四 libnl库详解
2017-04-24 22:49
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1 介绍
libnl核心库提供了通过netlink socket连接所需要的基础函数，用于处理socket的链接和断开、数据收发、消息创建分析，提供用户可定制接收状态机，并提供一种抽象的数据类型框架，用于简化netlink
协议对象的实现。
1.1 libnl层次分类：
如上图所示，libnl 库集可以被分为多个库：
libnl：负责socket处理、数据收发、消息构建分析
libnl-route：负责地址、链接、局域网、路由等
libnl-genl：负责controller API、family和命令注册
1.2 使用链接：
主要的头文件是<netlink/netlink.h>，其他头文件按需添加
#include <netlink/netlink.h>
#include <netlink/cache.h>
#include <netlink/route/link.h>
1.3 调试：
设置环境变量NLDBG>0，可以将库编译成为debugging状态，以人类可读的形式打印信息到stderr。
$ NLCB=debug ./myprogram
-- Debug: Sent Message:
-------------------------- BEGIN NETLINK MESSAGE ---------------------------
[HEADER] 16 octets
.nlmsg_len = 20
.nlmsg_type = 18 <route/link::get>
.nlmsg_flags = 773 <REQUEST,ACK,ROOT,MATCH>
.nlmsg_seq = 1301410712
.nlmsg_pid = 20014
[PAYLOAD] 16 octets
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................
--------------------------- END NETLINK MESSAGE ---------------------------
-- Debug: Received Message:
-------------------------- BEGIN NETLINK MESSAGE ---------------------------
[HEADER] 16 octets
.nlmsg_len = 996
.nlmsg_type = 16 <route/link::new>
.nlmsg_flags = 2 <MULTI>
.nlmsg_seq = 1301410712
.nlmsg_pid = 20014
[PAYLOAD] 16 octets
00 00 04 03 01 00 00 00 49 00 01 00 00 00 00 00 ........I.......
[ATTR 03] 3 octets
6c 6f 00 lo.
[PADDING] 1 octets
00 .
[ATTR 13] 4 octets
00 00 00 00 ....
[ATTR 16] 1 octets
00 .
[PADDING] 3 octets
00 00 00 ...
[ATTR 17] 1 octets
00 .
[...]
--------------------------- END NETLINK MESSAGE ---------------------------
2 netlink基础协议
netlink是一种基于socket的IPC通信机制，用于实现用户空间于内核或者用户空间进程之间的通信。
netlink协议是基于使用AF_NETLINK协议族的BSD socket。每个netlink protocol拥有自己的协议号（如NETLINK_ROUTE, NETLINK_NETFILTER等等），其地址由32位唯一端口号表示（早期取值为PID）；
2.1 寻址
netlink地址（或称为port）是一个32位整数，取0表示和内核通信，否则为用户空间进程间通信。
上图说明了netlink常规应用案例：
用户空间 to 内核
用户空间 to 用户空间
监听内核多播通知
2.1.1 用户空间 to 内核
netlink最常用的形式即用户空间应用发送请求到内核，并接收处理返回值（错误消息或成功返回）
2.1.2 用户空间进程间通信
Netlink也可用作用户空间应用进程间的通信方式。它不仅仅限于两个进程，可以用于任意多个进程间多播。但为保证多个socket相互可见，这些socket必须定义在同一个netlink协议族中。
2.1.3 监听内核通知
当用户空间进程需要监听内核事件而后做出响应时可以选用netlink这种通信方式。用户空间进程需要维护一个订阅多播组的netlink socket，用于接收内核特定事件通知。
Use of multicasting is preferred over direct addressing due to the flexibility in exchanging the user space component at any time without the kernel noticing.
2.2 消息格式
netlink协议是典型的消息传递，其消息由netlink消息头 (
Netlink message header (struct nlmsghdr)
struct nlmsghdr{
uint32_t nlmsg_len; // * total length，32bit包括消息头在内的消息总长度
uint16_t nlmsg_type; // message type，16bit，指定载荷消息数据格式，netlink协议定义了几种标准格式，每个协议族可以执行定义消息格式
uint16_t nlmsg_flags; // Message flags ，16bit，用于修改消息类型行为
uint32_t nlmsg_seq; // * Sequence number，32bit，可选，一般用于定位上一条消息，例如根据错误信息定位到其请求
uint32_t nlmsg_pid; // * Netlink PID of the proccess sending the message.，32bit，指定消息目标，若未给出，则发送消息到内核中同一协议族中第一个匹配到的socket
};
2.2.1 message types
request、notification、replies间netlink各不相同。requests消息标识位被置为NLM_F_REQUEST，一般由用户空间发送到内核，建议附带额外的sequence number.
根据request特性，接收者相应消息也应符合netlink message格式，且响应信息的sequence number应和请求信息的相匹配。
notifications无需响应回复，因此sequence number应设为0；
消息类型由netlink 消息头中16位的message type预先指定，其中netlink定义的标准消息类型如下：
- NLMSG_NOOP - No operation, message must be discarded
- NLMSG_ERROR - Error message or ACK, see Error Message respectively ACKs
- NLMSG_DONE - End of multipart sequence, see Multipart Messages
- NLMSG_OVERRUN - Overrun notification (Error)
2.2.1.1 multipart messages
尽管netlink消息理论上最大可达4GB，但是没有足够大的socket buffers对应处理。因此最常见的方法是通过mulipart机制将过大的消息分割为多个大小为PAGE_SIZE的消息，每个multipart消息标志位均被设为NLM_F_MULTI，接收端接收到multipart消息后会继续接收直到收到消息的标志位变为NLMSG_DONE。
multipart消息无需像IP数据包一样需要重新组合，每个multipart消息可以独立处理。
2.2.1.2 Error message
netlink 错误消息必须使用标准消息类型NLMSG_ERROR，载荷数据由错误码和原请求消息头组成。
错误消息的sequence number 应和对应请求sequence number相一致
2.2.1.3 ACKs
消息发送者设置NLM_F_ACK标志位后，接收者在接收到消息后会反馈ACK，这通常用于发送者需要根据接收情况进一步处理的场景。
ACK消息格式和NLMSG_ERROR相同，但是错误码被设为0。
2.2.2 message flags
netlink定义的标准message flags 如下：
- NLM_F_REQUEST - Message is a request, see Message Types.
- NLM_F_MULTI - Multipart message, see Multipart Messages
- NLM_F_ACK - ACK message requested, see ACKs.
- NLM_F_ECHO - Request to echo the request， 通常和NLM_F_REQUEST联合使用，在无论发送者是否订阅相关多播组的情况下，均向发送者返回notification。
另外还定义了仅用于GET请求的全局message flags:
这些flag完全可选，许多netlink protocol仅使用NLM_F_DUMP使接收者以multipart形式回复请求
- NLM_F_ROOT - Return based on root of tree.
- NLM_F_MATCH - Return all matching entries.
- NLM_F_ATOMIC - Obsoleted, once used to request an atomic operation.
- NLM_F_DUMP - Return a list of all objects (NLM_F_ROOT|NLM_F_MATCH).
2.2.3 Sequence Numbers
Netlink使用sequence number关联请求和响应，但并不像TCP一样强制要求。
3 netlink sockets
我们通过netlink socket来实现netlink
protocol协议，每个socket定义独立的消息。同一应用中可以使用多个socket。
3.1 socket结构体
netlink socket及其相关属性、文件描述符由结构体struct nl_sock表示，应用需要为每一个netlink socket分配一个nl_sock：
#include <netlink/socket.h>
struct nl_sock{
struct sockaddr_nl s_local;
struct sockaddr_nl s_peer;
int s_fd;
int s_proto;
unsigned int s_seq_next;
unsigned int s_seq_expect;
int s_flags;
struct nl_cb * s_cb;
};
struct nl_sock *nl_socket_alloc(void); //分配
void nl_socket_free(struct nl_sock *sk) //释放
3.2 sequence number
libnl自动维护应用处理的sequence number，struct nl_sock中保存了一个sequence number计数器。
#include <netlink/socket.h>
unsigned int nl_socket_use_seq(struct nl_sock *sk); //过去当前sequence number值并加1
void nl_socket_disable_seq_check(struct nl_sock *sk); //disable sequence number，当应用无需使用request/reply模型时
3.3 多播组订阅
通过订阅链接到当前netlink protocol的多播组，netlink socket可以接收到发往每个多播组的消息的副本。
#include <netlink/socket.h>
内核2.6.14前的接口限制多播组数目为32，内核2.6.14后如下接口可支持订阅多播组数目几乎无限大：
int nl_socket_add_memberships(struct nl_sock *sk, int group, ...);
int nl_socket_drop_memberships(struct nl_sock *sk, int group, ...);
3.4 修改回调函数
为实现不同socket对应不同处理方法，我们为每个socket都设置了callback函数（由结构体nl_cb维护）
#include <netlink/socket.h>
struct nl_cb *nl_socket_get_cb(const struct nl_sock *sk); //获取socket对应callbacks
void nl_socket_set_cb(struct nl_sock *sk, struct nl_cb *cb); //设置nl_socket callbacks
int nl_socket_modify_cb(struct nl_sock *sk, enum nl_cb_type type, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_msg_cb_t func, void *arg); //修改现有callbacks
3.5 socket attributes
3.5.1 local port
local port number作为socket识别符，用于寻址socket， 当分配nl_sock时会自动创建唯一的local port number。
local port number由32位整数表示（其中22位表示Process ID， 10位随机码），因此一个进程最多可以允许创建1024个socket。
#include <netlink/socket.h>
uint32_t nl_socket_get_local_port(const struct nl_sock *sk); //获取当前socket local port number
void nl_socket_set_local_port(struct nl_sock *sk, uint32_t port); //设置local port number，必须保证值的唯一性
3.5.2 peer port
peer port 用于寻址接收消息的对等socket。如若未指定，则将消息发送到属同一netlink 协议族的内核端socket。
#include <netlink/socket.h>
uint32_t nl_socket_get_peer_port(const struct nl_sock *sk);
void nl_socket_set_peer_port(struct nl_sock *sk, uint32_t port);
3.5.3 file descriptor
介于netlink采用BSD socket，因此每个socket对应一个文件描述符
#include <netlink/socket.h>
int nl_socket_get_fd(const struct nl_sock *sk);
int nl_socket_set_nonblocking(const struct nl_sock *sk); //若socket用于接收notification,则最好设为非阻塞并定期查询
3.5.4 send/receive buffer size
指定接收或发送netlink message数据的大小，默认32kb。
#include <netlink/socket.h>
int nl_socket_set_buffer_size(struct nl_sock *sk, int rx, int tx);
4 数据收发
4.1 发送数据
通过netlink socket发送netlink message的标准方式是调用nl_send_auto_complete()，其实现如下：
（1）nl_send_auto_complete()将 自动填充netlink message header，并根据nl_sock里面的选项或地址设置完成寻址，而后调用nl_send()。
ps:所有nl_send_auto()内部调用都会使用nl_send()传输信息。如果nl_send()不能满足要求，可以调用nl_cb_overwrite_send()重写自己的send函数。
（2）nl_send()将netlink message插入到struct iovec结构体中，而后调用nl_send_iovec();
ps: struct iovec结构体定义一个向量元素， 对于每一个传输的元素，指针成员iov_base指向一个缓冲区，这个缓冲区是存放的是readv所接收的数据或是writev将要发送的数据。成员iov_len在各种情况下分别确定了接收的最大长度以及实际写入的长度。
struct iovec{
void *iov_base; /* Pointer to data. */
size_t iov_len; /* Length of data. */
};
- int readv(int fd, const struct iovec *vector, int count);
- int writev(int fd, const struct iovec *vector, int count);
（3）nl_send_iovec()将利用nl_msg填充msghdr结构体，并检查寻址状态，而后调用nl_sendmsg()继续发送数据
（4）nl_sendmsg()调用sendmsg()下发数据
通过netlink socket发送raw data:
int nl_sendto(struct nl_sock *sock, void *buf, size_t size);
4.2 接收数据
libnl调用nl_recvmsgs_default()按照socket格式规定调用nl_recvmsgs() 接收数据。
nl_recvmsgs()在netlink message到来前保持阻塞，可以通过nl_cb_overwrite_recvmsgs()重写。nl_recvmsgs()调用recvmsgs()接收数据。
5 解析数据
netlink protocol要求边界强制对齐，对齐大小由NLMSG_ALIGNTO指定：
<----------- nlmsg_total_size(len) ------------>
<----------- nlmsg_size(len) ------------>
+-------------------+- - -+- - - - - - - - +- - -+-------------------+- - -
| struct nlmsghdr | Pad | Payload | Pad | struct nlsmghdr |
+-------------------+- - -+- - - - - - - - +- - -+-------------------+- - -
<---- NLMSG_HDRLEN -----> <- NLMSG_ALIGN(len) -> <---- NLMSG_HDRLEN ---
可以通过如下函数获取消息长度：
#include <netlink/msg.h>
int nlmsg_size(int payloadlen);
int nlmsg_total_size(int payloadlen);
5.1 解析数据
5.1.1 拆分流buffer
netlink socket接收到的数据都是字节流的格式，给出buffer及其大小，且每个buffer 中有可能包含多个netlink messages，所以需要将其分为多个netlink messages。
第一个netlink message起于消息流buffer开始，之后的netlink message通过nlmsg_next()获取。
struct nlmsghdr *nlmsg_next(struct nlmsghdr *hdr, int *remaining);
nlmsg_next()自动减去上一消息长度，返回接下来netlink message header指针。
需要注意的是，调用nlmsg_next()时无法确定剩余buffer是否还包含nl_msg，因此需要通过nlmsg_ok()验证：
int nlmsg_ok(const struct nlmsghdr *hdr, int remaining); //若remaining buffer包含nl_msg，则返回ture
int nlmsg_valid_hdr(const struct nlmsghdr *hdr, int payloadlen); //同nlmsg_ok
libnl提供宏nlmsg_for_each_msg实现上述两个函数的功能：
5.1.2 message payload
为保证字节对齐到NLMSG_ALIGNTO的整数倍，需要在message payload前nlmsghdr后填充空洞。
通过如下函数解析payload：
#include <netlink/msg.h>
void *nlmsg_data(const struct nlmsghdr *nlh); //计算偏移数目，返回message payload的起始指针
void *nlmsg_tail(const struct nlmsghdr *nlh);
int nlmsg_datalen(const struct nlmsghdr *nlh); //返回message payload长度
5.1.3 message attributes
nlmsg payload由netlink attributes组成，nl_attr具有规范灵活的特点，可以在不影响兼容性的情况下添加、修改attributes.
#include <netlink/msg.h>
struct nlattr *nlmsg_attrdata(const struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen); //获取nl attributes起始地址
int nlmsg_attrlen(const struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen); //获取attributes长度
libnl提供如下参数综合解析nl_msg：
int nlmsg_parse(struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen, struct nlattr **attrs, int maxtype, struct nla_policy *policy);
//解析nl_msg，将结果填充nlattr数组
int nlmsg_validate(struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen, intmaxtype, struct nla_policy *policy);
5.2 构建消息
libnl使用结构体nl_msg表示netlink message。 struct nl_msg并非指向netlink message header，可以通过nlmsg_hdr获取netlink message header指针。
5.2.1 分配
构建netlink message消息的第一步是分配一个struct nl_msg 用以保存消息头和载荷。
#include ＜netlink/msg.h>
/*各类分配函数*/
struct nl_msg *nlmsg_alloc(void); //常见默认分配函数，用于分配nl_msg结构体空间，默认最大值为PAGE_SIZE
void nlmsg_set_default_size(size_t); //修改默认最大空间
struct nl_msg *nlmsg_alloc_size(size_t max); //分配给定最大空间大小的nl_msg
struct nl_msg *nlmsg_inherit(struct nlmsghdr *hdr); //为消息头已知的nl_msg分配空间时调用。若传入参数为NULL，则等同nlmsg_alloc
struct nl_msg *nlmsg_alloc_simple(int nlmsg_type, int flags); //为指定消息type和flag的nl_msg分配空间
/*释放*/
void nlmsg_free(struct nl_msg *msg);
5.2.2 填充消息头
struct nlmsghdr *nlmsg_put(struct nl_msg *msg, uint32_t port, uint32_t seqnr, int nlmsg_type, int payload, int nlmsg_flags);
nlmsg_put根据给定的nlmsg_type、nlmsg_flags、seqnr、port构建一个nlmsghdr，然后拷贝到给定的nl_msg中。
seqnr若设为 NL_AUTO_SEQ，则表示自动分配sequence number， 则必须调用nl_send_auto()发送消息。
nlmsg_inherit()和nlmsg_alloc_simple()分配的nl_msg不需要这一步骤；
5.2.3 留空
void *nlmsg_reserve(struct nl_msg *msg, size_t len, int pad); //len为留空字节大小，pad为对齐大小
libnl中多数函数都会自动留空，但有时会需要应用自己留空，则调用nlmsg_reserve。
5.2.4 追加
int nlmsg_append(struct nl_msg *msg, void *data, size_t len, int pad);
追加len字节大小的data，对齐pad
6 attributes
如若允许netlink message中所有的payload都应该被编码成attributes的格式，以保证消息的灵活性、兼容性。比如现设备需要32位计数器，几年后变为64位，使用attribute机制可以传任意长度值，否则需要修改整个实现。
netlink attributes允许追加任意长度的数据块到netlink message。
attribute格式如上图所示，attribute length、attribute type 由struct nlattr表示：
每个attribute必须保证对齐到NLA_ALIGNTO的整数倍。nla_padlen()函数返回需要添加的空洞字节数。
6.1 解析
6.1.1 获取attributes
libnl提供nlmsg_parse()提取attributes到指定数组，同时也提供手动解析接口。解析方式和nlmsg类似。
netlink message的attribute部分包含无限多个attributes。首个attribute地址可以通过nlmsg_attrdata()获取，其余通过nla_next()访问：
struct nlattr *nla_next(const struct nlattr *attr, int *remaining);
同样需要调用nla_ok()验证余下空间是否还包含attributes:
int nla_ok(const struct nlattr *attr, int remaining);
6.1.2 解析attributes
单个attributes解析方法如下：
int nla_len(const struct nlattr *hdr); //返回payload长度
int nla_type(const struct nlattr *hdr); //返回类型
void *nla_data(const struct nlattr *hdr); //返回payload地址
6.1.3 attributes验证
netlink协议要求需对接收到的attribute消息进行验证，并提供相关接口
struct nla_policy {
uint16_t type; //数据类型，如NLA_U32,NLA_STRING,NLA_FLAGS
uint16_t minlen; //最小有效长度，基础类型忽略
uint16_t maxlen; //最大有效长度，结构体封装不建议指定，以防影响扩展
};
int nla_validate(struct nlattr *head, int len, int maxtype, struct nla_policy *policy);//根据给定policy按照索引顺序验证attribute有效性，若attribute type为空、超过maxtype规定最大值或全部通过则返回0，不在minlen、maxlen规定范围内则返回-NLE_RANGE。
libnl提供attributes解析校验一步到位函数nla_parse，遍历attributes流并校验每个attribute合法性，如若全部pass，则填充attrs[]数组：
int nla_parse(struct nlattr **attrs, int maxtype, struct nlattr *head, int len, struct nla_policy *policy);//
可用nlmsg_parse替换。
6.1.4 查找指定attributes
如下接口不支持嵌套查找：
struct nlattr *nla_find(struct nlattr *head, int len, int attrtype);
struct nlattr *nlmsg_find_attr(struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen, int attrtype);
遍历attributes流：
6.2 在nlmsg 中添加attribute
struct nlattr *nla_reserve(struct nl_msg *msg, int attrtype, int len); //添加attrtype类型数据，并返回指针
int nla_put(struct nl_msg *msg, int attrtype, int attrlen, const void *data); //nla_reserve扩展，将*data数据添加到nlmsg
6.3 属性数据类型
libnl库又再次封装了基础数据类型的函数；
6.3.1 整数
NLA_U8/NLA_U16/NLA_U32分别表示8位、16位、32位整数
读取：
uint8_t nla_get_u8(struct nlattr *hdr);
uint16_t nla_get_u16(struct nlattr *hdr);
uint32_t nla_get_u32(struct nlattr *hdr);
uint64_t nla_get_u64(struct nlattr *hdr);
写入：
int nla_put_u8(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint8_t value);
int nla_put_u16(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint16_t value);
int nla_put_u32(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint32_t value);
int nla_put_u64(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint64_t value);
校验例子：
static struct nla_policy my_policy[ATTR_MAX+1] = {
[ATTR_FOO] = { .type = NLA_U32 },
[ATTR_BAR] = { .type = NLA_U8 },
};
6.3.2 字符串
获取：
char *nla_get_string(struct nlattr *hdr);
char *nla_strdup(struct nlattr *hdr);
写入：
int nla_put_string(struct nl_msg *msg, int attrtype, const char *data);
NLA_PUT_STRING(msg, attrtype, data)
校验：
static struct nla_policy my_policy[] = {
[ATTR_FOO] = { .type = NLA_STRING,
.maxlen = IFNAMSIZ },
};
7 回调函数
linbl还可为每个nl_sock设置消息处理回调函数，当该socket上收到消息后，就会回调此函数进行处理。 回调函数及其重写函数都封装在结构体struct nl_cb中
struct nl_cb{
nl_recvmsg_msg_cb_t cb_set[NL_CB_TYPE_MAX+1];
void * cb_args[NL_CB_TYPE_MAX+1];
nl_recvmsg_err_cb_t cb_err;
void *cb_err_arg;
/** May be used to replace nl_recvmsgs with your own implementation in all internal calls to nl_recvmsgs. */
int (*cb_recvmsgs_ow)(struct nl_sock *, struct nl_cb *);
/** Overwrite internal calls to nl_recv, must return the number of octets read and allocate a buffer for the received data. */
int (*cb_recv_ow)(struct nl_sock *, struct sockaddr_nl *, unsigned char **, struct ucred **);
/** Overwrites internal calls to nl_send, must send the netlink message. */
int (*cb_send_ow)(struct nl_sock *, struct nl_msg *);
int cb_refcnt;
};
设置回调：void nl_socket_set_cb(struct nl_sock *sk, struct nl_cb *cb);
获取该nl_sock设置的回调函数信息：struct nl_cb *nl_socket_get_cb(const struct nl_sock *sk);
7.1 回调钩子函数
libnl中回调钩子函数遍布，以为消息处理提供入口点或根据events执行下一步动作。
7.1.1 返回值：
回调函数通常返回值如下,
enum nl_cb_action {
NL_OK, //表示处理正常。
NL_SKIP, //表示停止当前netlink消息分析，转而去分析接收buffer中下一条netlink消息（消息分 片的情况）。
NL_STOP, //表示停止此次接收buffer中的消息分析。
}；
7.1.2 消息回调函数的类型：
libnl默认提供回调函数的三种实现方式，并允许用户自定义
enum nl_cb_kind {
NL_CB_DEFAULT, //默认回调处理函数
NL_CB_VERBOSE, //默认处理函数，在default的基础上会将错误信息、无效信息等打印到stderr，且nl_cb_set()或者nl_cl_err()中的arg参数提供FILE*替代stderr
NL_CB_DEBUG, //默认处理函数，在VERBOSE的基础上打印所有信息到终端
NL_CB_CUSTOM, //用户自定义处理函数
__NL_CB_KIND_MAX
}；
7.1.3 type类型
可用于处理底层不同netlink消息的情况。 例如，当收到的netlink消息无效时，将调用NL_CB_INVALIDE设置的回调函数进行处理。
enum nl_cb_type {
NL_CB_VALID, //有效消息
NL_CB_FINISH, //multipart消息结尾
NL_CB_OVERRUN, //数据丢失报告
NL_CB_SKIPPED, //跳过处理消息
NL_CB_ACK, //确认消息
NL_CB_MSG_IN, //所有接收到的消息
NL_CB_MSG_OUT, //所有发出的消息，除nl_sendto()外
NL_CB_INVALID, //无效消息
NL_CB_SEQ_CHECK,
NL_CB_SEND_ACK,
NL_CB_DUMP_INTR,
__NL_CB_TYPE_MAX
}；
7.2 回调函数
#include <netlink/handlers.h> // 必须包含此头文件
7.2.1 初始化
struct nl_cb *nl_cb_alloc(enum nl_cb_kind kind)；//分配新的nl_cb，返回新nl_cb地址或者NULL
struct nl_cb *nl_cb_clone(struct nl_cb *orig) ; //根据给定nl_cb复制新的nl_cb
7.2.2 设置
设置callback：
typedef int (*nl_recvmsg_msg_cb_t)(struct nl_msg *msg, void *arg);
int nl_cb_set(struct nl_cb *cb, enum nl_cb_type type, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_msg_cb_t func, void *arg); //设置给定kind_type的callback
设置error message callback hook：
typedef int(* nl_recvmsg_err_cb_t)(struct sockaddr_nl *nla, struct nlmsgerr *nlerr, void *arg);
int nl_cb_err(struct nl_cb *cb, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_err_cb_t func, void * arg); //设置错误callback
修改给定nl_sock的callbacks：
int nl_socket_modify_cb(struct nl_sock *sk, enum nl_cb_type type, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_msg_cb_t func, void *arg); //
7.2.3 重写内部函数
重写recvmsgs()函数：
void nl_cb_overwrite_recvmsgs(struct nl_cb *cb, int (*func)(struct nl_sock *sk, struct nl_cb *cb));
//必须给定cb
重写nl_recv()函数：
void nl_cb_overwrite_recv(struct nl_cb *cb, int (*func)(struct nl_sock * sk, struct sockaddr_nl *addr, unsigned char **buf, struct ucred **cred) );
//func成功则返回读取字节数或0(表示无数据可读)，失败返回负值。需给定发送方地址addr
重写nl_send()函数：
void nl_cb_overwrite_send(struct nl_cb *cb, int (*func)(struct nl_sock *sk, struct nl_msg *msg) );
//func成功返回0，否则返回负值
8 cache system
8.1 分配cache
几乎所有的子系统都为提供分配新的cache的函数，形如
struct nl_cahe *<object_name>_alloc_cache(struct nl_sock *sk);
这些函数为所有的对象类型分配、初始化一个新的cache，并更新使和master当前状态保持一致。例如，link cache应该包含所有内核中当前配置的links。
有的分配函数需要额外的参数用以指定cache内容。
函数执行成功则返回nl_cache指针，否则返回NULL。
1 介绍
libnl核心库提供了通过netlink socket连接所需要的基础函数，用于处理socket的链接和断开、数据收发、消息创建分析，提供用户可定制接收状态机，并提供一种抽象的数据类型框架，用于简化netlink
协议对象的实现。
1.1 libnl层次分类：
如上图所示，libnl 库集可以被分为多个库：
libnl：负责socket处理、数据收发、消息构建分析
libnl-route：负责地址、链接、局域网、路由等
libnl-genl：负责controller API、family和命令注册
1.2 使用链接：
主要的头文件是<netlink/netlink.h>，其他头文件按需添加
#include <netlink/netlink.h>
#include <netlink/cache.h>
#include <netlink/route/link.h>
1.3 调试：
设置环境变量NLDBG>0，可以将库编译成为debugging状态，以人类可读的形式打印信息到stderr。
$ NLCB=debug ./myprogram
-- Debug: Sent Message:
-------------------------- BEGIN NETLINK MESSAGE ---------------------------
[HEADER] 16 octets
.nlmsg_len = 20
.nlmsg_type = 18 <route/link::get>
.nlmsg_flags = 773 <REQUEST,ACK,ROOT,MATCH>
.nlmsg_seq = 1301410712
.nlmsg_pid = 20014
[PAYLOAD] 16 octets
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................
--------------------------- END NETLINK MESSAGE ---------------------------
-- Debug: Received Message:
-------------------------- BEGIN NETLINK MESSAGE ---------------------------
[HEADER] 16 octets
.nlmsg_len = 996
.nlmsg_type = 16 <route/link::new>
.nlmsg_flags = 2 <MULTI>
.nlmsg_seq = 1301410712
.nlmsg_pid = 20014
[PAYLOAD] 16 octets
00 00 04 03 01 00 00 00 49 00 01 00 00 00 00 00 ........I.......
[ATTR 03] 3 octets
6c 6f 00 lo.
[PADDING] 1 octets
00 .
[ATTR 13] 4 octets
00 00 00 00 ....
[ATTR 16] 1 octets
00 .
[PADDING] 3 octets
00 00 00 ...
[ATTR 17] 1 octets
00 .
[...]
--------------------------- END NETLINK MESSAGE ---------------------------
2 netlink基础协议
netlink是一种基于socket的IPC通信机制，用于实现用户空间于内核或者用户空间进程之间的通信。
netlink协议是基于使用AF_NETLINK协议族的BSD socket。每个netlink protocol拥有自己的协议号（如NETLINK_ROUTE, NETLINK_NETFILTER等等），其地址由32位唯一端口号表示（早期取值为PID）；
2.1 寻址
netlink地址（或称为port）是一个32位整数，取0表示和内核通信，否则为用户空间进程间通信。
上图说明了netlink常规应用案例：
用户空间 to 内核
用户空间 to 用户空间
监听内核多播通知
2.1.1 用户空间 to 内核
netlink最常用的形式即用户空间应用发送请求到内核，并接收处理返回值（错误消息或成功返回）
2.1.2 用户空间进程间通信
Netlink也可用作用户空间应用进程间的通信方式。它不仅仅限于两个进程，可以用于任意多个进程间多播。但为保证多个socket相互可见，这些socket必须定义在同一个netlink协议族中。
2.1.3 监听内核通知
当用户空间进程需要监听内核事件而后做出响应时可以选用netlink这种通信方式。用户空间进程需要维护一个订阅多播组的netlink socket，用于接收内核特定事件通知。
Use of multicasting is preferred over direct addressing due to the flexibility in exchanging the user space component at any time without the kernel noticing.
2.2 消息格式
netlink协议是典型的消息传递，其消息由netlink消息头 (
struct nlmsghdr)加实际载荷数据组成，载荷数据可以是任意格式的数据，通常包含固定大小的协议头以及属性流数据.
Netlink message header (struct nlmsghdr)
struct nlmsghdr{
uint32_t nlmsg_len; // * total length，32bit包括消息头在内的消息总长度
uint16_t nlmsg_type; // message type，16bit，指定载荷消息数据格式，netlink协议定义了几种标准格式，每个协议族可以执行定义消息格式
uint16_t nlmsg_flags; // Message flags ，16bit，用于修改消息类型行为
uint32_t nlmsg_seq; // * Sequence number，32bit，可选，一般用于定位上一条消息，例如根据错误信息定位到其请求
uint32_t nlmsg_pid; // * Netlink PID of the proccess sending the message.，32bit，指定消息目标，若未给出，则发送消息到内核中同一协议族中第一个匹配到的socket
};
2.2.1 message types
request、notification、replies间netlink各不相同。requests消息标识位被置为NLM_F_REQUEST，一般由用户空间发送到内核，建议附带额外的sequence number.
根据request特性，接收者相应消息也应符合netlink message格式，且响应信息的sequence number应和请求信息的相匹配。
notifications无需响应回复，因此sequence number应设为0；
消息类型由netlink 消息头中16位的message type预先指定，其中netlink定义的标准消息类型如下：
- NLMSG_NOOP - No operation, message must be discarded
- NLMSG_ERROR - Error message or ACK, see Error Message respectively ACKs
- NLMSG_DONE - End of multipart sequence, see Multipart Messages
- NLMSG_OVERRUN - Overrun notification (Error)
2.2.1.1 multipart messages
尽管netlink消息理论上最大可达4GB，但是没有足够大的socket buffers对应处理。因此最常见的方法是通过mulipart机制将过大的消息分割为多个大小为PAGE_SIZE的消息，每个multipart消息标志位均被设为NLM_F_MULTI，接收端接收到multipart消息后会继续接收直到收到消息的标志位变为NLMSG_DONE。
multipart消息无需像IP数据包一样需要重新组合，每个multipart消息可以独立处理。
2.2.1.2 Error message
netlink 错误消息必须使用标准消息类型NLMSG_ERROR，载荷数据由错误码和原请求消息头组成。
错误消息的sequence number 应和对应请求sequence number相一致
2.2.1.3 ACKs
消息发送者设置NLM_F_ACK标志位后，接收者在接收到消息后会反馈ACK，这通常用于发送者需要根据接收情况进一步处理的场景。
ACK消息格式和NLMSG_ERROR相同，但是错误码被设为0。
2.2.2 message flags
netlink定义的标准message flags 如下：
- NLM_F_REQUEST - Message is a request, see Message Types.
- NLM_F_MULTI - Multipart message, see Multipart Messages
- NLM_F_ACK - ACK message requested, see ACKs.
- NLM_F_ECHO - Request to echo the request， 通常和NLM_F_REQUEST联合使用，在无论发送者是否订阅相关多播组的情况下，均向发送者返回notification。
另外还定义了仅用于GET请求的全局message flags:
这些flag完全可选，许多netlink protocol仅使用NLM_F_DUMP使接收者以multipart形式回复请求
- NLM_F_ROOT - Return based on root of tree.
- NLM_F_MATCH - Return all matching entries.
- NLM_F_ATOMIC - Obsoleted, once used to request an atomic operation.
- NLM_F_DUMP - Return a list of all objects (NLM_F_ROOT|NLM_F_MATCH).
2.2.3 Sequence Numbers
Netlink使用sequence number关联请求和响应，但并不像TCP一样强制要求。
3 netlink sockets
我们通过netlink socket来实现netlink
protocol协议，每个socket定义独立的消息。同一应用中可以使用多个socket。
3.1 socket结构体
netlink socket及其相关属性、文件描述符由结构体struct nl_sock表示，应用需要为每一个netlink socket分配一个nl_sock：
#include <netlink/socket.h>
struct nl_sock{
struct sockaddr_nl s_local;
struct sockaddr_nl s_peer;
int s_fd;
int s_proto;
unsigned int s_seq_next;
unsigned int s_seq_expect;
int s_flags;
struct nl_cb * s_cb;
};
struct nl_sock *nl_socket_alloc(void); //分配
void nl_socket_free(struct nl_sock *sk) //释放
3.2 sequence number
libnl自动维护应用处理的sequence number，struct nl_sock中保存了一个sequence number计数器。
#include <netlink/socket.h>
unsigned int nl_socket_use_seq(struct nl_sock *sk); //过去当前sequence number值并加1
void nl_socket_disable_seq_check(struct nl_sock *sk); //disable sequence number，当应用无需使用request/reply模型时
3.3 多播组订阅
通过订阅链接到当前netlink protocol的多播组，netlink socket可以接收到发往每个多播组的消息的副本。
#include <netlink/socket.h>
内核2.6.14前的接口限制多播组数目为32，内核2.6.14后如下接口可支持订阅多播组数目几乎无限大：
int nl_socket_add_memberships(struct nl_sock *sk, int group, ...);
int nl_socket_drop_memberships(struct nl_sock *sk, int group, ...);
3.4 修改回调函数
为实现不同socket对应不同处理方法，我们为每个socket都设置了callback函数（由结构体nl_cb维护）
#include <netlink/socket.h>
struct nl_cb *nl_socket_get_cb(const struct nl_sock *sk); //获取socket对应callbacks
void nl_socket_set_cb(struct nl_sock *sk, struct nl_cb *cb); //设置nl_socket callbacks
int nl_socket_modify_cb(struct nl_sock *sk, enum nl_cb_type type, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_msg_cb_t func, void *arg); //修改现有callbacks
3.5 socket attributes
3.5.1 local port
local port number作为socket识别符，用于寻址socket， 当分配nl_sock时会自动创建唯一的local port number。
local port number由32位整数表示（其中22位表示Process ID， 10位随机码），因此一个进程最多可以允许创建1024个socket。
#include <netlink/socket.h>
uint32_t nl_socket_get_local_port(const struct nl_sock *sk); //获取当前socket local port number
void nl_socket_set_local_port(struct nl_sock *sk, uint32_t port); //设置local port number，必须保证值的唯一性
3.5.2 peer port
peer port 用于寻址接收消息的对等socket。如若未指定，则将消息发送到属同一netlink 协议族的内核端socket。
#include <netlink/socket.h>
uint32_t nl_socket_get_peer_port(const struct nl_sock *sk);
void nl_socket_set_peer_port(struct nl_sock *sk, uint32_t port);
3.5.3 file descriptor
介于netlink采用BSD socket，因此每个socket对应一个文件描述符
#include <netlink/socket.h>
int nl_socket_get_fd(const struct nl_sock *sk);
int nl_socket_set_nonblocking(const struct nl_sock *sk); //若socket用于接收notification,则最好设为非阻塞并定期查询
3.5.4 send/receive buffer size
指定接收或发送netlink message数据的大小，默认32kb。
#include <netlink/socket.h>
int nl_socket_set_buffer_size(struct nl_sock *sk, int rx, int tx);
4 数据收发
4.1 发送数据
通过netlink socket发送netlink message的标准方式是调用nl_send_auto_complete()，其实现如下：
（1）nl_send_auto_complete()将 自动填充netlink message header，并根据nl_sock里面的选项或地址设置完成寻址，而后调用nl_send()。
ps:所有nl_send_auto()内部调用都会使用nl_send()传输信息。如果nl_send()不能满足要求，可以调用nl_cb_overwrite_send()重写自己的send函数。
（2）nl_send()将netlink message插入到struct iovec结构体中，而后调用nl_send_iovec();
ps: struct iovec结构体定义一个向量元素， 对于每一个传输的元素，指针成员iov_base指向一个缓冲区，这个缓冲区是存放的是readv所接收的数据或是writev将要发送的数据。成员iov_len在各种情况下分别确定了接收的最大长度以及实际写入的长度。
struct iovec{
void *iov_base; /* Pointer to data. */
size_t iov_len; /* Length of data. */
};
- int readv(int fd, const struct iovec *vector, int count);
- int writev(int fd, const struct iovec *vector, int count);
（3）nl_send_iovec()将利用nl_msg填充msghdr结构体，并检查寻址状态，而后调用nl_sendmsg()继续发送数据
（4）nl_sendmsg()调用sendmsg()下发数据
通过netlink socket发送raw data:
int nl_sendto(struct nl_sock *sock, void *buf, size_t size);
4.2 接收数据
libnl调用nl_recvmsgs_default()按照socket格式规定调用nl_recvmsgs() 接收数据。
nl_recvmsgs()在netlink message到来前保持阻塞，可以通过nl_cb_overwrite_recvmsgs()重写。nl_recvmsgs()调用recvmsgs()接收数据。
5 解析数据
netlink protocol要求边界强制对齐，对齐大小由NLMSG_ALIGNTO指定：
<----------- nlmsg_total_size(len) ------------>
<----------- nlmsg_size(len) ------------>
+-------------------+- - -+- - - - - - - - +- - -+-------------------+- - -
| struct nlmsghdr | Pad | Payload | Pad | struct nlsmghdr |
+-------------------+- - -+- - - - - - - - +- - -+-------------------+- - -
<---- NLMSG_HDRLEN -----> <- NLMSG_ALIGN(len) -> <---- NLMSG_HDRLEN ---
可以通过如下函数获取消息长度：
#include <netlink/msg.h>
int nlmsg_size(int payloadlen);
int nlmsg_total_size(int payloadlen);
5.1 解析数据
5.1.1 拆分流buffer
netlink socket接收到的数据都是字节流的格式，给出buffer及其大小，且每个buffer 中有可能包含多个netlink messages，所以需要将其分为多个netlink messages。
第一个netlink message起于消息流buffer开始，之后的netlink message通过nlmsg_next()获取。
struct nlmsghdr *nlmsg_next(struct nlmsghdr *hdr, int *remaining);
nlmsg_next()自动减去上一消息长度，返回接下来netlink message header指针。
需要注意的是，调用nlmsg_next()时无法确定剩余buffer是否还包含nl_msg，因此需要通过nlmsg_ok()验证：
int nlmsg_ok(const struct nlmsghdr *hdr, int remaining); //若remaining buffer包含nl_msg，则返回ture
int nlmsg_valid_hdr(const struct nlmsghdr *hdr, int payloadlen); //同nlmsg_ok
libnl提供宏nlmsg_for_each_msg实现上述两个函数的功能：
5.1.2 message payload
为保证字节对齐到NLMSG_ALIGNTO的整数倍，需要在message payload前nlmsghdr后填充空洞。
通过如下函数解析payload：
#include <netlink/msg.h>
void *nlmsg_data(const struct nlmsghdr *nlh); //计算偏移数目，返回message payload的起始指针
void *nlmsg_tail(const struct nlmsghdr *nlh);
int nlmsg_datalen(const struct nlmsghdr *nlh); //返回message payload长度
5.1.3 message attributes
nlmsg payload由netlink attributes组成，nl_attr具有规范灵活的特点，可以在不影响兼容性的情况下添加、修改attributes.
#include <netlink/msg.h>
struct nlattr *nlmsg_attrdata(const struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen); //获取nl attributes起始地址
int nlmsg_attrlen(const struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen); //获取attributes长度
libnl提供如下参数综合解析nl_msg：
int nlmsg_parse(struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen, struct nlattr **attrs, int maxtype, struct nla_policy *policy);
//解析nl_msg，将结果填充nlattr数组
int nlmsg_validate(struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen, intmaxtype, struct nla_policy *policy);
5.2 构建消息
libnl使用结构体nl_msg表示netlink message。 struct nl_msg并非指向netlink message header，可以通过nlmsg_hdr获取netlink message header指针。
5.2.1 分配
构建netlink message消息的第一步是分配一个struct nl_msg 用以保存消息头和载荷。
#include ＜netlink/msg.h>
/*各类分配函数*/
struct nl_msg *nlmsg_alloc(void); //常见默认分配函数，用于分配nl_msg结构体空间，默认最大值为PAGE_SIZE
void nlmsg_set_default_size(size_t); //修改默认最大空间
struct nl_msg *nlmsg_alloc_size(size_t max); //分配给定最大空间大小的nl_msg
struct nl_msg *nlmsg_inherit(struct nlmsghdr *hdr); //为消息头已知的nl_msg分配空间时调用。若传入参数为NULL，则等同nlmsg_alloc
struct nl_msg *nlmsg_alloc_simple(int nlmsg_type, int flags); //为指定消息type和flag的nl_msg分配空间
/*释放*/
void nlmsg_free(struct nl_msg *msg);
5.2.2 填充消息头
struct nlmsghdr *nlmsg_put(struct nl_msg *msg, uint32_t port, uint32_t seqnr, int nlmsg_type, int payload, int nlmsg_flags);
nlmsg_put根据给定的nlmsg_type、nlmsg_flags、seqnr、port构建一个nlmsghdr，然后拷贝到给定的nl_msg中。
seqnr若设为 NL_AUTO_SEQ，则表示自动分配sequence number， 则必须调用nl_send_auto()发送消息。
nlmsg_inherit()和nlmsg_alloc_simple()分配的nl_msg不需要这一步骤；
5.2.3 留空
void *nlmsg_reserve(struct nl_msg *msg, size_t len, int pad); //len为留空字节大小，pad为对齐大小
libnl中多数函数都会自动留空，但有时会需要应用自己留空，则调用nlmsg_reserve。
5.2.4 追加
int nlmsg_append(struct nl_msg *msg, void *data, size_t len, int pad);
追加len字节大小的data，对齐pad
6 attributes
如若允许netlink message中所有的payload都应该被编码成attributes的格式，以保证消息的灵活性、兼容性。比如现设备需要32位计数器，几年后变为64位，使用attribute机制可以传任意长度值，否则需要修改整个实现。
netlink attributes允许追加任意长度的数据块到netlink message。
attribute格式如上图所示，attribute length、attribute type 由struct nlattr表示：
每个attribute必须保证对齐到NLA_ALIGNTO的整数倍。nla_padlen()函数返回需要添加的空洞字节数。
6.1 解析
6.1.1 获取attributes
libnl提供nlmsg_parse()提取attributes到指定数组，同时也提供手动解析接口。解析方式和nlmsg类似。
netlink message的attribute部分包含无限多个attributes。首个attribute地址可以通过nlmsg_attrdata()获取，其余通过nla_next()访问：
struct nlattr *nla_next(const struct nlattr *attr, int *remaining);
同样需要调用nla_ok()验证余下空间是否还包含attributes:
int nla_ok(const struct nlattr *attr, int remaining);
6.1.2 解析attributes
单个attributes解析方法如下：
int nla_len(const struct nlattr *hdr); //返回payload长度
int nla_type(const struct nlattr *hdr); //返回类型
void *nla_data(const struct nlattr *hdr); //返回payload地址
6.1.3 attributes验证
netlink协议要求需对接收到的attribute消息进行验证，并提供相关接口
struct nla_policy {
uint16_t type; //数据类型，如NLA_U32,NLA_STRING,NLA_FLAGS
uint16_t minlen; //最小有效长度，基础类型忽略
uint16_t maxlen; //最大有效长度，结构体封装不建议指定，以防影响扩展
};
int nla_validate(struct nlattr *head, int len, int maxtype, struct nla_policy *policy);//根据给定policy按照索引顺序验证attribute有效性，若attribute type为空、超过maxtype规定最大值或全部通过则返回0，不在minlen、maxlen规定范围内则返回-NLE_RANGE。
libnl提供attributes解析校验一步到位函数nla_parse，遍历attributes流并校验每个attribute合法性，如若全部pass，则填充attrs[]数组：
int nla_parse(struct nlattr **attrs, int maxtype, struct nlattr *head, int len, struct nla_policy *policy);//
可用nlmsg_parse替换。
6.1.4 查找指定attributes
如下接口不支持嵌套查找：
struct nlattr *nla_find(struct nlattr *head, int len, int attrtype);
struct nlattr *nlmsg_find_attr(struct nlmsghdr *hdr, int hdrlen, int attrtype);
遍历attributes流：
6.2 在nlmsg 中添加attribute
struct nlattr *nla_reserve(struct nl_msg *msg, int attrtype, int len); //添加attrtype类型数据，并返回指针
int nla_put(struct nl_msg *msg, int attrtype, int attrlen, const void *data); //nla_reserve扩展，将*data数据添加到nlmsg
6.3 属性数据类型
libnl库又再次封装了基础数据类型的函数；
6.3.1 整数
NLA_U8/NLA_U16/NLA_U32分别表示8位、16位、32位整数
读取：
uint8_t nla_get_u8(struct nlattr *hdr);
uint16_t nla_get_u16(struct nlattr *hdr);
uint32_t nla_get_u32(struct nlattr *hdr);
uint64_t nla_get_u64(struct nlattr *hdr);
写入：
int nla_put_u8(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint8_t value);
int nla_put_u16(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint16_t value);
int nla_put_u32(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint32_t value);
int nla_put_u64(struct nl_msg *msg, int attrtype, uint64_t value);
校验例子：
static struct nla_policy my_policy[ATTR_MAX+1] = {
[ATTR_FOO] = { .type = NLA_U32 },
[ATTR_BAR] = { .type = NLA_U8 },
};
6.3.2 字符串
获取：
char *nla_get_string(struct nlattr *hdr);
char *nla_strdup(struct nlattr *hdr);
写入：
int nla_put_string(struct nl_msg *msg, int attrtype, const char *data);
NLA_PUT_STRING(msg, attrtype, data)
校验：
static struct nla_policy my_policy[] = {
[ATTR_FOO] = { .type = NLA_STRING,
.maxlen = IFNAMSIZ },
};
7 回调函数
linbl还可为每个nl_sock设置消息处理回调函数，当该socket上收到消息后，就会回调此函数进行处理。 回调函数及其重写函数都封装在结构体struct nl_cb中
struct nl_cb{
nl_recvmsg_msg_cb_t cb_set[NL_CB_TYPE_MAX+1];
void * cb_args[NL_CB_TYPE_MAX+1];
nl_recvmsg_err_cb_t cb_err;
void *cb_err_arg;
/** May be used to replace nl_recvmsgs with your own implementation in all internal calls to nl_recvmsgs. */
int (*cb_recvmsgs_ow)(struct nl_sock *, struct nl_cb *);
/** Overwrite internal calls to nl_recv, must return the number of octets read and allocate a buffer for the received data. */
int (*cb_recv_ow)(struct nl_sock *, struct sockaddr_nl *, unsigned char **, struct ucred **);
/** Overwrites internal calls to nl_send, must send the netlink message. */
int (*cb_send_ow)(struct nl_sock *, struct nl_msg *);
int cb_refcnt;
};
设置回调：void nl_socket_set_cb(struct nl_sock *sk, struct nl_cb *cb);
获取该nl_sock设置的回调函数信息：struct nl_cb *nl_socket_get_cb(const struct nl_sock *sk);
7.1 回调钩子函数
libnl中回调钩子函数遍布，以为消息处理提供入口点或根据events执行下一步动作。
7.1.1 返回值：
回调函数通常返回值如下,
enum nl_cb_action {
NL_OK, //表示处理正常。
NL_SKIP, //表示停止当前netlink消息分析，转而去分析接收buffer中下一条netlink消息（消息分 片的情况）。
NL_STOP, //表示停止此次接收buffer中的消息分析。
}；
7.1.2 消息回调函数的类型：
libnl默认提供回调函数的三种实现方式，并允许用户自定义
enum nl_cb_kind {
NL_CB_DEFAULT, //默认回调处理函数
NL_CB_VERBOSE, //默认处理函数，在default的基础上会将错误信息、无效信息等打印到stderr，且nl_cb_set()或者nl_cl_err()中的arg参数提供FILE*替代stderr
NL_CB_DEBUG, //默认处理函数，在VERBOSE的基础上打印所有信息到终端
NL_CB_CUSTOM, //用户自定义处理函数
__NL_CB_KIND_MAX
}；
7.1.3 type类型
可用于处理底层不同netlink消息的情况。 例如，当收到的netlink消息无效时，将调用NL_CB_INVALIDE设置的回调函数进行处理。
enum nl_cb_type {
NL_CB_VALID, //有效消息
NL_CB_FINISH, //multipart消息结尾
NL_CB_OVERRUN, //数据丢失报告
NL_CB_SKIPPED, //跳过处理消息
NL_CB_ACK, //确认消息
NL_CB_MSG_IN, //所有接收到的消息
NL_CB_MSG_OUT, //所有发出的消息，除nl_sendto()外
NL_CB_INVALID, //无效消息
NL_CB_SEQ_CHECK,
NL_CB_SEND_ACK,
NL_CB_DUMP_INTR,
__NL_CB_TYPE_MAX
}；
7.2 回调函数
#include <netlink/handlers.h> // 必须包含此头文件
7.2.1 初始化
struct nl_cb *nl_cb_alloc(enum nl_cb_kind kind)；//分配新的nl_cb，返回新nl_cb地址或者NULL
struct nl_cb *nl_cb_clone(struct nl_cb *orig) ; //根据给定nl_cb复制新的nl_cb
7.2.2 设置
设置callback：
typedef int (*nl_recvmsg_msg_cb_t)(struct nl_msg *msg, void *arg);
int nl_cb_set(struct nl_cb *cb, enum nl_cb_type type, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_msg_cb_t func, void *arg); //设置给定kind_type的callback
设置error message callback hook：
typedef int(* nl_recvmsg_err_cb_t)(struct sockaddr_nl *nla, struct nlmsgerr *nlerr, void *arg);
int nl_cb_err(struct nl_cb *cb, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_err_cb_t func, void * arg); //设置错误callback
修改给定nl_sock的callbacks：
int nl_socket_modify_cb(struct nl_sock *sk, enum nl_cb_type type, enum nl_cb_kind kind, nl_recvmsg_msg_cb_t func, void *arg); //
7.2.3 重写内部函数
重写recvmsgs()函数：
void nl_cb_overwrite_recvmsgs(struct nl_cb *cb, int (*func)(struct nl_sock *sk, struct nl_cb *cb));
//必须给定cb
重写nl_recv()函数：
void nl_cb_overwrite_recv(struct nl_cb *cb, int (*func)(struct nl_sock * sk, struct sockaddr_nl *addr, unsigned char **buf, struct ucred **cred) );
//func成功则返回读取字节数或0(表示无数据可读)，失败返回负值。需给定发送方地址addr
重写nl_send()函数：
void nl_cb_overwrite_send(struct nl_cb *cb, int (*func)(struct nl_sock *sk, struct nl_msg *msg) );
//func成功返回0，否则返回负值
8 cache system
8.1 分配cache
几乎所有的子系统都为提供分配新的cache的函数，形如
struct nl_cahe *<object_name>_alloc_cache(struct nl_sock *sk);
这些函数为所有的对象类型分配、初始化一个新的cache，并更新使和master当前状态保持一致。例如，link cache应该包含所有内核中当前配置的links。
有的分配函数需要额外的参数用以指定cache内容。
函数执行成功则返回nl_cache指针，否则返回NULL。
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