获取本机所有接口和所有IP地址的函数

souldump

最近一直在忙一个程序，为了保护自己机器上所有IP，便要获取它们。
虽然IPv6中根本没有ARP，但是我编写代码的原则一直希望能够独力于协议版本，所以不管怎么说一定要能获取IPv6地址了。
要说只要IPv4,就没必要写这篇文章了。
我首先考虑的就是使用NETLINK访问，可我不想现在用，因为我想过几天程序写完了，把哪些陈旧的ioctl彻底用NETLINK再重新写一遍的。
想起书上(UNPv3)说BSD中有getifaddrs函数，我就man 了一下，结果我的机器上也有，（LINUX啦）。看了手册页和ifaddrs.h
文件又迷惑了，这样的函数能支持IPv6么，因为struct ifaddrs结构里的成员只有struct sockaddr的指针，装个V4还可以，V6地址
行么？
往上搜了一下，结果在外国的一个邮件列表中照到了一个煎蛋（简单）代码。发现直接可以把那个struct sockaddr *ifa_addr成员根据
它之中的sa_family成员的值直接转换成相应的类型。感觉好多了。获取是没问题了，不果感觉返回来那么多地址，可lo接口地址对我根本
没用啊，想象就是在实际中的代码也很少去关心还回接口啊，变想办法过滤下。再看那个struct ifaddrs，明显是链表节点的类型（太自以为是了）
便自作聪明的以为是个真正的链表，只要把它给修正下就可以了。
于是忙活了半天，写了个小函数，这是片段：（写的有点变态，也没保证）
        while (ifa) {
                tmp = ifa;
                tmp->ifa_next = NULL;
                if (ifa->ifa_addr->sa_family != family){
                        if (family != AF_UNSPEC && (ifa->ifa_addr == NULL ||((ifa->ifa_flags & IFF_UP) == 0) || !strcmp(ifa->ifa_name, "lo"))) {
                                freeifaddrs(tmp);
                                if (flag) {
                                        ifaddrs = ifa->ifa_next;        /** never get here twice **/
                                        flag =0;
                                }
                        }
                        ifa = ifa->ifa_next;
                }
        }
用地址类型做为参数，获取机器上指定类型的所有除还回地址以外所有活动的接口IP，
然后发现总是出错。因为第一个返回的是V4的还回地址，我要给它释放掉。可运行时总是提示：
lo: 127.0.0.1
eth0: 10.0.119.163
lo: ::1
eth0: fe80::203:dff:fe2f:9149
*** glibc detected *** d: free(): invalid pointer: 0x0804a4d4 ***
======= Backtrace: =========
/lib/libc.so.6[0xb7eda911]
/lib/libc.so.6(__libc_free+0x84)[0xb7edbf84]
/lib/libc.so.6(freeifaddrs+0x1d)[0xb7f512dd]
d[0x8048989]
d[0x80486a5]
/lib/libc.so.6(__libc_start_main+0xdc)[0xb7e8c87c]
d[0x8048491]
======= Memory map: ========
08048000-08049000 r-xp 00000000 03:07 48637      /home/souldump/bin/d
08049000-0804a000 rw-p 00000000 03:07 48637      /home/souldump/bin/d
0804a000-0806b000 rw-p 0804a000 00:00 0          [heap]
b7d00000-b7d21000 rw-p b7d00000 00:00 0
b7d21000-b7e00000 ---p b7d21000 00:00 0
b7e76000-b7e77000 rw-p b7e76000 00:00 0
b7e77000-b7f90000 r-xp 00000000 03:05 16184      /lib/libc-2.4.so
b7f90000-b7f92000 r--p 00118000 03:05 16184      /lib/libc-2.4.so
b7f92000-b7f94000 rw-p 0011a000 03:05 16184      /lib/libc-2.4.so
b7f94000-b7f98000 rw-p b7f94000 00:00 0
b7fab000-b7fb5000 r-xp 00000000 03:05 20108      /lib/libgcc_s.so.1
b7fb5000-b7fb6000 rw-p 00009000 03:05 20108      /lib/libgcc_s.so.1
b7fb6000-b7fb7000 rw-p b7fb6000 00:00 0
b7fb7000-b7fd1000 r-xp 00000000 03:05 16177      /lib/ld-2.4.so
b7fd1000-b7fd3000 rw-p 00019000 03:05 16177      /lib/ld-2.4.so
bfb2b000-bfb41000 rw-p bfb2b000 00:00 0          [stack]
ffffe000-fffff000 ---p 00000000 00:00 0          [vdso]
已放弃

坏了，这说明不是真正的链表，指针非法。
于是激起了我翻看GLIBC代码的想法，我直到代码里有所有问题的答案。
赶紧翻开以前装LFS时用的glbc-2.3.6源代码。

搜索了下在glibc-2.3.6/glibc-2.3.6/sysdeps/unix/sysv/linux/ifaddrs.c
里找到了getifaddrs的实现，第一眼就郁闷了，还是用NETLINK实现的。早直到我就不费这劲，自己写了。
他定义了这样一个结构，保证容纳每个接口的空间。这就是为什么能转换IPv6的原因了。
struct ifaddrs_storage
{
  struct ifaddrs ifa;
  union
  {
    /* Save space for the biggest of the four used sockaddr types and
       avoid a lot of casts.  */
    struct sockaddr sa;
    struct sockaddr_ll sl;
    struct sockaddr_in s4;
    struct sockaddr_in6 s6;
  } addr, netmask, broadaddr;
  char name[IF_NAMESIZE + 1];
};
大概流程是这样：如果支持NETLINK，发送请求，不然调用fallback_getifaddrs(以前的getifaddrs实现）
函数实现不过只支持IPv4（一个一个接口用ioctl了）。（记得有个邮件列表里有人问过这个函数什么从版本的glibc
开始支持IPv6，不过那个日本人好象没说，只说看下一版本的了。），然后第一遍快速遍历处理返回的数据，
确定接口和地址数量，决定分配空间。然后一次再次遍历数据，初始化每个struct ifaddrs结构的ifa_next
指针(用map_newlink)，根据每个rtattr结构类型把对应的项的值memcpy过去。
不子细说了，有兴趣的自己去看，其实只要看freeifaddrs函数就够了，只有free(ifa);一句。
终于弄明白了，既然还是用NETLINK，这次还不好办，有了上次操作路由表的经验和glibc的代码，于是把那个
库函数给改了，封装成一个新函数，留着以后用，用参数AF_INET, AF_INET6, AF_UNSPEC,


这是代码：

2. #include<stdio.h>
3. #include<stdlib.h>
4. #include <stdbool.h>
5. #include<string.h>
6. #include<unistd.h>
7. #include<sys/socket.h>
8. #include<net/if.h>
9. #include<netinet/in.h>
10. #include<sys/types.h>
11. #include<linux/netlink.h>
12. #include<linux/rtnetlink.h>
13. #include <assert.h>
14. #include<errno.h>
15. #include<ifaddrs.h>
16. #include<netpacket/packet.h>
18. void print_ip(struct ifaddrs *ifaddrs);
20. /** NOTE! caller must call freeifaddrs() after the use the pointer **/
21. int get_local_ip(struct ifaddrs **ifap, int family);
23. #define IS_UNSPEC(family) (family == AF_UNSPEC)
24. #define NO_ADDRS(ifa) (ifa->ifa_addr == NULL)
25. #define FAMILY_OK(ifa) (ifa->ifa_addr->sa_family == AF_INET ||\
26.                                 ifa->ifa_addr->sa_family == AF_INET6)
27. #define IN_FAMILY(ifa, family) (ifa->ifa_addr->sa_family == family)
28. #define TEST_FLAG(ifa, flag) (ifa->ifa_flags | flag)
29. #define IS_LOOPBACK(ifa) (strncmp(ifa->ifa_name,"lo", 2) == 0)
30. #define move_ptr(ifa, tmp) do{  ifa->ifa_next = tmp->ifa_next;\
31.                                 ifa->ifa_name = tmp->ifa_name;\
32.                                 ifa->ifa_flags = tmp->ifa_flags;\
33.                                 ifa->ifa_addr = tmp->ifa_addr;\
34.                                 ifa->ifa_netmask = tmp->ifa_netmask;\
35.                                 if (TEST_FLAG(ifa, IFF_BROADCAST)) \
36.                                         ifa->ifa_broadaddr = tmp->ifa_broadaddr;\
37.                                 else if (TEST_FLAG(ifa, IFF_POINTOPOINT))\
38.                                         ifa->ifa_dstaddr = tmp->ifa_dstaddr;\
39.                                 } while (0)
41. int main ()
42. {
43.         struct ifaddrs *ifa, *ifaddrs;
44.         struct ifaddrs *ifb, *ifc;
47.         printf("AF_INET\n");
48.         get_local_ip(&ifa, AF_INET);
49.         print_ip(ifa);
50.         printf("AF_INET6\n");
51.         get_local_ip(&ifb, AF_INET6);
52.         print_ip(ifb);
53.         printf("AF_UNSPEC\n");
54.         get_local_ip(&ifc, AF_UNSPEC);
55.         print_ip(ifc);
58. }
60. void
61. print_ip(struct ifaddrs *ifaddrs)
62. {
63.         struct ifaddrs *ifa;
64.         struct sockaddr_in *sin;
65.         struct sockaddr_in6 *sin6;
66.         char buf[INET6_ADDRSTRLEN];
69.         for (ifa = ifaddrs; ifa != NULL; ifa = ifa->ifa_next)
70.         {
71.                 if (ifa->ifa_addr == NULL) continue;
72.                 if ((ifa->ifa_flags & IFF_UP) == 0) continue;
73.       
74.                 if (ifa->ifa_addr->sa_family == AF_INET)
75.                 {
76.                         sin = (struct sockaddr_in *)(ifa->ifa_addr);
77.                         if (inet_ntop(ifa->ifa_addr->sa_family, (void *)&(sin->sin_addr), buf, sizeof(buf)) == NULL)
78.                         {
79.                                 printf("%s: inet_ntop failed!\n", ifa->ifa_name);
80.                         }
81.                         else
82.                         {
83.                         printf("%s: %s\n", ifa->ifa_name, buf);
84.                         }
85.                 }
86.                 else if (ifa->ifa_addr->sa_family == AF_INET6)
87.                 {
88.                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)(ifa->ifa_addr);
89.                         if (inet_ntop(ifa->ifa_addr->sa_family, (void *)&(sin6->sin6_addr), buf, sizeof(buf)) == NULL)
90.                         {
91.                                 printf("%s: inet_ntop failed!\n", ifa->ifa_name);
92.                         }
93.                         else
94.                         {
95.                                 printf("%s: %s\n", ifa->ifa_name, buf);
96.                         }
97.                 }
98.         }
99. }
101. int get_local_ip(struct ifaddrs **ifap, int family)
102. {
103.         int n;
104.         bool change = 0;
105.         char *name;
106.         struct ifaddrs *ifa;
107.         struct ifaddrs *tmp;
108.         struct sockaddr_in *sin;
109.         struct sockaddr_in6 *sin6;
110.         char buf[INET6_ADDRSTRLEN];
112.         n = getifaddrs(&ifa);
113.         if (n != 0)
114.                 return -1;
115.       
116.         *ifap = ifa;
117.         for (ifa; (tmp = ifa) != NULL; ifa = ifa->ifa_next) {
119.                 while (tmp && (IS_LOOPBACK(tmp) ||
120.                                  NO_ADDRS(tmp) || (!TEST_FLAG(tmp, IFF_UP))||
121.                                         (FAMILY_OK(tmp) && (!IN_FAMILY(tmp, family)) && (!IS_UNSPEC(family))) ||
122.                                                 !FAMILY_OK(tmp))) {
123.                                 change = true;
124.                                 tmp = tmp->ifa_next;
125.                 }
126.                 if (change) {
127.                         if (tmp)
128.                                 move_ptr(ifa, tmp);
129.                         else
130.                                 memset(ifa, 0, sizeof (struct ifaddrs));
131.                                 /** An alternative way is use these instead:
132.                                 ifa->ifa_next = NULL;
133.                                 ifa->ifa_name = NULL;
134.                                 ifa->ifa_addr = NULL;
135.                                 ifa->ifa_netmask = NULL;
136.                                 if (TEST_FLAG(ifa, IFF_BROADCAST))
137.                                         ifa->ifa_broadaddr = NULL;
138.                                 else if (TEST_FLAG(ifa, IFF_POINTOPOINT))
139.                                         ifa->ifa_dstaddr = NULL;
140.                                 **/
142.                         change = false;
143.                 }
144.       
145.         }
147.         /** I think even *ifap now is NULL after check, we should not free the space either.
148.             Since user who called this routine will call freeifaddrs() too, The space will be free safely . **/
149.         return 0;
150. }

复制代码

souldump

论坛发帖就是好卡，不知道怎么的，没反应，
结果多点了好几下，发重复了，
不好意思

souldump

重复了，重复了，每次发东西都会重复

realtang

很好用，谢谢了。

souldump

版主以后不要加精了，我感觉我的帖子很没水准。

cxqcxq0177

谢谢了，我下下来好好 看看，学习一下