首页 / 操作系统 / Linux / Linux内核--网络协议栈深入分析（五）--套接字的绑定、监听、连接和断开

本文分析基于Linux Kernel 3.2.1更多请查看 Linux内核--网络内核实现分析1、套接字的绑定创建完套接字服务器端会在应用层使用bind函数惊醒套接字的绑定，这时会产生系统调用，sys_bind内核函数进行套接字。系统调用函数的具体实现

1. SYSCALL_DEFINE3（bind, int, fd, struct sockaddr __user *, umyaddr, int, addrlen）  
2. {  
3.     struct socket *sock;  
4.     struct sockaddr_storage address;  
5.     int err, fput_needed;  
6.   
7.     sock = sockfd_lookup_light（fd, &err, &fput_needed）;  
8.     if （sock） {  
9.         err = move_addr_to_kernel（umyaddr, addrlen, （struct sockaddr *）&address）;  
10.         if （err >= 0） {  
11.             err = security_socket_bind（sock,  
12.                            （struct sockaddr *）&address,  
13.                            addrlen）;  
14.             if （！err）  
15.                 err = sock->ops->bind（sock,  
16.                               （struct sockaddr *）  
17.                               &address, addrlen）;  
18.         }  
19.         fput_light（sock->file, fput_needed）;  
20.     }  
21.     return err;  
22. }  

首先调用函数sockfd_lookup_light（）函数通过文件描述符来查找对应的套接字sock。

1. static struct socket *sockfd_lookup_light（int fd, int *err, int *fput_needed）  
2. {  
3.     struct file *file;  
4.     struct socket *sock;  
5.   
6.     *err = -EBADF;  
7.     file = fget_light（fd, fput_needed）;  
8.     if （file） {  
9.         sock = sock_from_file（file, err）;  
10.         if （sock）  
11.             return sock;  
12.         fput_light（file, *fput_needed）;  
13.     }  
14.     return NULL;  
15. }  

上面函数中先调用fget_light函数通过文件描述符返回对应的文件结构，然后调用函数sock_from_file函数返回该文件对应的套接字结构体地址，它存储在file->private_data属性中。再回到sys_bind函数，在返回了对应的套接字结构之后，调用move_addr_to_kernel将用户地址空间的socket拷贝到内核空间。然后调用INET协议族的操作集中bind函数inet_bind函数将socket地址（内核空间）和socket绑定。

1. int inet_bind（struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr, int addr_len）  
2. {  
3.     struct sockaddr_in *addr = （struct sockaddr_in *）uaddr;  
4.     struct sock *sk = sock->sk;  
5.     struct inet_sock *inet = inet_sk（sk）;  
6.     unsigned short snum;  
7.     int chk_addr_ret;  
8.     int err;  
9.   
10.     //RAW类型套接字若有自己的bind函数，则使用之   
11.     if （sk->sk_prot->bind） {  
12.         err = sk->sk_prot->bind（sk, uaddr, addr_len）;  
13.         goto out;  
14.     }  
15.     err = -EINVAL;  
16.     .....................  
17.         //地址合法性检查   
18.     chk_addr_ret = inet_addr_type（sock_net（sk）, addr->sin_addr.s_addr）;  
19.   
20.     /* Not specified by any standard per-se, however it breaks too 
21.      * many applications when removed.  It is unfortunate since 
22.      * allowing applications to make a non-local bind solves 
23.      * several problems with systems using dynamic addressing. 
24.      * （ie. your servers still start up even if your ISDN link 
25.      *  is temporarily down） 
26.      */  
27.     err = -EADDRNOTAVAIL;  
28.     if （！sysctl_ip_nonlocal_bind &&  
29.         ！（inet->freebind || inet->transparent） &&  
30.         addr->sin_addr.s_addr ！= htonl（INADDR_ANY） &&  
31.         chk_addr_ret ！= RTN_LOCAL &&  
32.         chk_addr_ret ！= RTN_MULTICAST &&  
33.         chk_addr_ret ！= RTN_BROADCAST）  
34.         goto out;  
35.   
36.     snum = ntohs（addr->sin_port）;  
37.     err = -EACCES;  
38.     if （snum && snum < PROT_SOCK && ！capable（CAP_NET_BIND_SERVICE））  
39.         goto out;  
40.   
41.     /*      We keep a pair of addresses. rcv_saddr is the one 
42.      *      used by hash lookups, and saddr is used for transmit. 
43.      * 
44.      *      In the BSD API these are the same except where it 
45.      *      would be illegal to use them （multicast/broadcast） in 
46.      *      which case the sending device address is used. 
47.      */  
48.     lock_sock（sk）;  
49.   
50.     /* Check these errors （active socket, double bind）. */  
51.     err = -EINVAL;  
52.     if （sk->sk_state ！= TCP_CLOSE || inet->inet_num）//如果sk的状态是CLOSE或者本地端口已经被绑定   
53.         goto out_release_sock;  
54.   
55.     inet->inet_rcv_saddr = inet->inet_saddr = addr->sin_addr.s_addr;//设置源地址   
56.     if （chk_addr_ret == RTN_MULTICAST || chk_addr_ret == RTN_BROADCAST）  
57.         inet->inet_saddr = 0;  /* Use device */  
58.   
59.     /* Make sure we are allowed to bind here. */  
60.     if （sk->sk_prot->get_port（sk, snum）） {  
61.         inet->inet_saddr = inet->inet_rcv_saddr = 0;  
62.         err = -EADDRINUSE;  
63.         goto out_release_sock;  
64.     }  
65.   
66.     if （inet->inet_rcv_saddr）  
67.         sk->sk_userlocks |= SOCK_BINDADDR_LOCK;  
68.     if （snum）  
69.         sk->sk_userlocks |= SOCK_BINDPORT_LOCK;  
70.     inet->inet_sport = htons（inet->inet_num）;//设置源端口号，标明该端口已经被占用   
71.     inet->inet_daddr = 0;  
72.     inet->inet_dport = 0;  
73.     sk_dst_reset（sk）;  
74.     err = 0;  
75. out_release_sock:  
76.     release_sock（sk）;  
77. out:  
78.     return err;  
79. }  

这样套接字绑定结束。