Linux内核网络协议栈2－socket从库函数到内核

zhuyoong

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：

1.   
   
2. movl $SYS_ify(socketcall), %eax /* System call number in %eax.  */  
   
3.   
   
4. /* Use ## so `socket' is a separate token that might be #define'd.  */  
   
5. movl $P(SOCKOP_,socket), %ebx   /* Subcode is first arg to syscall.  */  
   
6. lea 4(%esp), %ecx       /* Address of args is 2nd arg.  */  
   
7.   
   
8.         /* Do the system call trap.  */  
   
9. ENTER_KERNEL  
   

复制代码

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

1.   
   
2. #define SYS_ify(syscall_name)   __NR_##syscall_name；  
   

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

1.    
   
2. #define P(a, b) P2(a, b)  
   
3. #define P2(a, b) a##b  
   

复制代码

其中，##为连接符号；

1.    
   
2. #define __NR_socketcall     102  
   
3. SOCKOP_socket：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/Socketcall.h
   
4. 
   
5. #define SOCKOP_socket       1  
   

复制代码

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：

1.   
   
2. # define ENTER_KERNEL int $0x80  
   

复制代码

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

1.    
   
2. syscall_call:  
   
3.     call *sys_call_table(,%eax,4)  
   

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

1.    
   
2. .long sys_socketcall  
   

复制代码

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：

1.    
   
2. switch (call) {  
   
3.     case SYS_SOCKET:  
   
4.         break;  
   
5.     case SYS_BIND:  
   
6.         …...  
   

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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：

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

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b) accept.S：

1.    
   
2. #define socket  accept  
   
3. #define __socket __libc_accept  
   
4. #define NARGS   3  
   
5. #define NEED_CANCELLATION  
   
6. #include <socket.S>  
   
7. libc_hidden_def (accept)  
   

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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

C代码  
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：

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

复制代码

系列文章，请参考我在iteye的blog：http://diecui1202.iteye.com

zmmkele

非常感谢，流程很清楚。
最近正在看网络子系统，看到这个真是念头通畅了，呵呵。