原始碼分析 socket的建立

2021-08-04 04:15:31 字數 3638 閱讀 7660

這節主要介紹下socket建立的大致流程，我們只關注總體流程，流程總有很多細節，我們暫不去討論，隨著閱讀原始碼量的增加，這些細節問題會迎刃而解，有些機制會在後續其他章節介紹，以免影響此節主要內容分析。

下面是建立socket的主體流程。

static


int __sock_create(struct net *net, int family, int type, int protocol, struct socket **res, int kern)
從上面的內容可以看出，create_socket 主體就兩個流程： sock_alloc 以及pf->create鉤子函式。下面具體分析

static


struct socket *sock_alloc(void)
1.1 new_inode

從檔案系統中獲取socket相關的inode節點。

new_inode->alloc_inode->sock_alloc_inode[sb->s_op->alloc_inode]

struct socket_alloc ;


static


struct inode *sock_alloc_inode(struct super_block *sb)
其中sock_inode_cachep變數就是穿件的cache物件，在init函式中會通過kmem_cache_create來建立，可以通過下面的命令檢視分配的情況

root@ubuntu


:/# cat /proc/slabinfo | grep sock_inode_cache


sock_inode_cache 175


175640254


: tunables 000


: slabdata 7


70
1.2 sock_i
static


inline


struct socket *socket_i(struct inode *inode)


#define container_of(ptr, type, member) ()


#define offsetof(type, member) ((size_t)&((type *)0 -> member)
對於這個技巧用的還是比較多的，常見如鍊表，一般會將鍊錶的結構體放在物件裡面，知道了鍊錶節點位址，將其轉換為對應物件的位址。

2.1 協議族函式註冊

以af_inet(af_inet.c)協議為例

fs_initcall(inet_init); //將inet_init安裝到initcall中去
關於initcall以後再學習介紹。// todo

通過這樣的註冊，linux在初始化的時候會執行inet_init()函式，下面分析下這個函式：

static


int __init inet_init(void)


int sock_register(const


struct net_proto_family *ops)


static


struct net_proto_family inet_family_ops = ;
到這裡，我麼就清楚上面pf->create指的是什麼了

2.2 協議結構體初始化

static


int inet_create(struct net *net, struct socket *sock, int protocol)


else 


if (ipproto_ip == answer->protocol)


break;


}err = -eprotonosupport;


}/* upon startup we insert all the elements in inetsw_array into


* the linked list inetsw.


*/static


struct inet_protosw inetsw_array =


, ,


};
上面這段**根據型別和協議在inetsw_array陣列中找到對應的協議處理介面。可以反映為什麼在建立socket時，第三個引數protocal可以為0(ipproto_ip)。關於註冊邏輯可以檢視inet_register_protosw

if (unlikely(err))  else


goto out_rcu_unlock;


}... sock->ops = answer->ops;


answer_prot = answer->prot; // 傳輸層使用的協議結構（socket layer -> transport layer inte***ce）


answer_no_check = answer->no_check;


answer_flags = answer->flags;


rcu_read_unlock();


warn_on(answer_prot->slab == null);


err = -enobufs;


sk = sk_alloc(net, pf_inet, gfp_kernel, answer_prot); // 返回sock指標，實際上分配的是tcp_sock(第乙個元素是inet_connection_sock， 而inet_connection_sock 第乙個元素是inet_sock， 同時inet_sock第乙個元素是sock)


if (sk == null)


goto out;


err = 0;


sk->sk_no_check = answer_no_check;


if (inet_protosw_reuse & answer_flags)


sk->sk_reuse = 1;


inet = inet_sk(sk); // 指標轉換： sock => inet_sock


... 


// sock結構資料初始化


sock_init_data(sock, sk);


... // 協議初始化 sk_prot = sk->sk_prot_creator = prot (inetsw_array)


if (sk->sk_prot->init) 


...}
這樣，socket結構的初始化工作就完成了，其中涉及的結構體有struct sockstruct socketstruct sk_buffstruct net_sockstruct inet_connect_sock它們之間的關係看下原始碼也就清楚了，這裡也就不展示了。

初始化的總體思路：首先通過sock_alloc進行記憶體資源分配建立sock_alloc(包含socket和vfs_inode)，之後呼叫協議族net_families[family]註冊的函式create進行協議初始化的工作，依次初始socket、sock、tcp_sock等結構體資訊。

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