我们解析分析tcp/ip协议的实现,这一篇讲一下accept,accept就是从已完成三次握手的连接队列里,摘下一个节点。我们可以了解到三次握手的实现和过程。很多同学都了解三次握手是什么,但是可能很少同学会深入思考或者看他的实现,众所周知,一个服务器启动的时候,会监听一个端口。其实就是新建了一个socket。那么如果有一个连接到来的时候,我们通过accept就能拿到这个新连接对应的socket。那么这个socket和监听的socket是不是同一个呢?其实socket分为监听型和通信型的。表面上,服务器用一个端口实现了多个连接,但是这个端口是用于监听的,底层用于和客户端通信的其实是另一个socket。所以每一个连接过来,负责监听的socket发现是一个建立连接的包(syn包),他就会生成一个新的socket与之通信(accept的时候返回的那个)。我们将会从代码中看到这个实现。 我们从accept函数开始,详细分析这个过程。
static int sock_accept(int fd, struct sockaddr *upeer_sockaddr, int *upeer_addrlen)
{
struct file *file;
struct socket *sock, *newsock;
int i;
char address[MAX_SOCK_ADDR];
int len;
if (fd < 0 || fd >= NR_OPEN || ((file = current->files->fd[fd]) == NULL))
return(-EBADF);
// 根据文件描述符找到对应的file结构体和socket结构
if (!(sock = sockfd_lookup(fd, &file)))
return(-ENOTSOCK);
if (sock->state != SS_UNCONNECTED)
{
return(-EINVAL);
}
// socket没有调用过listen,报错,该标记位在listen中设置
if (!(sock->flags & SO_ACCEPTCON))
{
return(-EINVAL);
}
// 分配一个新的socket结构体
if (!(newsock = sock_alloc()))
{
printk("NET: sock_accept: no more sockets\n");
return(-ENOSR); /* Was: EAGAIN, but we are out of system
resources! */
}
newsock->type = sock->type;
newsock->ops = sock->ops;
// 创建一个底层的sock结构体和新的socket结构体互相关联
if ((i = sock->ops->dup(newsock, sock)) < 0)
{
sock_release(newsock);
return(i);
}
// accept返回一个新的sock和socket关联
i = newsock->ops->accept(sock, newsock, file->f_flags);
if ( i < 0)
{
sock_release(newsock);
return(i);
}
// 返回一个新的文件描述符
if ((fd = get_fd(SOCK_INODE(newsock))) < 0)
{
sock_release(newsock);
return(-EINVAL);
}
// 是否需要获取socket对应的地址
if (upeer_sockaddr)
{
newsock->ops->getname(newsock, (struct sockaddr *)address, &len, 1);
move_addr_to_user(address,len, upeer_sockaddr, upeer_addrlen);
}
return(fd);
}
我们一步步来分析这个函数。 1 通过fd找到对应的socket结构体,然后申请一个新的socket结构体和sock结构体,并且把他们两互相关联。这个在前面的文章分析过。 2 然后把监听的socket和准备用于通信的结构体作为参数,调用accept函数。 3 最后返回通信socket对应的文件描述符。
下面我们开始分析accept函数的真正实现。
static int inet_accept(struct socket *sock, struct socket *newsock, int flags)
{
struct sock *sk1, *sk2;
int err;
sk1 = (struct sock *) sock->data;
// 返回一个新的sock结构体
sk2 = sk1->prot->accept(sk1,flags);
// 互相关联
newsock->data = (void *)sk2;
sk2->socket = newsock;
newsock->conn = NULL;
// 设置sock为已经建立连接状态
newsock->state = SS_CONNECTED;
return(0);
}
这个函数主要是调底层的accept函数,底层accept函数会返回一个新的sock结构体,socket和sock结构体的区别和背景在之前的文章里已经分析过。总的来说,accept函数就是申请一个新的通信socket,这个socket关联了一个新的sock结构体。下面我们看看tcp层的accept函数。
static struct sock *tcp_accept(struct sock *sk, int flags)
{
struct sock *newsk;
struct sk_buff *skb;
// 是一个listen的套接字
if (sk->state != TCP_LISTEN)
{
sk->err = EINVAL;
return(NULL);
}
cli();
// 从sock的receive_queue队列摘取已建立连接的节点,
while((skb = tcp_dequeue_established(sk)) == NULL)
{
// 没有已经建立连接的节点,但是设置了非阻塞模式,直接返回
if (flags & O_NONBLOCK)
{
sti();
release_sock(sk);
sk->err = EAGAIN;
return(NULL);
}
release_sock(sk);
//阻塞进程,如果后续建立了连接,则进程被唤醒的时候,就会跳出while循环
interruptible_sleep_on(sk->sleep);
}
sti();
// 拿到一个新的sock结构,由建立连接的时候创建的
newsk = skb->sk;
// 返回新的sock结构体
return(newsk);
}
这个函数主要的逻辑是从监听型socket的已完成三次握手的队列里摘下一个节点。这个节点是一个sk_buff结构体,sk_buff是一个表示网络数据包的数据结构。
accept函数就分析完了。下一篇我们分析三次握手。看看accept函数摘下的这个节点是如果生成的。