Linux核心網路協議棧8 socket監聽

幾個問題

了解以下幾個問題的同學可以直接忽略下文：

1、listen 庫函式主要做了什麼？

2、什麼是最大併發連線請求數？

3、什麼是等待連線佇列？

socket 監聽相對還是比較簡單的，先看下應用程式**：

listen( server_sockfd, 5) ;

其中，第乙個引數 server_sockfd為服務端 socket所對應的檔案描述符，第二個引數5 代表監聽socket 能處理的最大併發連線請求數，在2.6.26 核心中，該值為 256 ；

listen 庫函式呼叫的主要工作可以分為以下幾步：

1 、根據 socket檔案描述符找到核心中對應的 socket結構體變數；這個過程在《socket位址繫結》一文中描述過，這裡不再重述；

2 、設定 socket的狀態並初始化等待連線佇列；

3 、將 socket放入listen 雜湊表中；

listen呼叫**跟蹤

下面是 listen庫函式對應的核心處理函式：

asmlinkage long sys_listen(int fd, int backlog)
return err;
}

根據《建立socket 》一文的介紹，例子中，這裡sock->ops-> listen(sock, backlog) 實際上呼叫的是 net/ipv4/af_inet.c:inet_listen() 函式：

int inet_listen(struct socket *sock, int backlog)
// 4 設定sock的最大併發連線請求數
sk->sk_max_ack_backlog = backlog;
err = 0;
out:
release_sock(sk);
return err;
}

上面的**中，有點值得注意的是，當 sock 狀態已經是 tcp_listen 時，也可以繼續呼叫 listen() 庫函式，其作用是設定 sock 的最大併發連線請求數；

下面看看 inet_csk_listen_start() 函式：

int inet_csk_listen_start(struct sock *sk, const int nr_table_entries)
sk->sk_state = tcp_close;
__reqsk_queue_destroy(&icsk->icsk_accept_queue);
return -eaddrinuse;
}

這裡 nr_table_entries 是引數 backlog 經過最大值調整後的值；

相關資料結構

先看下接下來的**中提到了幾個資料結構，一起來看一下：

1 、 request_sock

struct request_sock ;

socket 在偵聽的時候，那些來自其它主機的 tcp socket 的連線請求一旦被接受（完成三次握手協議），便會建立乙個 request_sock ，建立與請求 socket 之間的乙個 tcp 連線。該 request_sock 會被放在乙個先進先出的佇列中，等待 accept 系統呼叫的處理；

2 、 listen_sock

struct listen_sock ;

新建立的 request_sock 就存放在 syn_table 中；這是乙個雜湊陣列，總共有 nr_table_entries 項；

成員 max_qlen_log 以 2 的對數的形式表示 request_sock 佇列的最大值；

qlen 是佇列的當前長度；

hash_rnd 是乙個隨機數，計算雜湊值用；

3 、 request_sock_queue

struct request_sock_queue ;

結構體 struct request_sock_queue 中的 rskq_accept_head 和 rskq_accept_tail 分別指向 request_sock 佇列的佇列頭和佇列尾；

等待連線佇列初始化

先看下 reqsk_queue_alloc() 的源**：

int reqsk_queue_alloc(struct request_sock_queue *queue,
unsigned int nr_table_entries)

整個過程中，先計算 request_sock 的大小並申請空間，然後初始化 request_sock_queue 的相應成員的值；

tcp_listen的socket管理

在《埠管理》一文中提到管理 socket 的雜湊表結構 inet_hashinfo ，其中的成員 listening_hash[inet_lhtable_size] 用於存放處於 tcp_listen 狀態的 sock ；

當 socket 通過 listen() 呼叫完成等待連線佇列的初始化後，需要將當前 sock 放到該結構體中：

if (!sk->sk_prot->get_port(sk, inet->num))

這裡呼叫了 net/ipv4/inet_hashtables.c:inet_hash() 方法：

void inet_hash(struct sock *sk)
}static void __inet_hash(struct sock *sk)
bug_trap(sk_unhashed(sk));
// 計算hash值，取得鍊錶
list = &hashinfo->listening_hash[inet_sk_listen_hashfn(sk)];
lock = &hashinfo->lhash_lock;
inet_listen_wlock(hashinfo);
// 將sock新增到鍊錶中
__sk_add_node(sk, list);
sock_prot_inuse_add(sock_net(sk), sk->sk_prot, 1);
write_unlock(lock);
wake_up(&hashinfo->lhash_wait);
}

了解到這裡，回答文初提出的 3 個問題，應該沒什麼問題了吧 :)

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