信的區別：看接受者的響應方式。異步通訊是不需要接受者立即響應的

3．使用 netlink 的內核部分可以采用模塊的方式實現，使用 netlink 的應用部分和內核部分沒有編譯時依賴，但系統調用就有依賴，而且新的系統調用的實現必須靜態地連接到內核中，它無法在模塊中實現，使用新系統調用的應用在編譯時需要依賴內核。

可以像編寫驅動模塊一樣的實現方式來實現netlink部分。

4．netlink 支持多播，內核模塊或應用可以把消息多播給一個netlink組，屬于該neilink 組的任何內核模塊或應用都能接收到該消息，內核事件向用戶態的通知機制就使用了這一特性，任何對內核事件感興趣的應用都能收到該子系統發送的內核事件，在后面的文章中將介紹這一機制的使用。

5．內核可以使用 netlink 首先發起會話，但系統調用和 ioctl 只能由用戶應用發起調用。

內核主動向用戶應用發起數據

6．netlink 使用標準的 socket API，因此很容易使用，但系統調用和 ioctl則需要專門的培訓才能使用。

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NETLINK_GENERIC是一個通用的協議類型，它是專門為用戶使用的，因此，用戶可以直接使用它，而不必再添加新的協議類型。

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#include <linux/init.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/module.h> #include <linux/types.h> #include <linux/sched.h> #include <net/sock.h> #include <net/netlink.h> #include <linux/netlink.h>#define NETLINK_USER 22 #define USER_MSG (NETLINK_USER + 1) #define USER_PORT 50　　/*此處是寫死了，可以用進程ID，表示來自用戶態的唯一進程*/MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("arvik"); MODULE_DESCRIPTION("netlink_demo");static void test_netlink_rcv(struct sk_buff *skb);struct netlink_kernel_cfg cfg = {.input = test_netlink_rcv,/*...*/ }; static struct sock *test_netlink_sock = NULL;int send_msg(int8_t *pbuf, uint16_t len) {struct sk_buff *nl_skb;struct nlmsghdr *nlh;int ret;nl_skb = nlmsg_new(len, GFP_ATOMIC);if (!nl_skb) {printk("netlink_alloc_skb error\n");return -1;}/*將header填充到skb中*/nlh = nlmsg_put(nl_skb, 0, 0, USER_MSG, len, 0);if (nlh == NULL) {printk("put error\n");nlmsg_free(nl_skb);return -1;}/*拷貝data*/memcpy(nlmsg_data(nlh), pbuf, len);/*發送*/ret = netlink_unicast(test_netlink_sock, nl_skb, USER_PORT, MSG_DONTWAIT);return ret; }static void test_netlink_rcv(struct sk_buff *skb) {struct nlmsghdr *nlh = NULL;void *data = NULL;printk("skb->len %u\n", skb->len);if (skb->len >= nlmsg_total_size(0)){nlh = nlmsg_hdr(skb);data = NLMSG_DATA(nlh);if (data) {printk("kernel receive date : %s\n", (int8_t *)data);send_msg(data, nlmsg_len(nlh));}} }static int __init test_netlink_init(void) {printk("test netlink init\n");test_netlink_sock = netlink_kernel_create(&init_net, USER_MSG, &cfg); if (test_netlink_sock == NULL) {printk("test netlink init error\n");return -1;}printk("test netlink init ok\n");return 0; } static void __exit test_netlink_exit(void) {netlink_kernel_release(test_netlink_sock);test_netlink_sock = NULL;printk("test netlink exit\n"); }module_init(test_netlink_init); module_exit(test_netlink_exit);

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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/socket.h> #include <string.h> #include <linux/netlink.h> #include <stdint.h> #include <unistd.h> #include <errno.h>#define NETLINK_USER 22 #define USER_MSG (NETLINK_USER + 1)#define MSG_LEN 100#define MAX_PLOAD 100struct _my_msg {struct nlmsghdr hdr;int8_t data[MSG_LEN]; };int main() {char *data = "hello kernel";socklen_t addr_len;struct sockaddr_nl local, dest_addr;int skfd;struct nlmsghdr *nlh = NULL;struct _my_msg info;int ret;//創建socketskfd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, USER_MSG);if (skfd == (-1)) {fprintf(stderr, "create socket error...%s\n", strerror(errno));return (-1);}/*綁定*/memset(&local, 0, sizeof(local));local.nl_family = AF_NETLINK;local.nl_pid = 50;　　/*此處的pid通常用進程ID，表示來自用戶態的唯一進程*/local.nl_groups = 0;if (bind(skfd, (struct sockaddr *)&local, sizeof(local)) != 0) {fprintf(stderr, "bind error\n");close(skfd);return (-1);}//初始化目的地址memset(&dest_addr, 0, sizeof(dest_addr));dest_addr.nl_family = AF_NETLINK; dest_addr.nl_pid = 0;dest_addr.nl_groups = 0;/*填寫data*/nlh = (struct nlmsghdr *)malloc(NLMSG_SPACE(MAX_PLOAD));memset(nlh, 0, sizeof(struct nlmsghdr));nlh->nlmsg_len = NLMSG_SPACE(MAX_PLOAD);nlh->nlmsg_flags = 0;nlh->nlmsg_type = 0;nlh->nlmsg_seq = 0;nlh->nlmsg_pid = local.nl_pid;memcpy(NLMSG_DATA(nlh), data, strlen(data));ret = sendto(skfd, nlh, nlh->nlmsg_len, 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, sizeof(struct sockaddr_nl));if (ret < 0) { // fprintf(stderr, "sendto error\n");perror("sendto error: ");close(skfd);return (-1);}printf("wait kernel msg!\n");memset(&info, 0, sizeof(info));/*接受信息*/ret = recvfrom(skfd, &info, sizeof(struct _my_msg), 0, (struct sockaddr *)&dest_addr, &addr_len);if (ret <= 0) { // fprintf(stderr, "recv from kernel error\n");perror("recv from kernel error: ");close(skfd);return (-1);}printf("msg receive from kernel : %s\n", info.data);close(skfd);free((void *)nlh);close(skfd);return 0; }

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轉載于:https://www.cnblogs.com/rivsidn/p/10493954.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 内核态与用户态通信 netlink的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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