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Linux内核网络协议栈2－socket从库函数到内核 2011-06-25
10:48:18

分类： LINUX

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：

movl $SYS_ify(socketcall), %eax /* System call number in %eax. */

/* Use ## so `socket' is a separate token that might be #define'd. */

movl $P(SOCKOP_,socket), %ebx /* Subcode is first arg to syscall. */

lea 4(%esp), %ecx /* Address of args is 2nd arg. */

/* Do the system call trap. */

ENTER_KERNEL

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

#define SYS_ify(syscall_name) __NR_##syscall_name；

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

#define P(a, b) P2(a, b)

#define P2(a, b) a##b

其中，##为连接符号；

#define __NR_socketcall 102

SOCKOP_socket：glibc-2.3.6/sysdept/unix/sysv/linux/Socketcall.h

#define SOCKOP_socket 1

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：

# define ENTER_KERNEL int $0x80

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

syscall_call:

call *sys_call_table(,%eax,4)

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

.long sys_socketcall

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：

switch (call) {

case SYS_SOCKET:

break;

case SYS_BIND:

…...

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：

#define socket bind

#define NARGS 3

#define NO_WEAK_ALIAS 1

#include <socket.S>

weak_alias (bind, __bind)

b) accept.S：

#define socket accept

#define __socket __libc_accept

#define NARGS 3

#define NEED_CANCELLATION

#include <socket.S>

libc_hidden_def (accept)

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

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：

#define SOCKOP_socket 1

#define SOCKOP_bind 2

#define SOCKOP_connect 3

#define SOCKOP_listen 4

#define SOCKOP_accept 5

#define SOCKOP_getsockname 6

#define SOCKOP_getpeername 7

#define SOCKOP_socketpair 8

#define SOCKOP_send 9

#define SOCKOP_recv 10

#define SOCKOP_sendto 11

#define SOCKOP_recvfrom 12

#define SOCKOP_shutdown 13

#define SOCKOP_setsockopt 14

#define SOCKOP_getsockopt 15

#define SOCKOP_sendmsg 16

#define SOCKOP_recvmsg 17