内核中的UDP socket流程(1)

作者：[e-mail]

原文：http://blog.chinaunix.net/u3/116859/showart.php?id=2443229

相对于TCP，UDP协议要简单的多。所以我决定由简入繁，先从UDP协议入手。

前一遍文章已经确定了struct sk_buff被用于socket的接受和发送缓冲。那么为了摸清linux发送数据的流程，我们就可以顺着socket中的变量sk_write_queue来从最上层的发送函数开始，一直追溯到最底层。

在追溯的过程中，我一直向上遍历到socket层。那么就从UDP socket开始进行从上到下的展示。

socket的主要处理函数都在linux/net/socket.c的文件中。

对于UDP socket来说，用户空间涉及到的API，一般常用的是socket，sendto，recvfrom，close。当然，如果还有同样是用于发送的write，send，用于接受的read，recv等等，但都大同小异。

所以，这里只研究socket，send，recv和close

Linux中的API都是使用宏SYSCALL_DEFINEx作为前缀的，其中x是该API的参数的个数。在此我并不研究这个宏是如何实现的，因为那个不是TCP/IP的重点。————有兴趣的朋友可以自己去看该宏的定义。SYSCALL_DEFINE位于linux/include/linux/syscalls.h中。

这里我们只需要记住，其中的x是API参数的个数，而该宏的第一个参数，就是API的名字——这样我们就可以很方便的找到用户空间API对应的Linux内核中的代码了。

1. 这个是API socket的定义

SYSCALL_DEFINE3(socket, int, family, int, type, int, protocol)

2. 这个是API sendto的定义

SYSCALL_DEFINE6(sendto, int, fd, void __user *, buff, size_t, len,

unsigned, flags, struct sockaddr __user *, addr,

int, addr_len)

3. 这个是API recvfrom的定义

SYSCALL_DEFINE6(recvfrom, int, fd, void __user *, ubuf, size_t size,
        unsigned, flags, struct sockaddr __user *, addr,
        int __user *, addr_len)

第4个API close与前面三个API不同。对于用户空间的程序来说， socket返回的值同样是被当做文件描述符fd的————对于Linux来说，这是linux的一大特征，用虚拟文件层去封装底层的复杂性。无论是设备，还是socket，都可以看做文件，而在代码实现上也是如此。因为我对VFS并不熟悉，只知道大概原理，所以再细的东西我也不清楚，以后可以研究一下。

那么对于socket来说，必然有一套符合文件操作的接口。请看下面的代码

static const struct file_operations socket_file_ops = {
    .owner =    THIS_MODULE,
    .llseek =    no_llseek,
    .aio_read =    sock_aio_read,
    .aio_write =    sock_aio_write,
    .poll =        sock_poll,
    .unlocked_ioctl = sock_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
    .compat_ioctl = compat_sock_ioctl,
#endif
    .mmap =        sock_mmap,
    .open =        sock_no_open,    /* special open code to disallow open via /proc */
    .release =    sock_close,
    .fasync =    sock_fasync,
    .sendpage =    sock_sendpage,
    .splice_write = generic_splice_sendpage,
    .splice_read =    sock_splice_read,
};

看到这里，我们都不需要去查看struct file_operations的定义，就可以判断出socket的close动作必然是调用了sock_close。

那么 

4. 这个就是API close（对于socket）的定义

static int sock_close(struct inode *inode, struct file *filp)

好，明天再继续看具体的API