TCP/IP源码(21)——struct inet_socks

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作者：[e-mail]
博客：linuxfocus.blog.chinaunix.net    

在前面的博文中，我画出了TCP/IP数据包发送的流程图。现在开始学习TCP部分。今天由sock_aio_write开始。这是第一个进入TCP发送函数write会调用的第一个socket层的函数。

1. static ssize_t sock_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
   
2.              unsigned long nr_segs, loff_t pos)
   
3. {
   
4.     struct sock_iocb siocb, *x;
   
5. 
   
6.     if (pos != 0)
   
7.         return -ESPIPE;
   

     /* 申请sock iocb */

1.     x = alloc_sock_iocb(iocb, &siocb);
   
2.     if (!x)
   
3.         return -ENOMEM;
   
4. 
   
5.     return do_sock_write(&x->async_msg, iocb, iocb->ki_filp, iov, nr_segs);
   
6. }

从函数名字上看，这个函数是一个异步写函数。参数struct kiocb iocb不进行特殊说明了，因为它与TCP/IP协议栈没有直接联系，它存在与所有的I/O操作中。这个函数其实与TCP/IP并不太大联系，更多的是由于VFS。

那么根据前面博文中的流程图http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=23629988&do=blog&id=211994，直接跳到tcp_sendmsg，这个真正的TCP对应的4层发送函数。

1. int tcp_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct sock *sk, struct msghdr *msg,
   
2.         size_t size)
   
3. {
   
4.     struct iovec *iov;
   
5.     struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
   
6.     struct sk_buff *skb;
   
7.     int iovlen, flags;
   
8.     int mss_now, size_goal;
   
9.     int sg, err, copied;
   
10.     long timeo;
    

     

      ...... ......

1. }

与UDP类似，对应于udp_sock，TCP也有struct tcp_sock。因为TCP的要比UDP复杂的多，所以这个tcp_sock也比udp_sock复杂庞大的多。这个struture非常复杂，超过160多行。不过几乎每一个成员变量都有注释，而我目前暂时也没有能力添加更多的注释，所以这里就不粘贴代码了。

不过我要对其中的struct inet_sock进行一点说明。在struct udp_sock中，struct inet_sock inet为其第一个成员变量。而对应struct tcp_sock，其第一个成员变量是struct inet_connection_sock inet_conn，不过struct inet_connection_sock inet_conn的第一个成员变量依然是struct inet_sock inet。所以无论是udp_sock还是tcp_sock，其内存布局上都保证了struct inet_sock inet为第一个成员变量。

1. struct inet_sock {
   
2.     /* sk and pinet6 has to be the first two members of inet_sock */
   
3.     struct sock        sk;
   
4. #if defined(CONFIG_IPV6) || defined(CONFIG_IPV6_MODULE)
   
5.     struct ipv6_pinfo    *pinet6;
   
6. #endif
   
7.     /* Socket demultiplex comparisons on incoming packets. */
   
8.     /* 
9.     通过与下列的值比较，可以demultiplex收到的包。
10.     通过系统调用connect，bind或setsocktopt可以设置下面的部分值。
11.     */
12.     __be32            inet_daddr;
    
13.     __be32            inet_rcv_saddr;
    
14.     __be16            inet_dport;
    
15.     /* inet_num 为主机序的port,即inet_sport为其网络序格式 */
16.     __u16            inet_num;
    
17.     __be32            inet_saddr;
    
18.     /* 用户指定的ttl值，如为-1，则使用系统默认值 */
19.     __s16            uc_ttl;
    
20.     __u16            cmsg_flags;
    
21.     __be16            inet_sport;
    
22.     __u16            inet_id;
    

/* ip option 信息*/

1.     struct ip_options    *opt;
   
2.     __u8            tos;
   
3.     /* 
4.     最小的ttl，可以通过/proc指定。
5.     若收到的包的ttl小于该值，则drop掉该包
6.     */
7.     __u8            min_ttl;
   
8.     /* 多播ttl */
9.     __u8            mc_ttl;
   
10.     /* 
11.     PMTU value：   
12. #define IP_PMTUDISC_DONT 0 /* Never send DF frames */
13. #define IP_PMTUDISC_WANT 1 /* Use per route hints */
14. #define IP_PMTUDISC_DO 2 /* Always DF */
15. #define IP_PMTUDISC_PROBE 3       /* Ignore dst pmtu      */
16.     */
17.     __u8            pmtudisc;
    
18.     /* 下面这些基本上都是socket的option */
19.     __u8            recverr:1,
    
20.                 is_icsk:1, /* 是否是connection socket*/
    
21.                 freebind:1, /* 是否enable IP_FREEBIND option*/
    
22.                 hdrincl:1, /* 是否enable IP_HDRINCL option*/
    
23.                 mc_loop:1,
    
24.                 transparent:1,
    
25.                 mc_all:1,
    
26.                 nodefrag:1;
    
27.     /* 多播网卡的索引 */
28.     int            mc_index;
    
29.     /* 用于发送的多播地址 */
30.     __be32            mc_addr;
    
31.     /* 所有加入的多播组 */
32.     struct ip_mc_socklist    *mc_list;
    
33.     /* cork 信息
34.     主要用于分片时。具体应用请看前面的博文http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=23629988&do=blog&id=186822
35.     */
36.     struct {
    
37.         unsigned int        flags;
    
38.         unsigned int        fragsize;
    
39.         struct ip_options    *opt;
    
40.         struct dst_entry    *dst;
    
41.         int            length; /* Total length of all frames */
    
42.         __be32            addr;
    
43.         struct flowi        fl;
    
44.     } cork;
    
45. };

从上面可以看出，struct inet_sock为TCP/IP协议栈极为重要的结构，它要位于所有的不同sock类型的顶部。主要用于保存不同socket类型公有的特性和信息。组织结构有些类似于C++的基类——尤其是内存布局上。