PF_NETLINK應用實例:NETLINK_KOBJECT_UEVENT的實現

udev的文檔介紹：
　　1. dynamic replacement for  /dev。作爲devfs的替代者，傳統的devfs不能動態分配major和minor的值，而major和minor非常有限，很快就會用完了。 udev能夠像DHCP動態分配IP地址一樣去動態分配major和minor。
　　2. device naming。提供設備命名持久化的機制。傳統設備命名方式不具直觀性，像/dev/hda1這樣的名字肯定沒有boot_disk這樣的名字直觀。udev能夠像DNS解析域名一樣去給設備指定一個有意義的名稱。
　　3. API to access info about current system devices 。提供了一組易用的API去操作sysfs，避免重複實現同樣的代碼。
　　
　　用戶空間的程序與設備通信的方法，主要有以下幾種方式，
　　1. 通過ioperm獲取操作IO端口的權限，然後用inb/inw/ inl/ outb/outw/outl等函數，避開設備驅動程序，直接去操作IO端口。
　　2. 用ioctl函數去操作/dev目錄下對應的設備，這是設備驅動程序提供的接口。像鍵盤、鼠標和觸摸屏等輸入設備一般都是這樣做的。
　　3. 用write/read/mmap去操作/dev目錄下對應的設備，這也是設備驅動程序提供的接口。像framebuffer等都是這樣做的。
　　 #define NETLINK_ROUTE           0       /* Routing/device hook*/

        #define NETLINK_W1                1       /* 1-wire subsystem*/

        #define NETLINK_USERSOCK    2       /* Reserved for user mode socket protocols*/

        #define NETLINK_FIREWALL     3       /* Firewalling hoo*/

        #define NETLINK_INET_DIAG    4       /* INET socket monitoring */

        #define NETLINK_NFLOG           5       /* netfilter/iptables ULOG */

        #define NETLINK_XFRM             6       /* ipsec */

        #define NETLINK_SELINUX        7       /* SELinux event notifications */

        #define NETLINK_ISCSI             8       /* Open-iSCSI */

        #define NETLINK_AUDIT            9       /* auditing */

        #define NETLINK_FIB_LOOKUP       10

        #define NETLINK_CONNECTOR       11

        #define NETLINK_NETFILTER          12      /* netfilter subsystem */

        #define NETLINK_IP6_FW              13

        #define NETLINK_DNRTMSG           14      /* DECnet routing messages */

        #define NETLINK_KOBJECT_UEVENT  15      /* Kernel messages to userspace */

        #define NETLINK_GENERIC                16 

　　上面的方法在大多數情況下，都可以正常工作，但是對於熱插撥(hotplug)的設備，比如像U盤，就有點困難了，因爲你不知道：什麼時候設備插上了，什麼時候設備拔掉了。這就是所謂的hotplug問題了。
　　
　 　處理hotplug傳統的方法是，在內核中執行一個稱爲hotplug的程序，相關參數通過環境變量傳遞過來，再由hotplug通知其它關注 hotplug事件的應用程序。這樣做不但效率低下，而且感覺也不那麼優雅。新的方法是採用NETLINK實現的，這是一種特殊類型的socket，專門 用於內核空間與用戶空間的異步通信。下面的這個簡單的例子，可以監聽來自內核hotplug的事件。

#include <linux/netlink.h>
#include <linux/types.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/un.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>


#define UEVENT_BUFFER_SIZE 2048

static int init_hotplug_sock(void)
{
    int ret;
    int s =-1;
    const int buffersize= 1024;
    struct sockaddr_nl snl;

    bzero(&snl, sizeof(struct sockaddr_nl));
    snl.nl_family 
= AF_NETLINK;
    snl.nl_pid = getpid();
    snl.nl_groups 
= 1;

    s = socket(PF_NETLINK, SOCK_DGRAM, NETLINK_KOBJECT_UEVENT);
    if (s 
== -1){
        perror("socket");
        return -1;
    }
    setsockopt(s, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF,&buffersize, sizeof(buffersize));

    ret = bind(s,(struct sockaddr
*)&snl, sizeof(struct sockaddr_nl));
    if (ret< 0)
{
        perror("bind");
        close(s);
        return -1;
    }

    return s;
}

int main(int argc, char*argv[])
{
    int hotplug_sock 
= init_hotplug_sock();

    while (1){
        char buf[UEVENT_BUFFER_SIZE 
* 2] = 
{ 0 };

        recv(hotplug_sock,&buf, sizeof(buf),
0);
        printf("%s\n", buf);

        /* USB 設備的插拔會出現字符信息，通過比較不同的信息確定特定設備的插拔，在這添加比較代碼*/
    }

    return 0;
}

編譯：

$ gcc -g hotplug.c -o hotplug

執行：

$ ./hotplug
remove@/devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb2/2-1/2-1:1.0
remove@/devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb2/2-1
add@/devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb2/2-1
add@/devices/pci0000:00/0000:00:1d.7/usb2/2-1/2-1:1.0

udev的主體部分在udevd.c文件中，它主要監控來自4個文件描述符的事件/消息，並做出處理：
　　1. 來自客戶端的控制消息。這通常由udevcontrol命令通過地址爲/org/kernel/udev/udevd的本地socket，向udevd發送的控制消息。其中消息類型有：
　　l UDEVD_CTRL_STOP_EXEC_QUEUE 停止處理消息隊列。
　　l UDEVD_CTRL_START_EXEC_QUEUE 開始處理消息隊列。
　　l UDEVD_CTRL_SET_LOG_LEVEL 設置LOG的級別。
　　l UDEVD_CTRL_SET_MAX_CHILDS 設置最大子進程數限制。好像沒有用。
　　l UDEVD_CTRL_SET_MAX_CHILDS_RUNNING 設置最大運行子進程數限制(遍歷proc目錄下所有進程，根據session的值判斷)。
　　l UDEVD_CTRL_RELOAD_RULES 重新加載配置文件。
　 　2. 來自內核的hotplug事件。如果有事件來源於hotplug，它讀取該事件，創建一個udevd_uevent_msg對象，記錄當前的消息序列號， 設置消息的狀態爲EVENT_QUEUED,然後並放入running_list和exec_list兩個隊列中，稍後再進行處理。
　　3. 來自signal handler中的事件。signal  handler是異步執行的，即使有signal產生，主進程的select並不會喚醒，爲了喚醒主進程的select，它建立了一個管道，在 signal handler中，向該管道寫入長度爲1個子節的數據，這樣就可以喚醒主進程的select了。
　　4. 來自配置文件變化的事件。udev通過文件系統inotify功能，監控其配置文件目錄/etc/udev/rules.d，一旦該目錄中文件有變化，它就重新加載配置文件。
　　
　　其中最主要的事件，當然是來自內核的hotplug事件，如何處理這些事件是udev的關鍵。udev本身並不知道如何處理這些事件，也沒有必要知道，因爲它只實現機制，而不實現策略。事件的處理是由配置文件決定的，這些配置文件即所謂的rule。
　　
　　關於rule的編寫方法可以參考《writing_udev_rules》，udev_rules.c實現了對規則的解析。
　　
　　在規則中，可以讓外部應用程序處理某個事件，這有兩種方式，一種是直接執行命令，通常是讓modprobe去加載驅動程序，或者讓mount去加載分區。另外一種是通過本地socket發送消息給某個應用程序。
　　
　　在udevd.c:udev_event_process函數中，我們可以看到，如果RUN參數以”socket:”開頭則認爲是發到socket，否則認爲是執行指定的程序。
　　
　　下面的規則是執行指定程序：
　　60-pcmcia.rules: RUN+="/sbin/modprobe pcmcia"
　　
　　下面的規則是通過socket發送消息：
　　90-hal.rules:RUN+="socket:/org/freedesktop/hal/udev_event"