Linux内核模块获取设备IP地址

Linux内核模块获取设备IP地址

关于网络设备

在基本完成了整个初始化过程以后，我们需要再回到网络设备上来，看看整个TCP/IP协议究竟是如果跟网络设备相关联，并最终一起完成各种复杂工作的。

在网卡驱动相关的分析中，我们提到，代表一个网络设备接口的是一个结构体struct net_device。而在my_inet模块的初始化过程中，mydevinet_init的工作是为MY_PF_INET域的工作找到可用的网络设备，并进行必要的初始化，在mydevinet_init中有这么一行代码：

register_netdevice_notifier(&myip_netdev_notifier);

它是把一个结构体struct notifier_block myip_netdev_notifier注册到一个系统全局的链表netdev_chain中，结构体myip_netdev_notifier含有一个优先级，在netdev_chain中，它跟其它的notifier_block按优先级的先后次序排列，同时它有一个notifier_call的回调函数指针，在它被注册到netdev_chain中后，网络设备上有事件发生，该回调函数就会被调用到。关于linux的notify的实现原理细节，我们以后进行专门的分析。

关于网络设备会发出的通知的类型，在include/linux/notifier.h中有完整的定义：

#define NETDEV_UP 0x0001 //设备开启
#define NETDEV_DOWN 0x0002 //设备关闭
#define NETDEV_REBOOT 0x0003 //告诉协议栈一个网络接口探测到硬件崩溃并重启了。
#define NETDEV_CHANGE 0x0004 //设备状态改变
#define NETDEV_REGISTER 0x0005 //设备注册
#define NETDEV_UNREGISTER 0x0006 //设备注销
#define NETDEV_CHANGEMTU 0x0007 //设备改变MTU
#define NETDEV_CHANGEADDR 0x0008 //设备改变地址
#define NETDEV_GOING_DOWN 0x0009 //设备准备关闭
#define NETDEV_CHANGENAME 0x000A //设备改变名字
#define NETDEV_FEAT_CHANGE 0x000B //... ...
当我们把my_inet作为一个模块insmod到内核中时，我们马上会收到设备注册和设备开启两个通知。对于每一个已开启的网络设备， myip_netdev_notifier提供的回调函数myinetdev_event会被两次调用到。我们可以在这里完成一些我们希望做的初始化工作。
协议栈跟网络设备的关联主要是通过struct net_device结构体中的六个协议相关的指针：atalk_ptr，ip_ptr，dn_ptr，ip6_ptr，ec_ptr， ax25_ptr。我们重点关注的是ipv4的实现，所以只处理指针ip_ptr。ip_ptr指向的是一个结构体struct in_device，其成员struct in_ifaddr ifa_list是一个IP地址列表，对于一个linux网络设备来讲，它可以拥有多大256个ip地址，每一个IP地址在in_device中的表示就是一个结构体struct in_ifaddr，所有的IP地址以一个链表的形式组织在一起。下面是struct in_ifaddr结构体的定义：
struct in_ifaddr
{
struct in_ifaddr *ifa_next;
struct in_device *ifa_dev;
struct rcu_head rcu_head;
u32 ifa_local;
u32 ifa_address;
u32 ifa_mask;
u32 ifa_broadcast;
u32 ifa_anycast;
unsigned char ifa_scope;
unsigned char ifa_flags;
unsigned char ifa_prefixlen;
char ifa_label[IFNAMSIZ];
};
ifa_next是链表指针，ifa_dev指向它所在的in_device。ifa_local跟ifa_address都是IP地址，具体区别目前还不清楚，ifa_mask是子网掩码，ifa_broadcast是广播地址，ifa_anycast是raw协议相关的一个地址，具体不明。 ifa_scope的取值如下：
enum rt_scope_t
{
RT_SCOPE_UNIVERSE=0,
/* User defined values */
RT_SCOPE_SITE=200,
RT_SCOPE_LINK=253,
RT_SCOPE_HOST=254,
RT_SCOPE_NOWHERE=255
};