文稿案例讲稿

用户空间与内核空间之间的通研究它们。例如，在本章中，你会了解到，如何在/proc文件系统中增加一个；内核如何处理ioctl令；netlink提供了哪些接口函数（netlink是目前用户空间程序配ifconfigroute等应用空间程序与内核通信的接口和内核如何方法，请参考UnderstandingtheLinuxKernel(O'Reilly)。概这是一个虚拟文件系统，通常挂接在/proc下，内核通过文件的形式将内部信息展现给用户空间程序。这些文件都不是磁盘文件，但是可以使用cat或者more是不可写的（任何用户都不能在/proc下创建或者删除一个文件或大多数（但不是全部）LINUX版的内核都缺省包含了procfs的支持。procfs不能被编译成内核模块。内核中与此相关的编译项在“Filesystems-->Pseudofilesystems-->/procfilesystemsupport”中。sysctl，种是通过procfs。如果内核支持procfs，它会/proc （/poc/sys，这 里面包含了sysctl导出变量的列表procps包里的sysctl命令可以用于配置sysctl 大多数但不是部）LINUX版的内核都省含了syscl的支持。sysctl不GnralseupSyclsuppo”目sysfs(/sysprocfs和sysctl已经被误用了很多年，这导致了新的文件系统sysfs的出现。sysfs量都已经移植到了sysfs上。sysfs的支持。sysfs不能被编译成内核模块。内核中与此相关的编译项在“Filesystems-->Pseudofilesystems-->sysfsfilesystemsupportNEW)”中。这个选项只有在开启“Generalsetup-->Configurestandardkernelfeatures(forsmall你可以在版的LinuxDeviceDrivers中看到关于sysfs的详细分析。在第17章中，ioctl系统调socket描述符由socket系统调用返回，并被网络代码使用。这个接口在一些旧的网络程序中使用，比如ifconfig和route等。Netlink令都使用这个接口。LINUX的netlink与BSD的routingsocket功能相似。大部分的网络功能都可以用netlink和ioctl,procfsprocfs和sysctl都可以导出内核内部信息，但是procfs是导出简单的变量或者数据结构，那么应该使用sysctl。反之，如果导出大量复杂的数大多数的网络功能在初始化时，都会在/proc中一个或多个文件，不管初始化动作输出相应的信息。网络代码的文件一般位于/proc/net下。/proc文件系统中创建可以调用proc_mkdir。创建和删除文件可以分别调用proc_net_fops_create和proc_net_remove，这两个函数在include/linux/proc_fs.h中定义。这两个函数分别包装了函数create_proc_entry和remove_proc_enty。需要注意的是这是arp协议在/proc/net下arp文件的例子staticstructfile_operationsarp_seq_fops=........ =........ =........ =........ =........ =staticint init{if(!proc_net_fops_create("arp",S_IRUGO,&arp_seq_fops))return--ENOMEM;return}proc_net_fops_creaearparp_seq_opsfie_operations结构里面的函数会以的数回。同据很。，可以一arp缓存，或者次个路表。open函数（arp_seq_open）会做另一个重要的初始化：它staticstructseq_operationsarp_seq_ops=........ =........ =........ =........ =staticintarp_seq_open(structinode*inode,structfile{rc=seq_open(file,}用户在 把它放在/proc/sys的什么地方。同一组件或功能的变量一般放在同一个下。例如，/proc/sys/net/ipv4下放的是与IPv4相关的变量。 过sysctl系统调用接口直接。 （在第36章讨论）和/proc/sys/net/ipv4/neigh（在第29章讨论） /proc/sys下的文件和都可以用ctl_table结构来定义。ctl_table结构可以用register_sysctl_table和unregister_sysctl_table来分别和卸载，这两个函数的定义在kernel/sysctl.c中。下面是ctl_tableconstchar*/proc/sys中的文件名。intmaxlenmode_t 这是用户在读写/proc/sys中的文件时，内核调用的函数。与文件相关的ctl_instances必须初始化这个函数指针。与相关的函数指针由内核赋一个缺省这个函数在使用sysctl系统调用/proc/sys 对于不同的文件，proc_handlerstrategy被初始化成不同的函数。例如，如果内核变量包含一个或多个整数，那么proc_handler就被初始化为proc_ntvec。表3-1和表3-2kernel/sysctl.c中。读写一个读写一个读写一个与proc_ntvec类似，但是会检如果不是，就会这个输入值。jiffies成jiffiesjiffies转换成jiffies与proc_ntvec_minmax，但是数值jiffies小、最大范围之3-2可以strategy的函FnnDst读写一个读写整型数组，数组在最小最大范围读写jiffies值，并把它读写jiffies值，并把它转换成和ctl_table让我们先来看看一个文件或如何ctl_table结构，以及它们是如何被使用的。这是net/ipv4/devinet.c中定义的/proc/sys/net/ipv4/conf/default/forwarding文件初始化ctl_table的例子。这个文件的应用在第36章中有描述。{............. = =............. =............. =............. =.............proc_handler=}到这个问题。上面的结构所描述的信息是：文件名forwarding，与文件相关联的内核变量是ipv4_devconf.forwarding（是一个复杂数据结构中的一项，参数的类型是整型，文件的权限是0644（任何人可读，只有超级用户可写）proc_handler被初始化成 {............ = =............. =............. =}这是 都提供了一个缺省的函数需child项。child是指向另一个ctl_table实例的指针，这个实例仅仅是一个ctl_table表中的第一个元素（net下的每个文件和目在/proc/sys中一个文我们/proc/sys目录下的文件可以用register_sysctl_tableunregister_sysctl_table和卸载。函数，需要两个输入参数一个指向ctl_table一个标记，用于说明把这个新元素加入元素所 ctl_table表的什么位置需要注意的是，register_sysctl_table的输入参数中并没有包含/proc/sys 中加入一个文件，你需要创建一个完整路径的树（ctl_tablechild指我们来看两个例子，首先是一个简单的。这段代码来自drivers/scsi/scsi_sysctl.c，它展示了logging_level如何被定义并放到/proc/sys/dev/scsi/ staticctl_tablescsi_table[]={.ctl_name =DEV_SCSI_LOGGING_LEVEL, ="logging_level",............ =............ =............ =............proc_handler= ntvec{staticctl_tablescsi_dir_table[]={... = =............ =............ =scsi_table{staticctl_tablescsi_root_table[]={... = =............ =............ =scsi_dir_table{int init{scsi_table_header=register_sysctl_table(scsi_root_table,1)}register_sysctl_tablescsi_root_table，它是上面代码中的根ctl_table。最后的结果如图3-1所示：图3-1/proc/sys/dev/scsi/logging_level文如果你想在相同的下添加另一个文件abc，你需要定义一个相同的树（相同的，代devscsi的ctl_table，和新的，代表文件abcctl_table。树的代码（scs_ro_abe和scsi_dir_table（。在第29章中，我们可以看到，ne/core/neighbour.c中的neigh_sysctl_register使用neigh_sysctl_template重要的网络代码源文件图3-2展示了网络代码在/proc/sys下的主要。每个，都有相应的章节来描图3-2/proc/sys/net让我们来看看，根据前面描述的信息，/proc/sys/net下的是如何定义并在系统启动图3-2中所示的每一个，以及下的每一个文件都有一个与之对应的ctl_table。3-33-2中所示的大多数是在哪里定义的，以及它们的父子关系。图中没有包含所有的。图3-3的三个方框里面的代码展示了三个ctl_tablenetdev_max_backlog文件有proc_handler函数，但没有strategy函数。因为netdev_max_backlog是一个整数，用户输入通过proc_ntvec。min_delay文件同时拥有proc_handler和strategy函数。因为ip_rt_min_delay以两个函数都需要做秒与jiffies之间的转换。个值是一个范围。范围用最小、最大值来表示。所以，strategy和proc_handler函数需要处理一个整型数组（在这里是一个两个元素的数组。ctl_table的两在图3-4中，你可以看到ioctl是如何被调用的。让我们来看看ifconfig我们前面，ifconfig使用ioctl接口与内核通信。例如，如果系统管理员输入命令ifconfigeth0mtu1250eth0mtu。ifconfig首先打开一个socket，并根据系统管理员的输入初始化一个数据结构，然后把这个数据结构传递给ioctl。修改mtu令标识是SIOCSIFMTU。structifreqfd=socket(PF_INET,SOCK_DGRAM,<...initialize err=ioctl(fd,SIOCSIFMTU,ioctl命令在内核的不同地方被处理。图3-4展示了网络代码使用的ioctl命令如何被sock_ioctl分派并路由到正确的处理函数上。我们没有看到sock_ioctl是如何被调用，还图3-3在 图中所示的ioctl命令的名字可以根据自己的需要（与模块相关）来解析。例如，在路由表中添加路由令，SIOCADDRT，可以被分解为SIOCADDRT。它强调两件重要的事情：ADD强调添加一些东西，而RT强调添加的是路由表项。大多数令都遵循G代表，而S代表设置。例如，在接口上添加和删除ip地址令就分别是SIOCGIFADDRSIOCSIFADDR。前面ifconfig例子里面提到的SIOCSIFMTU是设置接口的最大传输单元（MTU。SIOCSIFMTU被dev_ioctl分派，所以没有在3-4中出现。3-4ioctl命令的与网络相关的ioctl命令的定义在include/linux/sockios.h中。设备驱动可以定义新的（私有）命令，命令编号的范围是SIOCDEVPRIVATE到SIOCDEVPRIVATE+15。可以参考 可以定义有命令，命令编号的是SIOCPROTOPRIVATESIOCPROTOPRIVATE+15