《ifconfig源码分析之与内核交互数据》
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参考资料：《Linux设备驱动程序 第三版》，scull源码，Linux内核源码
来源：http://blog.csdn.net/rosetta/article/details/7563615
ifconifg是Linux提供的一个操作网络接口的应用层程序，虽然和设备驱动编写没什么联系，但分析它的部分核心代码有助于理解应用层和内核层交互过程。
这也是对《字符设备驱动程序编写基础》最后提出的问题的一个解答。
ifconifg.c文件一千多行再加上相关公共文件大概会达到二千行，只分析其与内核交互过程，其它部分有兴趣的朋友可以自行分析。
知识点：
* 获取ifconfig源码方法。
* ifconfig 输出结果解释。
* 应用层和内核层交互过程。
* ioctl的使用。
* 认识/proc/net/dev。
一、获取ifconifg源码包并编译。
[root@xxx net-tools-1.60]# type ifconfig
ifconfig is hashed (/sbin/ifconfig)
[root@xxx net-tools-1.60]# rpm -qf /sbin/ifconfig
net-tools-1.60-78.el5
可知ifconfig属于net-tools源码包，下载之。net-tools源码包不仅包含ifconifg,还包含常用的arp、route、netstat等工具源码。
直接make，应该会有错误，按着错误提示修改下源码即可。
二、ifconifg eth0执行结果解释
[root@ xxx]# ./ifconfig eth0
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:0C:29:9a:26:37
inet addr:192.168.95.162 Bcast:192.168.95.255 Mask:255.255.255.0
inet6 addr: fe80::21c:29ff:fe9b:2637/64 Scope:Link
UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:2495308 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:2215616 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:998016881 (951.7 MiB) TX bytes:886972155 (845.8 MiB)
Interrupt:18 Base address:0x2000
Link encap:Ethernet 本网卡接入的网络的类型是以太网。
HWaddr 00:0C:29:9a:26:37 本网卡的硬件地址。
inet6 addr: fe80::21c:29ff:fe9b:2637/64 Scope:Link ipv6地址。
UP 网卡状态为开启。
BROADCAST 支持广播。
RUNNING 网卡的网线被接上。
MULTICAST 支持多播。
MTU:1500 IP数据包的最大长度，带IP头。
RX表示接收数据包的情况。
TX表示发送数据包的情况。
如果网卡已经完成配置却还是无法与其它设备通信，那么从RX 和TX 的显示数据上可以简单地分析一下故障原因。在这种情况下，如果接收和传送的包的计数(packets)增加，那有可能是系统的IP地址出现了冲突；如果看到大量的错误(errors)和冲突(Collisions)，那么这很有可能是网络的传输介质出了问题，例如网线不通或hub损坏。
collisions： 网络讯号碰撞的情况说明
txqueuelen： 传输缓区长度大小
三、认识/proc/net/dev
这里列出了所有网络设备的其属性状态和收发包情况。ifconfig会open这个设备查找匹配信息。
[root@xxx ipsec]# cat /proc/net/dev
Inter-| Receive | Transmit
face |bytes packets errs drop fifo frame compressed multicast|bytes packets errs drop fifo colls carrier compressed
lo: 14920 167 0 0 0 0 0 0 14920 167 0 0 0 0 0 0
eth0:104165628 231316 5 5 0 0 0 0 27195571 185064 0 0 0 0 0 0
eth1: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
eth2: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
sit0: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ipsec0: 128 2 0 0 0 0 0 0 900 6 0 0 0 0 0 0
ipsec1: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ipsec2: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ipsec3: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
sn0: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
sn1: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
四、分析./ifconfig eth0 源码执行流程
前面部分是对选项的解析判断，给出函数调用过程，具体内容跳过。
//ifconfig.c
main()
->if_print()//输入参数为"eth0"
->lookup_interface()
->do_if_fetch()
->if_fetch()//从内核获取网卡信息，也是和内核交互的核心
->ife_print()//再把接收到的数据以第二步的格式打出
int if_fetch(struct interface *ife)
{
struct ifreq ifr;
int fd;
char *ifname = ife->name;
strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
if (ioctl(skfd, SIOCGIFFLAGS, &ifr) < 0)//skfd为本地域套接字，SIOCGIFFLAGS为传给内核的cmd,ifr接收从内核返回的数据。
return (-1);
ife->flags = ifr.ifr_flags;
strcpy(ifr.ifr_name, ifname);
if (ioctl(skfd, SIOCGIFHWADDR, &ifr) < 0)
memset(ife->hwaddr, 0, 32);
else
memcpy(ife->hwaddr, ifr.ifr_hwaddr.sa_data, 8);
ife->type = ifr.ifr_hwaddr.sa_family;
……
}
讲到这里，我觉得就讲完了，虽然没有很高深的内容，但原本在脑海中模糊的概念已经变得清晰。
再帖上一段内核有关ioctl处理的源码：
int dev_ioctl(unsigned int cmd, void __user *arg)
{
struct ifreq ifr;
int ret;
char *colon;
/* One special case: SIOCGIFCONF takes ifconf argument
and requires shared lock, because it sleeps writing
to user space.
*/
if (cmd == SIOCGIFCONF) {
rtnl_shlock();
ret = dev_ifconf((char __user *) arg);
rtnl_shunlock();
return ret;
}
if (cmd == SIOCGIFNAME)
return dev_ifname((struct ifreq __user *)arg);
if (copy_from_user(&ifr, arg, sizeof(struct ifreq)))
return -EFAULT;
ifr.ifr_name[IFNAMSIZ-1] = 0;
colon = strchr(ifr.ifr_name, ':');
if (colon)
*colon = 0;
/*
* See which interface the caller is talking about.
*/
switch (cmd) {
/*
* These ioctl calls:
* - can be done by all.
* - atomic and do not require locking.
* - return a value
*/
case SIOCGIFFLAGS://here case
case SIOCGIFMETRIC:
case SIOCGIFMTU:
case SIOCGIFHWADDR:
case SIOCGIFSLAVE:
case SIOCGIFMAP:
case SIOCGIFINDEX:
case SIOCGIFTXQLEN:
dev_load(ifr.ifr_name);
read_lock(&dev_base_lock);
ret = dev_ifsioc(&ifr, cmd);//here
read_unlock(&dev_base_lock);
if (!ret) {
if (colon)
*colon = ':';
if (copy_to_user(arg, &ifr,
sizeof(struct ifreq)))
ret = -EFAULT;
}
return ret;
……
}
/*
* Perform the SIOCxIFxxx calls.
*/
static int dev_ifsioc(struct ifreq *ifr, unsigned int cmd)
{
int err;
struct net_device *dev = __dev_get_by_name(ifr->ifr_name);
if (!dev)
return -ENODEV;
switch (cmd) {
case SIOCGIFFLAGS: /* Get interface flags */
ifr->ifr_flags = dev_get_flags(dev);//给ifr赋值
return 0;
case SIOCSIFFLAGS: /* Set interface flags */
return dev_change_flags(dev, ifr->ifr_flags);
……
}