Linux内核分析 - 网络[七]：NetFilter

内核版本：2.6.34

NetFilter在2.4.x内核中引入,成为linux平台下进行网络应用的主要扩展，不仅包括防火墙的实现，还包括报文的处理(如报文加密、报文分类统计等)等。

NetFilter数据结构 勾子struct nf_hook_ops[net\filter\core.c]

struct nf_hook_ops {
struct list_head list;
/* User fills in from here down. */
nf_hookfn *hook;
struct module *owner;
u_int8_t pf;
unsigned int hooknum;
/* Hooks are ordered in ascending priority. */
int priority;
};

成员list用于链入全局勾子数组nf_hooks中，它一定在第一位，保证&nf_hook_ops->list的值与&nf_hook_ops相同，稍后在使用时会用到这一技巧；
成员hook即用户定义的勾子函数；owner表示注册这个勾子函数的模块，因为netfilter是内核空间的，所以一般为模块来完成勾子函数注册；pf与hooknum一起索引到特定协议特定编号的勾子函数队列，用于索引nf_hooks；priority决定在同一队列(pf与hooknum相同)的顺序，priority越小则排列越靠前。
struct nf_hook_ops只是存储勾子的数据结构，而真正存储这些勾子供协议栈调用的是nf_hooks，从定义可以看出，它其实就是二维数组的链表。
struct list_head nf_hooks[NFPROTO_NUMPROTO][NF_MAX_HOOKS]; [net\filter\core.c]
其中NFPROTO_NUMPROTO表示勾子关联的协议，可取值：

enum {
NFPROTO_UNSPEC = 0,
NFPROTO_IPV4 = 2,
NFPROTO_ARP = 3,
NFPROTO_BRIDGE = 7,
NFPROTO_IPV6 = 10,
NFPROTO_DECNET = 12,
NFPROTO_NUMPROTO,
};

NF_MAX_HOOKS表示勾子应用的位置，可选值在每个协议模块内部定义，这些值代表了勾子函数在协议流程中应用的位置(稍后会以bridge为例详细说明)，大致上都有以下值：

NF_XXX_PRE_ROUTING,
NF_XXX_LOCAL_IN,
NF_XXX_FORWARD,
NF_XXX_LOCAL_OUT,
NF_XXX_POST_ROUTING,
NF_XXX_NUMHOOKS

NetFilter注册
在了解了nf_hook_ops和nf_hooks后，来看下如何操作nf_hooks中的元素。
nf_register_hook()将nf_hook_ops注册到nf_hooks中：

int nf_register_hook(struct nf_hook_ops *reg)
{
struct nf_hook_ops *elem;
int err;
err = mutex_lock_interruptible(&nf_hook_mutex);
if (err < 0)
return err;
list_for_each_entry(elem, &nf_hooks[reg->pf][reg->hooknum], list) {
if (reg->priority < elem->priority)
break;
}
list_add_rcu(?->list, elem->list.prev);
mutex_unlock(&nf_hook_mutex);
return 0;
}

这个函数很简单，从指定pf&hooknum的nf_hooks队列遍历，按priority从小到大顺序，将reg插入相应位置，完成勾子函数的注册。

nf_unregister_hook()将nf_hook_ops从nf_hooks中注销掉：

void nf_unregister_hook(struct nf_hook_ops *reg)
{
mutex_lock(&nf_hook_mutex);
list_del_rcu(?->list);
mutex_unlock(&nf_hook_mutex);
synchronize_net();
}

这个函数更简单，从nf_hooks中删除reg。
内核同时还提供了nf_register_hooks()和nf_unregister_hooks()，将reg重复注册n次或将reg从nf_hooks中注销n次。当勾子函数注册完成后，nf_hooks的结构如图所示:

Linux内核分析 - 网络[七]：NetFilter

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