Linux accept系統呼叫

注：本文分析基於3.10.0-693.el7核心版本，即centos 7.4

int
accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

引數說明：

sockfd：套接字的檔案描述符，socket()系統呼叫返回的檔案描述符fd

可以看出，bind()，connect()，以及accept()的引數都是一致的。

syscall_define3(accept, int, fd, struct sockaddr __user *, upeer_sockaddr,
int __user *, upeer_addrlen)

最終呼叫的是syscall_define4(accept……

syscall_define4(accept4, int, fd, struct sockaddr __user *, upeer_sockaddr,
int __user *, upeer_addrlen, int, flags)
//建立乙個file結構體，同時將這個file結構體和剛剛建立的socket關聯
//file->private_data指向socket
newfile = sock_alloc_file(newsock, flags, sock->sk->sk_prot_creator->name);
if (is_err(newfile)) 
err = security_socket_accept(sock, newsock);
if (err)
goto out_fd;
//呼叫inet_accept()執行主處理操作
err = sock->ops->accept(sock, newsock, sock->file->f_flags);
if (err <0)
goto out_fd;
//如果要獲取對端連線資訊，那麼拷貝對應資訊到使用者空間
if (upeer_sockaddr) 
err = move_addr_to_user(&address,
len, upeer_sockaddr, upeer_addrlen);
if (err <0)
goto out_fd;
}/* file flags are not inherited via accept() unlike another oses. */
//將檔案描述符fd和檔案結構體file關聯到一起
fd_install(newfd, newfile);
err = newfd;//返回新分配的檔案描述符
out_put:
fput_light(sock->file, fput_needed);
out:
return err;
out_fd:
fput(newfile);
put_unused_fd(newfd);
goto out_put;
}

新建socket結構體，然後也分配乙個file結構體，並將這兩個結構體相關聯，這些操作socket()系統呼叫裡也有，包括後面和檔案描述符fd關聯，總的就是將fd和檔案系統以及網路聯絡到一起，形成一切皆檔案的unix理念。有了socket結構體，那肯定需要有對應的sock結構體，這就是sock->ops->accept()所做的了。sock->ops指向inet_stream_ops，

const struct proto_ops inet_stream_ops = ;

所以呼叫的就是inet_accept()。

int inet_accept(struct socket
*sock, struct socket
*newsock, int flags)

然後呼叫對應協議的accept函式，對於tcp協議，

struct proto tcp_prot = ;

因此tcp協議裡，對應的accept函式就是inet_csk_accept()。

struct sock *inet_csk_accept(struct sock *sk, int flags, int *err)
//從全連線accept佇列裡摘出第乙個request_sock處理
req = reqsk_queue_remove(queue);
//將request_sock和sock關聯，這樣返回後才能繼續處理
//其實也就是替代req接管這個請求了
//req->sk就是在第三次握手後服務端新建立的sock
newsk = req->sk;
//sk_ack_backlog計數減1
sk_acceptq_removed(sk);
//快速開啟選項開啟的情況，
if (sk->sk_protocol == ipproto_tcp &&
queue
->fastopenq !=
null) 
spin_unlock_bh(&
queue
->fastopenq->lock);
}out:
release_sock(sk);//listen的sock
//請求已被newsk接管，因此這個請求可以釋放了
if (req)
__reqsk_free(req);
return newsk;
out_err:
newsk =
null;
req =
null;
*err = error;
goto out;
}

獲取可accept的請求，如果此時尚未有客戶端發起連線，那就睡眠直到有請求到來，或者如果使用者設定了超時時間，也會超時返回。另外，也有可能被訊號打斷。

static
int inet_csk_wait_for_connect(struct sock *sk, long timeo)
finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
return err;
}

當有請求到來後，就從全連線佇列裡取出這個請求，返回請求指向的sock結構體，這個結構體也就是在第三次握手中新建的child sock。然後將這個sock結構體和accept最開始建立的socket結構體關聯，通過sock_graft()完成關聯。

static inline
void sock_graft(struct sock *sk, struct socket *
parent)
static inline
void sk_set_socket(struct sock *sk, struct socket *sock)

最後，呼叫fd_install()將fd安裝到對應file結構體中，完成accept()的呼叫。

關於fd、file、socket、sock等結構體的關係可以參考

linux socket系統呼叫(一)。

我們概括下accept的大概流程：

建立乙個socket結構體

獲取乙個未使用的檔案描述符fd

建立乙個file結構體，並和socket關聯

從全連線佇列中獲取客戶端發來的請求

根據請求獲取之前新建的sock結構體返回

將請求中的sock結構體和開始分配的socket結構體關聯

將檔案描述符fd和檔案結構體file關聯，並返回fd供使用者使用

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