深入内核socket编程(1)(zz)

tiantianxian

以下内容来自
http://hi.baidu.com/linux%5Fkernel
关于unix网络编程的一个不错的blog，作者应该是搞协议栈，对于写应用程序的人来说，看这些东西有利于分析问题;推荐看看.
从套接字上得到扩展的更为可靠的出错信息
2006年07月15日 星期六 下午 05:54   
在前一篇中，我们提到在对端主机上没有创建指定的UDP套接字时，我们向其发送一个UDP包，会得到一个目的端口不可达的ICMP出错报文。但内核在处理完该报文后，给应用程序仅仅返回一个ECONNREFUSED错误号，所以应用程序能知道的全部信息就是连接被拒绝，至于为什么被拒绝，没有办法知道。我们可以通过套接字选项的设置，让内核返回更为详细的出错信息，以利于调试程序，发现问题。下面是通过套接字选项传递扩展出错信息的一个示例程序。关于内核原理的分析，在下一篇给出。
#include
#include
#include
#include
#include "my_inet.h"
#include
#include
#include
#include
#include
int ip_control_msg( struct cmsghdr *msg )
{
    int ret = 0;
    switch( msg->cmsg_type ){
    case IP_RECVERR:
        {
            struct sock_extended_err *exterr;
            exterr = (struct sock_extended_err *)(CMSG_DATA(msg));
            printf("ee_errno: %u\n", exterr->ee_errno );
            printf("ee_origin: %u\n", exterr->ee_origin );
            printf("ee_type: %u\n", exterr->ee_type );
            printf("ee_code: %u\n", exterr->ee_code );
            printf("ee_pad: %u\n", exterr->ee_pad );
            printf("ee_info: %u\n", exterr->ee_info );
            printf("ee_data: %u\n", exterr->ee_data );
        }
        ret = -1;
        break;
    default:
        break;
    }
    return ret;
}
int control_msg( struct msghdr *msg )
{
    int ret = 0;
    struct cmsghdr *control_msg = CMSG_FIRSTHDR( msg );
    while( control_msg != NULL ){
        switch( control_msg->cmsg_level ){
        case SOL_IP:
            ret = ip_control_msg( control_msg );
            break;
        default:
            break;
        }
        control_msg = CMSG_NXTHDR( msg, control_msg );
    }
    return ret;
}
int main()
{
    int i;
    struct sockaddr_in dest;
    dest.sin_family = MY_PF_INET;
    dest.sin_port = htons(16000);
    dest.sin_addr.s_addr = 0x013010AC;
    int fd = socket( MY_PF_INET, SOCK_DGRAM, MY_IPPROTO_UDP );
    if( fd
    int val = 1;
    if( setsockopt( fd, SOL_IP, IP_RECVERR, &val, sizeof(val) ) == -1 ){
        perror("setsockopt: ");
        return -1;
    }
    int bwrite = send( fd, "abcdefg", 7, 0 );
    if( bwrite == -1 ){
        perror("send: ");
        return -1;
    }
    char buf[1024];
    char control_buf[1024];
    struct msghdr msg;
    struct iovec iov = { buf, 1024 };
    memset( &msg, 0, sizeof(msg) );
    msg.msg_iov = &iov;
    msg.msg_iovlen = 1;
    msg.msg_control = &control_buf;
    msg.msg_controllen = 1024;
    int bread = recvmsg( fd, &msg, MSG_ERRQUEUE );
    if( bread == -1 ){
        perror("recv: ");
        return -1;
    }
    if( control_msg( &msg ) >= 0 )
        printf("successed!\n");
    else
        printf("failed!\n");
    close( fd );
    return 0;
}
执行结果：
    ee_errno: 111           //ECONNREFUSED
    ee_origin: 2            //SO_EE_ORIGIN_ICMP
    ee_type: 3              //目的不可达
    ee_code: 3              //端口不可达
    ee_pad: 0
    ee_info: 0
    ee_data: 0
    failed!

从套接字上得到扩展的更为可靠的出错信息(续)
2006年07月16日 星期日 上午 08:14   
接着前一篇，我们来看这个应用程序背后，内核真正做了一些什么事情。
    代表MY_INET域套接字的结构体struct inet_sock有一个成员recverr，它占1bit长度，可能的取值是1或0，当为0时表示socket上出错时，只通过系统调用向应用程序返回错误号，不提供进一步的详细信息。当取值为1时，则表示socket上出错时，则向struct inet_sock的成员sk_error_queue(一个sk_buff的队列）存入一个特殊的struct sk_buff，在sk_buff的成员cb中放入详细的错误信息，应用程序通过特定的系统调用可以取得详细的出错信息。
    recverr的值可以通过套接字选项操作进行设置，它是一个IP层的选项，对应的选项名是IP_RECVERR。下面的代码就是将它的值设为1(打开选项)：
        int val = 1;
        if( setsockopt( fd, SOL_IP, IP_RECVERR, &val, sizeof(val) ) == -1 )
            ;//deal with error
    当打开了这个选项后，我们在该socket上发送UDP数据报，按照前面文章提及的测试环境运行，172.16.48.2继续会收到ICMP目的不可达报文，在差错数据报处理时，会达到函数myudp_err，该函数会设置socket的成员sk_err，同时，它也会检查recverr成员，如果为1，则要在sk_error_queue队列中放入一个特殊的出错信息sk_buff。该sk_buff保留了出错的那个源UDP数据报，同时在它的cb成员中保存了一个结构体struct sock_exterr_skb，该结构体记录了详细的出错信息，下面是其定义：
        struct sock_exterr_skb
        {
            union {
            struct inet_skb_parm    h4;
#if defined(CONFIG_IPV6) || defined (CONFIG_IPV6_MODULE)
            struct inet6_skb_parm   h6;
#endif
            } header;
            struct sock_extended_err    ee;
            u16             addr_offset;
            u16             port;
        };
    addr_offset和port是出错UDP数据报的地址和端口号，ee的定义如下：
    struct sock_extended_err
    {
        __u32   ee_errno;       //错误号。
        __u8    ee_origin;      //产生错误的源，我们的环境下，产生错误的源为一个ICMP包。
        __u8    ee_type;        //ICMP类型。
        __u8    ee_code;        //ICMP代码。
        __u8    ee_pad;
        __u32   ee_info;        //用于EMSGSIZE时找到的MTU。
        __u32   ee_data;
    };
    我们保存了出错信息，应用程序要取得这个出错信息，必须使用特定的系统调用，recvmsg可以获得详细的出错信息，同时，调用接口上必须使用标志MSG_ERRQUEUE表示取错误队列，下面是recvmsg的定义：
        ssize_t recvmsg(int s, struct msghdr *msg, int flags);
    flags置MSG_ERRQUEUE，msg结构控制信息成员msg_control和msg_controllen需要分配一个缓存，用于辅助信息的传递。关于接收，可以查看前面一篇的源代码和man recvmsg，这里不再重复。



本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u1/47252/showart_370254.html