Documentation: Fix typos
[platform/kernel/linux-starfive.git] / Documentation / userspace-api / netlink / intro.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2
3 =======================
4 Introduction to Netlink
5 =======================
6
7 Netlink is often described as an ioctl() replacement.
8 It aims to replace fixed-format C structures as supplied
9 to ioctl() with a format which allows an easy way to add
10 or extended the arguments.
11
12 To achieve this Netlink uses a minimal fixed-format metadata header
13 followed by multiple attributes in the TLV (type, length, value) format.
14
15 Unfortunately the protocol has evolved over the years, in an organic
16 and undocumented fashion, making it hard to coherently explain.
17 To make the most practical sense this document starts by describing
18 netlink as it is used today and dives into more "historical" uses
19 in later sections.
20
21 Opening a socket
22 ================
23
24 Netlink communication happens over sockets, a socket needs to be
25 opened first:
26
27 .. code-block:: c
28
29   fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_GENERIC);
30
31 The use of sockets allows for a natural way of exchanging information
32 in both directions (to and from the kernel). The operations are still
33 performed synchronously when applications send() the request but
34 a separate recv() system call is needed to read the reply.
35
36 A very simplified flow of a Netlink "call" will therefore look
37 something like:
38
39 .. code-block:: c
40
41   fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_GENERIC);
42
43   /* format the request */
44   send(fd, &request, sizeof(request));
45   n = recv(fd, &response, RSP_BUFFER_SIZE);
46   /* interpret the response */
47
48 Netlink also provides natural support for "dumping", i.e. communicating
49 to user space all objects of a certain type (e.g. dumping all network
50 interfaces).
51
52 .. code-block:: c
53
54   fd = socket(AF_NETLINK, SOCK_RAW, NETLINK_GENERIC);
55
56   /* format the dump request */
57   send(fd, &request, sizeof(request));
58   while (1) {
59     n = recv(fd, &buffer, RSP_BUFFER_SIZE);
60     /* one recv() call can read multiple messages, hence the loop below */
61     for (nl_msg in buffer) {
62       if (nl_msg.nlmsg_type == NLMSG_DONE)
63         goto dump_finished;
64       /* process the object */
65     }
66   }
67   dump_finished:
68
69 The first two arguments of the socket() call require little explanation -
70 it is opening a Netlink socket, with all headers provided by the user
71 (hence NETLINK, RAW). The last argument is the protocol within Netlink.
72 This field used to identify the subsystem with which the socket will
73 communicate.
74
75 Classic vs Generic Netlink
76 --------------------------
77
78 Initial implementation of Netlink depended on a static allocation
79 of IDs to subsystems and provided little supporting infrastructure.
80 Let us refer to those protocols collectively as **Classic Netlink**.
81 The list of them is defined on top of the ``include/uapi/linux/netlink.h``
82 file, they include among others - general networking (NETLINK_ROUTE),
83 iSCSI (NETLINK_ISCSI), and audit (NETLINK_AUDIT).
84
85 **Generic Netlink** (introduced in 2005) allows for dynamic registration of
86 subsystems (and subsystem ID allocation), introspection and simplifies
87 implementing the kernel side of the interface.
88
89 The following section describes how to use Generic Netlink, as the
90 number of subsystems using Generic Netlink outnumbers the older
91 protocols by an order of magnitude. There are also no plans for adding
92 more Classic Netlink protocols to the kernel.
93 Basic information on how communicating with core networking parts of
94 the Linux kernel (or another of the 20 subsystems using Classic
95 Netlink) differs from Generic Netlink is provided later in this document.
96
97 Generic Netlink
98 ===============
99
100 In addition to the Netlink fixed metadata header each Netlink protocol
101 defines its own fixed metadata header. (Similarly to how network
102 headers stack - Ethernet > IP > TCP we have Netlink > Generic N. > Family.)
103
104 A Netlink message always starts with struct nlmsghdr, which is followed
105 by a protocol-specific header. In case of Generic Netlink the protocol
106 header is struct genlmsghdr.
107
108 The practical meaning of the fields in case of Generic Netlink is as follows:
109
110 .. code-block:: c
111
112   struct nlmsghdr {
113         __u32   nlmsg_len;      /* Length of message including headers */
114         __u16   nlmsg_type;     /* Generic Netlink Family (subsystem) ID */
115         __u16   nlmsg_flags;    /* Flags - request or dump */
116         __u32   nlmsg_seq;      /* Sequence number */
117         __u32   nlmsg_pid;      /* Port ID, set to 0 */
118   };
119   struct genlmsghdr {
120         __u8    cmd;            /* Command, as defined by the Family */
121         __u8    version;        /* Irrelevant, set to 1 */
122         __u16   reserved;       /* Reserved, set to 0 */
123   };
124   /* TLV attributes follow... */
125
126 In Classic Netlink :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_type` used to identify
127 which operation within the subsystem the message was referring to
128 (e.g. get information about a netdev). Generic Netlink needs to mux
129 multiple subsystems in a single protocol so it uses this field to
130 identify the subsystem, and :c:member:`genlmsghdr.cmd` identifies
131 the operation instead. (See :ref:`res_fam` for
132 information on how to find the Family ID of the subsystem of interest.)
133 Note that the first 16 values (0 - 15) of this field are reserved for
134 control messages both in Classic Netlink and Generic Netlink.
135 See :ref:`nl_msg_type` for more details.
136
137 There are 3 usual types of message exchanges on a Netlink socket:
138
139  - performing a single action (``do``);
140  - dumping information (``dump``);
141  - getting asynchronous notifications (``multicast``).
142
143 Classic Netlink is very flexible and presumably allows other types
144 of exchanges to happen, but in practice those are the three that get
145 used.
146
147 Asynchronous notifications are sent by the kernel and received by
148 the user sockets which subscribed to them. ``do`` and ``dump`` requests
149 are initiated by the user. :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_flags` should
150 be set as follows:
151
152  - for ``do``: ``NLM_F_REQUEST | NLM_F_ACK``
153  - for ``dump``: ``NLM_F_REQUEST | NLM_F_ACK | NLM_F_DUMP``
154
155 :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_seq` should be a set to a monotonically
156 increasing value. The value gets echoed back in responses and doesn't
157 matter in practice, but setting it to an increasing value for each
158 message sent is considered good hygiene. The purpose of the field is
159 matching responses to requests. Asynchronous notifications will have
160 :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_seq` of ``0``.
161
162 :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_pid` is the Netlink equivalent of an address.
163 This field can be set to ``0`` when talking to the kernel.
164 See :ref:`nlmsg_pid` for the (uncommon) uses of the field.
165
166 The expected use for :c:member:`genlmsghdr.version` was to allow
167 versioning of the APIs provided by the subsystems. No subsystem to
168 date made significant use of this field, so setting it to ``1`` seems
169 like a safe bet.
170
171 .. _nl_msg_type:
172
173 Netlink message types
174 ---------------------
175
176 As previously mentioned :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_type` carries
177 protocol specific values but the first 16 identifiers are reserved
178 (first subsystem specific message type should be equal to
179 ``NLMSG_MIN_TYPE`` which is ``0x10``).
180
181 There are only 4 Netlink control messages defined:
182
183  - ``NLMSG_NOOP`` - ignore the message, not used in practice;
184  - ``NLMSG_ERROR`` - carries the return code of an operation;
185  - ``NLMSG_DONE`` - marks the end of a dump;
186  - ``NLMSG_OVERRUN`` - socket buffer has overflown, not used to date.
187
188 ``NLMSG_ERROR`` and ``NLMSG_DONE`` are of practical importance.
189 They carry return codes for operations. Note that unless
190 the ``NLM_F_ACK`` flag is set on the request Netlink will not respond
191 with ``NLMSG_ERROR`` if there is no error. To avoid having to special-case
192 this quirk it is recommended to always set ``NLM_F_ACK``.
193
194 The format of ``NLMSG_ERROR`` is described by struct nlmsgerr::
195
196   ----------------------------------------------
197   | struct nlmsghdr - response header          |
198   ----------------------------------------------
199   |    int error                               |
200   ----------------------------------------------
201   | struct nlmsghdr - original request header |
202   ----------------------------------------------
203   | ** optionally (1) payload of the request   |
204   ----------------------------------------------
205   | ** optionally (2) extended ACK             |
206   ----------------------------------------------
207
208 There are two instances of struct nlmsghdr here, first of the response
209 and second of the request. ``NLMSG_ERROR`` carries the information about
210 the request which led to the error. This could be useful when trying
211 to match requests to responses or re-parse the request to dump it into
212 logs.
213
214 The payload of the request is not echoed in messages reporting success
215 (``error == 0``) or if ``NETLINK_CAP_ACK`` setsockopt() was set.
216 The latter is common
217 and perhaps recommended as having to read a copy of every request back
218 from the kernel is rather wasteful. The absence of request payload
219 is indicated by ``NLM_F_CAPPED`` in :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_flags`.
220
221 The second optional element of ``NLMSG_ERROR`` are the extended ACK
222 attributes. See :ref:`ext_ack` for more details. The presence
223 of extended ACK is indicated by ``NLM_F_ACK_TLVS`` in
224 :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_flags`.
225
226 ``NLMSG_DONE`` is simpler, the request is never echoed but the extended
227 ACK attributes may be present::
228
229   ----------------------------------------------
230   | struct nlmsghdr - response header          |
231   ----------------------------------------------
232   |    int error                               |
233   ----------------------------------------------
234   | ** optionally extended ACK                 |
235   ----------------------------------------------
236
237 .. _res_fam:
238
239 Resolving the Family ID
240 -----------------------
241
242 This section explains how to find the Family ID of a subsystem.
243 It also serves as an example of Generic Netlink communication.
244
245 Generic Netlink is itself a subsystem exposed via the Generic Netlink API.
246 To avoid a circular dependency Generic Netlink has a statically allocated
247 Family ID (``GENL_ID_CTRL`` which is equal to ``NLMSG_MIN_TYPE``).
248 The Generic Netlink family implements a command used to find out information
249 about other families (``CTRL_CMD_GETFAMILY``).
250
251 To get information about the Generic Netlink family named for example
252 ``"test1"`` we need to send a message on the previously opened Generic Netlink
253 socket. The message should target the Generic Netlink Family (1), be a
254 ``do`` (2) call to ``CTRL_CMD_GETFAMILY`` (3). A ``dump`` version of this
255 call would make the kernel respond with information about *all* the families
256 it knows about. Last but not least the name of the family in question has
257 to be specified (4) as an attribute with the appropriate type::
258
259   struct nlmsghdr:
260     __u32 nlmsg_len:    32
261     __u16 nlmsg_type:   GENL_ID_CTRL               // (1)
262     __u16 nlmsg_flags:  NLM_F_REQUEST | NLM_F_ACK  // (2)
263     __u32 nlmsg_seq:    1
264     __u32 nlmsg_pid:    0
265
266   struct genlmsghdr:
267     __u8 cmd:           CTRL_CMD_GETFAMILY         // (3)
268     __u8 version:       2 /* or 1, doesn't matter */
269     __u16 reserved:     0
270
271   struct nlattr:                                   // (4)
272     __u16 nla_len:      10
273     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_NAME
274     char data:          test1\0
275
276   (padding:)
277     char data:          \0\0
278
279 The length fields in Netlink (:c:member:`nlmsghdr.nlmsg_len`
280 and :c:member:`nlattr.nla_len`) always *include* the header.
281 Attribute headers in netlink must be aligned to 4 bytes from the start
282 of the message, hence the extra ``\0\0`` after ``CTRL_ATTR_FAMILY_NAME``.
283 The attribute lengths *exclude* the padding.
284
285 If the family is found kernel will reply with two messages, the response
286 with all the information about the family::
287
288   /* Message #1 - reply */
289   struct nlmsghdr:
290     __u32 nlmsg_len:    136
291     __u16 nlmsg_type:   GENL_ID_CTRL
292     __u16 nlmsg_flags:  0
293     __u32 nlmsg_seq:    1    /* echoed from our request */
294     __u32 nlmsg_pid:    5831 /* The PID of our user space process */
295
296   struct genlmsghdr:
297     __u8 cmd:           CTRL_CMD_GETFAMILY
298     __u8 version:       2
299     __u16 reserved:     0
300
301   struct nlattr:
302     __u16 nla_len:      10
303     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_NAME
304     char data:          test1\0
305
306   (padding:)
307     data:               \0\0
308
309   struct nlattr:
310     __u16 nla_len:      6
311     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_ID
312     __u16:              123  /* The Family ID we are after */
313
314   (padding:)
315     char data:          \0\0
316
317   struct nlattr:
318     __u16 nla_len:      9
319     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_VERSION
320     __u16:              1
321
322   /* ... etc, more attributes will follow. */
323
324 And the error code (success) since ``NLM_F_ACK`` had been set on the request::
325
326   /* Message #2 - the ACK */
327   struct nlmsghdr:
328     __u32 nlmsg_len:    36
329     __u16 nlmsg_type:   NLMSG_ERROR
330     __u16 nlmsg_flags:  NLM_F_CAPPED /* There won't be a payload */
331     __u32 nlmsg_seq:    1    /* echoed from our request */
332     __u32 nlmsg_pid:    5831 /* The PID of our user space process */
333
334   int error:            0
335
336   struct nlmsghdr: /* Copy of the request header as we sent it */
337     __u32 nlmsg_len:    32
338     __u16 nlmsg_type:   GENL_ID_CTRL
339     __u16 nlmsg_flags:  NLM_F_REQUEST | NLM_F_ACK
340     __u32 nlmsg_seq:    1
341     __u32 nlmsg_pid:    0
342
343 The order of attributes (struct nlattr) is not guaranteed so the user
344 has to walk the attributes and parse them.
345
346 Note that Generic Netlink sockets are not associated or bound to a single
347 family. A socket can be used to exchange messages with many different
348 families, selecting the recipient family on message-by-message basis using
349 the :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_type` field.
350
351 .. _ext_ack:
352
353 Extended ACK
354 ------------
355
356 Extended ACK controls reporting of additional error/warning TLVs
357 in ``NLMSG_ERROR`` and ``NLMSG_DONE`` messages. To maintain backward
358 compatibility this feature has to be explicitly enabled by setting
359 the ``NETLINK_EXT_ACK`` setsockopt() to ``1``.
360
361 Types of extended ack attributes are defined in enum nlmsgerr_attrs.
362 The most commonly used attributes are ``NLMSGERR_ATTR_MSG``,
363 ``NLMSGERR_ATTR_OFFS`` and ``NLMSGERR_ATTR_MISS_*``.
364
365 ``NLMSGERR_ATTR_MSG`` carries a message in English describing
366 the encountered problem. These messages are far more detailed
367 than what can be expressed thru standard UNIX error codes.
368
369 ``NLMSGERR_ATTR_OFFS`` points to the attribute which caused the problem.
370
371 ``NLMSGERR_ATTR_MISS_TYPE`` and ``NLMSGERR_ATTR_MISS_NEST``
372 inform about a missing attribute.
373
374 Extended ACKs can be reported on errors as well as in case of success.
375 The latter should be treated as a warning.
376
377 Extended ACKs greatly improve the usability of Netlink and should
378 always be enabled, appropriately parsed and reported to the user.
379
380 Advanced topics
381 ===============
382
383 Dump consistency
384 ----------------
385
386 Some of the data structures kernel uses for storing objects make
387 it hard to provide an atomic snapshot of all the objects in a dump
388 (without impacting the fast-paths updating them).
389
390 Kernel may set the ``NLM_F_DUMP_INTR`` flag on any message in a dump
391 (including the ``NLMSG_DONE`` message) if the dump was interrupted and
392 may be inconsistent (e.g. missing objects). User space should retry
393 the dump if it sees the flag set.
394
395 Introspection
396 -------------
397
398 The basic introspection abilities are enabled by access to the Family
399 object as reported in :ref:`res_fam`. User can query information about
400 the Generic Netlink family, including which operations are supported
401 by the kernel and what attributes the kernel understands.
402 Family information includes the highest ID of an attribute kernel can parse,
403 a separate command (``CTRL_CMD_GETPOLICY``) provides detailed information
404 about supported attributes, including ranges of values the kernel accepts.
405
406 Querying family information is useful in cases when user space needs
407 to make sure that the kernel has support for a feature before issuing
408 a request.
409
410 .. _nlmsg_pid:
411
412 nlmsg_pid
413 ---------
414
415 :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_pid` is the Netlink equivalent of an address.
416 It is referred to as Port ID, sometimes Process ID because for historical
417 reasons if the application does not select (bind() to) an explicit Port ID
418 kernel will automatically assign it the ID equal to its Process ID
419 (as reported by the getpid() system call).
420
421 Similarly to the bind() semantics of the TCP/IP network protocols the value
422 of zero means "assign automatically", hence it is common for applications
423 to leave the :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_pid` field initialized to ``0``.
424
425 The field is still used today in rare cases when kernel needs to send
426 a unicast notification. User space application can use bind() to associate
427 its socket with a specific PID, it then communicates its PID to the kernel.
428 This way the kernel can reach the specific user space process.
429
430 This sort of communication is utilized in UMH (User Mode Helper)-like
431 scenarios when kernel needs to trigger user space processing or ask user
432 space for a policy decision.
433
434 Multicast notifications
435 -----------------------
436
437 One of the strengths of Netlink is the ability to send event notifications
438 to user space. This is a unidirectional form of communication (kernel ->
439 user) and does not involve any control messages like ``NLMSG_ERROR`` or
440 ``NLMSG_DONE``.
441
442 For example the Generic Netlink family itself defines a set of multicast
443 notifications about registered families. When a new family is added the
444 sockets subscribed to the notifications will get the following message::
445
446   struct nlmsghdr:
447     __u32 nlmsg_len:    136
448     __u16 nlmsg_type:   GENL_ID_CTRL
449     __u16 nlmsg_flags:  0
450     __u32 nlmsg_seq:    0
451     __u32 nlmsg_pid:    0
452
453   struct genlmsghdr:
454     __u8 cmd:           CTRL_CMD_NEWFAMILY
455     __u8 version:       2
456     __u16 reserved:     0
457
458   struct nlattr:
459     __u16 nla_len:      10
460     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_NAME
461     char data:          test1\0
462
463   (padding:)
464     data:               \0\0
465
466   struct nlattr:
467     __u16 nla_len:      6
468     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_ID
469     __u16:              123  /* The Family ID we are after */
470
471   (padding:)
472     char data:          \0\0
473
474   struct nlattr:
475     __u16 nla_len:      9
476     __u16 nla_type:     CTRL_ATTR_FAMILY_VERSION
477     __u16:              1
478
479   /* ... etc, more attributes will follow. */
480
481 The notification contains the same information as the response
482 to the ``CTRL_CMD_GETFAMILY`` request.
483
484 The Netlink headers of the notification are mostly 0 and irrelevant.
485 The :c:member:`nlmsghdr.nlmsg_seq` may be either zero or a monotonically
486 increasing notification sequence number maintained by the family.
487
488 To receive notifications the user socket must subscribe to the relevant
489 notification group. Much like the Family ID, the Group ID for a given
490 multicast group is dynamic and can be found inside the Family information.
491 The ``CTRL_ATTR_MCAST_GROUPS`` attribute contains nests with names
492 (``CTRL_ATTR_MCAST_GRP_NAME``) and IDs (``CTRL_ATTR_MCAST_GRP_ID``) of
493 the groups family.
494
495 Once the Group ID is known a setsockopt() call adds the socket to the group:
496
497 .. code-block:: c
498
499   unsigned int group_id;
500
501   /* .. find the group ID... */
502
503   setsockopt(fd, SOL_NETLINK, NETLINK_ADD_MEMBERSHIP,
504              &group_id, sizeof(group_id));
505
506 The socket will now receive notifications.
507
508 It is recommended to use separate sockets for receiving notifications
509 and sending requests to the kernel. The asynchronous nature of notifications
510 means that they may get mixed in with the responses making the message
511 handling much harder.
512
513 Buffer sizing
514 -------------
515
516 Netlink sockets are datagram sockets rather than stream sockets,
517 meaning that each message must be received in its entirety by a single
518 recv()/recvmsg() system call. If the buffer provided by the user is too
519 short, the message will be truncated and the ``MSG_TRUNC`` flag set
520 in struct msghdr (struct msghdr is the second argument
521 of the recvmsg() system call, *not* a Netlink header).
522
523 Upon truncation the remaining part of the message is discarded.
524
525 Netlink expects that the user buffer will be at least 8kB or a page
526 size of the CPU architecture, whichever is bigger. Particular Netlink
527 families may, however, require a larger buffer. 32kB buffer is recommended
528 for most efficient handling of dumps (larger buffer fits more dumped
529 objects and therefore fewer recvmsg() calls are needed).
530
531 Classic Netlink
532 ===============
533
534 The main differences between Classic and Generic Netlink are the dynamic
535 allocation of subsystem identifiers and availability of introspection.
536 In theory the protocol does not differ significantly, however, in practice
537 Classic Netlink experimented with concepts which were abandoned in Generic
538 Netlink (really, they usually only found use in a small corner of a single
539 subsystem). This section is meant as an explainer of a few of such concepts,
540 with the explicit goal of giving the Generic Netlink
541 users the confidence to ignore them when reading the uAPI headers.
542
543 Most of the concepts and examples here refer to the ``NETLINK_ROUTE`` family,
544 which covers much of the configuration of the Linux networking stack.
545 Real documentation of that family, deserves a chapter (or a book) of its own.
546
547 Families
548 --------
549
550 Netlink refers to subsystems as families. This is a remnant of using
551 sockets and the concept of protocol families, which are part of message
552 demultiplexing in ``NETLINK_ROUTE``.
553
554 Sadly every layer of encapsulation likes to refer to whatever it's carrying
555 as "families" making the term very confusing:
556
557  1. AF_NETLINK is a bona fide socket protocol family
558  2. AF_NETLINK's documentation refers to what comes after its own
559     header (struct nlmsghdr) in a message as a "Family Header"
560  3. Generic Netlink is a family for AF_NETLINK (struct genlmsghdr follows
561     struct nlmsghdr), yet it also calls its users "Families".
562
563 Note that the Generic Netlink Family IDs are in a different "ID space"
564 and overlap with Classic Netlink protocol numbers (e.g. ``NETLINK_CRYPTO``
565 has the Classic Netlink protocol ID of 21 which Generic Netlink will
566 happily allocate to one of its families as well).
567
568 Strict checking
569 ---------------
570
571 The ``NETLINK_GET_STRICT_CHK`` socket option enables strict input checking
572 in ``NETLINK_ROUTE``. It was needed because historically kernel did not
573 validate the fields of structures it didn't process. This made it impossible
574 to start using those fields later without risking regressions in applications
575 which initialized them incorrectly or not at all.
576
577 ``NETLINK_GET_STRICT_CHK`` declares that the application is initializing
578 all fields correctly. It also opts into validating that message does not
579 contain trailing data and requests that kernel rejects attributes with
580 type higher than largest attribute type known to the kernel.
581
582 ``NETLINK_GET_STRICT_CHK`` is not used outside of ``NETLINK_ROUTE``.
583
584 Unknown attributes
585 ------------------
586
587 Historically Netlink ignored all unknown attributes. The thinking was that
588 it would free the application from having to probe what kernel supports.
589 The application could make a request to change the state and check which
590 parts of the request "stuck".
591
592 This is no longer the case for new Generic Netlink families and those opting
593 in to strict checking. See enum netlink_validation for validation types
594 performed.
595
596 Fixed metadata and structures
597 -----------------------------
598
599 Classic Netlink made liberal use of fixed-format structures within
600 the messages. Messages would commonly have a structure with
601 a considerable number of fields after struct nlmsghdr. It was also
602 common to put structures with multiple members inside attributes,
603 without breaking each member into an attribute of its own.
604
605 This has caused problems with validation and extensibility and
606 therefore using binary structures is actively discouraged for new
607 attributes.
608
609 Request types
610 -------------
611
612 ``NETLINK_ROUTE`` categorized requests into 4 types ``NEW``, ``DEL``, ``GET``,
613 and ``SET``. Each object can handle all or some of those requests
614 (objects being netdevs, routes, addresses, qdiscs etc.) Request type
615 is defined by the 2 lowest bits of the message type, so commands for
616 new objects would always be allocated with a stride of 4.
617
618 Each object would also have its own fixed metadata shared by all request
619 types (e.g. struct ifinfomsg for netdev requests, struct ifaddrmsg for address
620 requests, struct tcmsg for qdisc requests).
621
622 Even though other protocols and Generic Netlink commands often use
623 the same verbs in their message names (``GET``, ``SET``) the concept
624 of request types did not find wider adoption.
625
626 Notification echo
627 -----------------
628
629 ``NLM_F_ECHO`` requests for notifications resulting from the request
630 to be queued onto the requesting socket. This is useful to discover
631 the impact of the request.
632
633 Note that this feature is not universally implemented.
634
635 Other request-type-specific flags
636 ---------------------------------
637
638 Classic Netlink defined various flags for its ``GET``, ``NEW``
639 and ``DEL`` requests in the upper byte of nlmsg_flags in struct nlmsghdr.
640 Since request types have not been generalized the request type specific
641 flags are rarely used (and considered deprecated for new families).
642
643 For ``GET`` - ``NLM_F_ROOT`` and ``NLM_F_MATCH`` are combined into
644 ``NLM_F_DUMP``, and not used separately. ``NLM_F_ATOMIC`` is never used.
645
646 For ``DEL`` - ``NLM_F_NONREC`` is only used by nftables and ``NLM_F_BULK``
647 only by FDB some operations.
648
649 The flags for ``NEW`` are used most commonly in classic Netlink. Unfortunately,
650 the meaning is not crystal clear. The following description is based on the
651 best guess of the intention of the authors, and in practice all families
652 stray from it in one way or another. ``NLM_F_REPLACE`` asks to replace
653 an existing object, if no matching object exists the operation should fail.
654 ``NLM_F_EXCL`` has the opposite semantics and only succeeds if object already
655 existed.
656 ``NLM_F_CREATE`` asks for the object to be created if it does not
657 exist, it can be combined with ``NLM_F_REPLACE`` and ``NLM_F_EXCL``.
658
659 A comment in the main Netlink uAPI header states::
660
661    4.4BSD ADD           NLM_F_CREATE|NLM_F_EXCL
662    4.4BSD CHANGE        NLM_F_REPLACE
663
664    True CHANGE          NLM_F_CREATE|NLM_F_REPLACE
665    Append               NLM_F_CREATE
666    Check                NLM_F_EXCL
667
668 which seems to indicate that those flags predate request types.
669 ``NLM_F_REPLACE`` without ``NLM_F_CREATE`` was initially used instead
670 of ``SET`` commands.
671 ``NLM_F_EXCL`` without ``NLM_F_CREATE`` was used to check if object exists
672 without creating it, presumably predating ``GET`` commands.
673
674 ``NLM_F_APPEND`` indicates that if one key can have multiple objects associated
675 with it (e.g. multiple next-hop objects for a route) the new object should be
676 added to the list rather than replacing the entire list.
677
678 uAPI reference
679 ==============
680
681 .. kernel-doc:: include/uapi/linux/netlink.h