# netlink_ipc

**Repository Path**: mudash/netlink_ipc

## Basic Information

- **Project Name**: netlink_ipc
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-02-01
- **Last Updated**: 2026-05-17

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Netlink IPC 实现

本项目实现了一个基于Linux Netlink的内核态与用户态通信框架，允许内核态代码调用用户态注册的函数。

## 项目结构

```
netlink_ipc/
├── include/         # 公共头文件
│   └── netlink_ipc.h  # 定义通信协议和数据结构
├── kernel/          # 内核模块代码
│   └── netlink_ipc_module.c  # 内核模块实现
├── user/            # 用户态程序代码
│   ├── netlink_ipc_user.c    # 用户态库实现
│   ├── netlink_ipc_user.h    # 用户态库头文件
│   └── test_netlink_ipc.c    # 测试程序
├── build.sh         # 构建脚本
├── test.sh          # 测试脚本
└── README.md        # 项目说明文件
```

## 功能特性

1. **用户态函数注册**：用户态程序可以注册多个函数到内核模块
2. **函数调用支持**：内核模块可以调用已注册的用户态函数
3. **多参数支持**：支持多种数据类型的参数传递（整数、长整数、字符串、字符、浮点数、双精度浮点数）
4. **函数注销**：用户态程序可以注销已注册的函数
5. **同步和异步调用**：支持同步和异步两种调用模式
6. **大载荷支持**：支持16KB的消息载荷，字符串参数支持4KB
7. **调用统计**：通过`/proc/netlink_ipc`文件查看函数调用统计
8. **完整测试**：包含内核态和用户态的测试功能

## 使用方法

### 构建项目

```bash
# 构建整个项目（内核模块和用户态程序）
./build.sh

# 仅构建内核模块
./build.sh --kernel

# 仅构建用户态程序
./build.sh --user

# 清理构建文件
./build.sh --clean
```

### 测试项目

测试脚本需要以root权限运行：

```bash
# 执行完整测试（加载模块、运行测试程序、检查结果、卸载模块）
sudo ./test.sh

# 仅加载内核模块
sudo ./test.sh --load

# 仅卸载内核模块
sudo ./test.sh --unload

# 仅运行用户态测试程序
sudo ./test.sh --run

# 检查内核模块状态
sudo ./test.sh --check
```

### 查看统计信息

内核模块加载后，可以通过`/proc/netlink_ipc`文件查看函数调用统计：

```bash
cat /proc/netlink_ipc
```

输出示例：
```
Netlink IPC Statistics
======================

Function Name        Calls      Total(us)  Avg(us)    Max(us)    Min(us)   
------------------------------------------------------------
add_func             2          2345       1172       1456       889       
print_string_func    1          567        567        567        567       
get_time_func        1          234        234        234        234       
------------------------------------------------------------
Total Functions: 3
======================
```

### 开发指南

#### 1. 添加新的用户态函数

在用户态程序中，你可以定义自己的函数并注册到内核。函数必须遵循以下格式：

```c
__s64 my_function(struct func_param *params, int param_count)
{
    // 函数实现
    // 处理参数并返回结果
    return result;
}
```

然后使用`register_user_func`函数注册你的函数：

```c
register_user_func(FUNC_ID, "my_function", my_function);
```

#### 2. 内核态调用用户态函数

在内核代码中，你可以使用`kernel_call_user_func`函数调用已注册的用户态函数：

```c
struct func_param params[2];
__s64 result;

// 设置参数
params[0].type = PARAM_TYPE_INT;
params[0].val.i_val = 10;
params[1].type = PARAM_TYPE_INT;
params[1].val.i_val = 20;

// 调用用户态函数（同步模式）
kernel_call_user_func(FUNC_ID, params, 2, &result);
```

#### 3. 用户态发起同步调用

用户态程序可以请求内核调用已注册的函数（同步模式）：

```c
struct func_param params[2];
__s64 result;
char data[4096];
__u32 data_len;

// 设置参数
params[0].type = PARAM_TYPE_INT;
params[0].val.i_val = 10;
params[1].type = PARAM_TYPE_INT;
params[1].val.i_val = 20;

// 同步请求内核调用
int ret = request_kernel_call(FUNC_ID, params, 2, &result, data, &data_len);
```

#### 4. 用户态发起异步调用

用户态程序也可以发起异步调用，通过回调函数接收结果：

```c
// 异步回调函数
void my_async_callback(__u64 call_id, __u32 func_id, __s64 result, 
                        const char *data, __u32 data_len, void *user_data)
{
    printf("Async call complete! Call ID: %llu, Result: %lld\n",
           (unsigned long long)call_id, result);
}

// 发起异步调用
__u64 call_id = request_kernel_call_async(FUNC_ID, params, param_count,
                                          my_async_callback, user_data);

// 轮询异步响应
while (1) {
    poll_async_response(100);
    // 检查是否所有响应都已接收
}

// 或者取消异步调用
cancel_async_call(call_id);
```

## API 参考

### 用户态库 API

| 函数名 | 描述 |
|--------|------|
| `init_netlink_comm()` | 初始化Netlink通信 |
| `cleanup_netlink_comm()` | 清理Netlink通信资源 |
| `register_user_func(func_id, name, func_ptr)` | 注册用户态函数到内核 |
| `unregister_user_func(func_id)` | 注销已注册的用户态函数 |
| `request_kernel_call(func_id, params, count, result, data, len)` | 同步请求内核调用函数 |
| `request_kernel_call_async(func_id, params, count, callback, user_data)` | 异步请求内核调用函数 |
| `poll_async_response(timeout_ms)` | 轮询异步响应 |
| `cancel_async_call(call_id)` | 取消异步调用 |

### 内核模块 API

| 函数名 | 描述 |
|--------|------|
| `kernel_call_user_func(func_id, params, count, result)` | 同步调用用户态函数 |
| `kernel_call_user_func_ex(func_id, params, count, result, mode, call_id)` | 扩展的调用函数（支持同步/异步模式） |

## 消息协议

### 消息类型

| 类型 | 描述 |
|------|------|
| `MSG_TYPE_REGISTER_FUNC` | 函数注册请求 |
| `MSG_TYPE_UNREGISTER_FUNC` | 函数注销请求 |
| `MSG_TYPE_CALL_FUNC` | 函数调用请求 |
| `MSG_TYPE_CALL_RESP` | 函数调用响应 |
| `MSG_TYPE_USER_CALL_REQ` | 用户请求内核调用 |
| `MSG_TYPE_USER_CALL_RESP` | 内核调用响应 |
| `MSG_TYPE_CALL_ASYNC_RESP` | 异步调用响应 |

### 调用模式

| 模式 | 描述 |
|------|------|
| `CALL_MODE_SYNC` | 同步调用模式 |
| `CALL_MODE_ASYNC` | 异步调用模式 |

## 注意事项

1. **权限要求**：加载/卸载内核模块需要root权限
2. **netlink协议号**：本项目使用的netlink协议号为26（NETLINK_USERSOCK）
3. **载荷大小**：最大支持16KB的消息载荷，单字符串参数最大4KB
4. **错误处理**：代码包含基本的错误处理，但在实际应用中可能需要进一步完善
5. **内核兼容性**：内核模块可能需要根据不同的Linux内核版本进行调整
6. **异步响应**：异步调用的响应需要通过`poll_async_response()`主动轮询

## 故障排除

1. **内核模块加载失败**：
   - 检查内核版本是否兼容
   - 查看`dmesg`输出以获取详细错误信息

2. **函数注册失败**：
   - 确保内核模块已正确加载
   - 检查函数ID是否已被使用

3. **通信问题**：
   - 检查netlink协议号是否正确
   - 查看系统日志以获取更多信息

4. **异步回调未触发**：
   - 确保调用了`poll_async_response()`来轮询响应
   - 检查call_id是否匹配
   - 查看`/proc/netlink_ipc`确认调用是否成功

## 许可证

本项目基于GPL许可证。