Linux内核IOCTL网络控制框架实现实例分析

4.6、inet_ioctl函数
       由于inet_ioctl函数内容分支很多,但功能、处理不难理解,所以我把一些不常见的内容都省去,挑简单重要的说,完全在于抛砖引玉:
static int inet_ioctl(struct socket *sock, unsigned int cmd, unsigned long arg)

{
       …
       switch(cmd)
       {
              case FIOSETOWN://设置属主
              case SIOCSPGRP://设置进程组
                     err = get_user(pid, (int *) arg);
                     if (err)
                            return err;
                     if (current->pid != pid && current->pgrp != -pid &&
                         !capable(CAP_NET_ADMIN))
                            return -EPERM;
                     sk->proc = pid;
                     return(0);
              case FIOGETOWN://获取属主
              case SIOCGPGRP://获取进程组
                     return put_user(sk->proc, (int *)arg);
              case SIOCGSTAMP://
                     if(sk->stamp.tv_sec==0)
                            return -ENOENT;
                     err = copy_to_user((void *)arg,&sk->stamp,sizeof(struct timeval));
                     if (err)
                            err = -EFAULT;
                     return err;
              case SIOCADDRT://增加路由
              case SIOCDELRT://删除路由
              case SIOCRTMSG:
                     return(ip_rt_ioctl(cmd,(void *) arg));//IP路由配置
              case SIOCDARP://删除arp项
              case SIOCGARP://获取arp项
              case SIOCSARP://创建/修改arp项
                     return(arp_ioctl(cmd,(void *) arg));//arp配置
              case SIOCGIFADDR://获取接口地址
              case SIOCSIFADDR://设置接口地址
              case SIOCGIFBRDADDR://获取广播地址
              case SIOCSIFBRDADDR://设置广播地址
              case SIOCGIFNETMASK://获取网络掩码
              case SIOCSIFNETMASK://设置网络掩码
              case SIOCGIFDSTADDR://获取p2p地址
              case SIOCSIFDSTADDR://设置p2p地址
              case SIOCSIFPFLAGS: //
              case SIOCGIFPFLAGS:
              case SIOCSIFFLAGS://设置接口标志
                     return(devinet_ioctl(cmd,(void *) arg));//网络接口相关配置,linux内核自带的ifconfig
//的很多处理都是通过这里实现的
              case SIOCGIFBR:
              case SIOCSIFBR://网桥设置,稍后的实例就是介绍如何截获网桥控制钩子
#if defined(CONFIG_BRIDGE) || defined(CONFIG_BRIDGE_MODULE) //如果内核支持网桥功能
#ifdef CONFIG_KMOD//若支持内核模块动态加载
                     if (br_ioctl_hook == NULL)//网桥钩子为空则动态请求模块
                            request_module("bridge");//加载网桥模块
#endif
                     if (br_ioctl_hook != NULL)
                            return br_ioctl_hook(arg);//通过钩子函数处理命令参数
#endif
              case SIOCGIFDIVERT://
              case SIOCSIFDIVERT:
#ifdef CONFIG_NET_DIVERT
                     return(divert_ioctl(cmd, (struct divert_cf *) arg));
#else
                     return -ENOPKG;
#endif     /* CONFIG_NET_DIVERT */
                     return -ENOPKG;
                    
              case SIOCADDDLCI://
              case SIOCDELDLCI:// 数据链路连接标识控制
#ifdef CONFIG_DLCI
                     lock_kernel();
                     err = dlci_ioctl(cmd, (void *) arg);//控制函数
                     unlock_kernel();
                     return err;
#endif
 
#ifdef CONFIG_DLCI_MODULE
 
#ifdef CONFIG_KMOD
                     if (dlci_ioctl_hook == NULL)//如果钩子函数为空,则加载模块
                            request_module("dlci");
#endif
 
                     if (dlci_ioctl_hook) {//钩子函数指针不空
                            lock_kernel();
                            err = (*dlci_ioctl_hook)(cmd, (void *) arg);//调用钩子函数
                            unlock_kernel();
                            return err;
                     }
#endif
                     return -ENOPKG;
 
              default:
                     …
                     return err;
       }
       /*NOTREACHED*/
       return(0);
}
       从上面的函数代码来看，同套接字有关的控制请求主要有如下几类：
       1、文件操作
       2、套接字操作
       3、路由选项操作
       4、接口操作
       5、ARP高速缓存操作
       6、网桥控制
       7、数据链路连接标识控制
       结合代码中的注释，读者不难理解具体的控制分支。具体的控制处理就转到具体的函数里面去处理了，例如关于内核自带的命令工具ifconfig对ip地址的配置处理，基本都在devinet_ioctl函数中；关于arp命令的处理都在arp_ioctl中处理；关于路由配置都在ip_rt_ioctl中处理。其中参数arg是用户空间传来的自定义的数据，可以是结构，可以是联合或其它一些更复杂的类型，由具体的业务模块来解释处理。在随后的实践中，我们就是通过arg的不同解释来做不同的处理。
4.7、网络主要结构相关字段相互引用图
通过上面的分析，大家应该大致明白了linux内核网络ioctl控制框架的实现了。下面是在内核网络组件初始化后,ipv4相关的结构字段之间相互引用图，供大家阅读是参考:
结合前面主要函数调用关系图与源码分析,读者可以很清晰的顺着上图所示的箭头，从ioctl入口函数开始，方便地找到具体的处理模块.其中,文件操作对象 socket_file_ops调用sock_ioctl()时,通过inode节点的socket_i字段最终找到inet_ioctl()函数.