Linux内核网络协议栈2－socket从库函数到内核

一、socket()库函数到系统调用，再到内核

1、Linux运行的C库是glibc；

2、socket()调用如下：

1) socket()->__socket()：glibc-2.3.6/sysdept/generic/socket.c (weak_alias(name1, name2))

2) __socket()：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/i386/socket.S

3) ENTER_KERNEL： 

movl $SYS_ify(socketcall), %eax /* System call number in %eax.  */

/* Use ## so `socket' is a separate token that might be #define'd.  */
movl $P(SOCKOP_,socket), %ebx   /* Subcode is first arg to syscall.  */
lea 4(%esp), %ecx       /* Address of args is 2nd arg.  */

/* Do the system call trap.  */
ENTER_KERNEL

这里，

SYS_ify宏定义为：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/i386/Sysdept.h 

#define SYS_ify(syscall_name)   __NR_##syscall_name；

P宏定义为：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/i386/socket.S  

#define P(a, b) P2(a, b)
#define P2(a, b) a##b

其中，##为连接符号；  

#define __NR_socketcall     102
SOCKOP_socket：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/Socketcall.h

#define SOCKOP_socket       1

因此，中断号是102，子中断号是1；

4) int 0x80进入内核：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/i386/Sysdept.h：

# define ENTER_KERNEL int $0x80

5) system_call中断入口：kernel/arch/x86/kernel/entry_32.S：  

syscall_call:
    call *sys_call_table(,%eax,4)

6) 进入中断向量表：kernel/arch/x86/kernel/syscall_table_32.S中的102号中断：  

.long sys_socketcall

7) 进入sys_socketcall()函数，根据子中断号以决定走哪个分支：kernel/net/Socket.c：   

switch (call) {
    case SYS_SOCKET:
        break;
    case SYS_BIND:
        …...

二、socket其他库函数(bind, accept...)

1、对于其他库函数，都是引用上面提到的glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/i386/socket.S来实现的，如

a) bind.S：

#define socket  bind
#define NARGS   3
#define NO_WEAK_ALIAS   1
#include <socket.S>
weak_alias (bind, __bind)

b) accept.S：   

#define socket  accept
#define __socket __libc_accept
#define NARGS   3
#define NEED_CANCELLATION
#include <socket.S>
libc_hidden_def (accept)

在各个库函数调用中，设置不同的参数，如socket(用于设置子中断号), NARGS(系统调用的参数个数)等，最终由

movl $P(SOCKOP_,socket), %ebx   /* Subcode is first arg to syscall.  */

来生成最终的子中断号，然后放到ebx寄存器中；

2、所有socket系统调用的子中断号参见glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/Socketcall.h：    

#define SOCKOP_socket       1
#define SOCKOP_bind     2
#define SOCKOP_connect      3
#define SOCKOP_listen       4
#define SOCKOP_accept       5
#define SOCKOP_getsockname  6
#define SOCKOP_getpeername  7
#define SOCKOP_socketpair   8
#define SOCKOP_send     9
#define SOCKOP_recv     10
#define SOCKOP_sendto       11
#define SOCKOP_recvfrom     12
#define SOCKOP_shutdown     13
#define SOCKOP_setsockopt   14
#define SOCKOP_getsockopt   15
#define SOCKOP_sendmsg      16
#define SOCKOP_recvmsg      17