ioctl配置IP地址 Linux内核实现分析

我会带着你远行 2022-05-13 13:18 527阅读 0赞

### **1 运行flow** ###

本文以Linux kernel3.10版本描述

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上图是《Understanding LINUX NETWORK INTERNALS》一书中对socket的ioctl调用的整体flow，本文只对其中SIOCSIFADDR这一个command进行flow的梳理。

首先是socket的创建，这在上图中没有标识出来，大致flow如下图所示，这部分源码在 net/socket.c中

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socket的create对ioctl的作用主要有两点：

1、如何在执行ioctl时，调用到**sock\_ioctl**

在创建inode时，将socket\_file\_ops赋给inode→i\_fop。这样在执行ioctl时，通过执行在inode的函数指针，最终调用的就是**sock\_ioctl**函数。

如不理解上一句话，可参考如下解释：

socket\_file\_ops 是socket 文件中 file\_operations结构体的实现的对象（全局变量）。在每次create socket时，均将该全局变量的指针赋给inode→i\_fop.

每次执行ioctl时，是执行的inode→i\_fop->(\*unlocked\_ioctl)，而socket\_file\_ops→unlocked\_ioctl 赋值是sock\_ioctl函数的指针

所以每次在对socket执行ioctl时，最终执行的是sock\_ioctl

该赋值在socket\_alloc\_file函数中实现，调用链是sock\_map\_fd →sock\_alloc\_file

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2、如何根据SIOCSIFADDR，最终调用至inet\_ioctl

在socket create时，会执行pf->create函数，该函数会将inet\_ioctl函数指针赋值给sock->ops→ioctl

详细说明：

pf通过socket create时的family，找到对应pf，执行其中的create函数。

family为AF\_INET时，调用的create为 net/af\_inet.c中的inet\_create函数.

在pf→create函数中，通过type找到对应ioctl函数，赋值给sock->ops

type为SOCK\_DGRAM时，对应ioctl为inet\_ioctl

根据以上两点大致可以理解在《Understanding LINUX NETWORK INTERNALS》一书中的socket 执行ioctl的flow

一开始，执行到sock\_ioctl，该函数中根据cmd，执行sock→ops→ioctl

在上面2点可知，执行sock→ops→ioctl即执行inet\_ioctl

inet\_ioctl根据cmd，执行devinet\_ioctl

所以最终执行的是devinet\_ioctl函数

devinet\_ioctl的实现在net/devinet.c中

devinet\_ioctl函数的执行flow大致如下图所示：

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根据ifr.ifr\_name的名称，找到对应的in\_device结构体，并找到对应的ifa结构体

将ifa重置ifaddr为设置ip，最后在重新添加至in\_device结构体中。

SIOCGIFADDR 的flow便是将在找到ifa结构体后，将ifa中的addr set回sin\_addr返回

### 2 数据结构 ###

上部分主要写了ioctl的执行flow和做了哪些事，可以看出，其中in\_device与

in\_device如下：

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kernel network中比较重要的两个结构体net\_device和in\_device，net\_device主要用于内核自身（驱动以及上层协议等）对网络设备的操作；

而in\_device用于保存用户态对此设备的配置，比如ip地址的配置等，保存在in\_device。两个结构体通过指针互指联系在一起。

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