网络子系统75_套接字创建

//	创建套接字，系统调用sys_socket
//	步骤：
//		1.分配套接字描述符
//		2.创建套接字对应的文件描述符
//	参数：	
//			协议族：	对于TCP/IP协议族，该参数为AF_INET
//			套接字类型：流套接字类型为SOCK_STREAM， 数据报套接字类型为SOCK_DGRAM
//			通信协议：	单个协议系列中的不同传输协议，在internet通信域中，此参数一般取值为0，
//					  	系统根据套接字的类型决定应使用的传输层协议
1.1 SYSCALL_DEFINE3(socket, int, family, int, type, int, protocol)
{
	int retval;
	struct socket *sock;
	int flags;

	....
	//创建套接字
	retval = sock_create(family, type, protocol, &sock);
	if (retval < 0)
		goto out;

	//创建套接字的文件描述符
	retval = sock_map_fd(sock, flags & (O_CLOEXEC | O_NONBLOCK));
	if (retval < 0)
		goto out_release;

out:
	//返回文件描述符
	return retval;

out_release:
	sock_release(sock);
	return retval;
}


//	创建套接字
//	步骤：
//		1.安全性检查
//		2.分配socket描述符
//		3.由具体协议执行进一步初始化
//	参数：	
//		kern，指示操作发起者所在层
2.1 int __sock_create(struct net *net, int family, int type, int protocol,
			 struct socket **res, int kern)
{
	int err;
	struct socket *sock;
	const struct net_proto_family *pf;

	//检查协议族
	if (family < 0 || family >= NPROTO)
		return -EAFNOSUPPORT;
	//检查套接字类型
	if (type < 0 || type >= SOCK_MAX)
		return -EINVAL;

	//兼容性检查，PF_INET中的SOCK_PACKET现在调整为PF_PACKET协议族
	if (family == PF_INET && type == SOCK_PACKET) {
		static int warned;
		if (!warned) {
			warned = 1;
			printk(KERN_INFO "%s uses obsolete (PF_INET,SOCK_PACKET)\n",
			       current->comm);
		}
		family = PF_PACKET;
	}

	//分配套接字内存
	sock = sock_alloc();

	//套接字类型
	sock->type = type;

	rcu_read_lock();
	pf = rcu_dereference(net_families[family]);
	rcu_read_unlock();

	//由具体的协议族执行进一步的初始化
	err = pf->create(net, sock, protocol, kern);
	if (err < 0)
		goto out_module_put;

	//返回创建好的套接字
	*res = sock;
	return 0;
}

//	分配socket描述符
//		socket描述符与inode节点相绑定，初始化inode操作集合
2.2 static struct socket *sock_alloc(void)
{
	struct inode *inode;
	struct socket *sock;

	//分配inode
	inode = new_inode_pseudo(sock_mnt->mnt_sb);
	if (!inode)
		return NULL;
	//inode与socket描述符同时分配，通过container_of返回socket描述符
	sock = SOCKET_I(inode);

	//inode号
	inode->i_ino = get_next_ino();
	//S_IFSOCK表示此inode为socket节点
	inode->i_mode = S_IFSOCK | S_IRWXUGO;
	inode->i_uid = current_fsuid();
	inode->i_gid = current_fsgid();
	//inode操作结合
	inode->i_op = &sockfs_inode_ops;
	//inode引用计数
	this_cpu_add(sockets_in_use, 1);
	return sock;
}

//	为套接字描述符分配文件描述符
3.1 static int sock_map_fd(struct socket *sock, int flags)
{
	//内核空间文件描述符
	struct file *newfile;
	//用户空间文件描述符
	int fd = get_unused_fd_flags(flags);
	if (unlikely(fd < 0))
		return fd;
	//分配文件描述符
	newfile = sock_alloc_file(sock, flags, NULL);
	if (likely(!IS_ERR(newfile))) {
		//向进程描述符安装文件描述符
		fd_install(fd, newfile);
		//返回用户空间描述符
		return fd;
	}
	put_unused_fd(fd);
	return PTR_ERR(newfile);
}

//	文件系统特定于进程的信息
4.1 struct task_struct
{
	...
	//所有打开文件的信息
	struct files_struct *files;
	...
}

4.2 struct files_struct {
  
  	atomic_t count;
	struct fdtable __rcu *fdt;
	struct fdtable fdtab;

	//下一个可用的文件描述符
	int next_fd;
	unsigned long close_on_exec_init[1];
	//比特位域，如果对应比特置位，则对应的文件描述符在使用中。
	unsigned long open_fds_init[1];
	//打开文件数组，NR_OPEN_DEFAULT=LONG_BITS
	struct file __rcu * fd_array[NR_OPEN_DEFAULT];
};