Socket和Sock之间同步机制

基于linux-2.6.18-400.el5内核代码整理应用层和内核层报文任务的通告同步机制。
改造同步机制需要先理清现有的机制，覆盖各个同步场景。

通告接口

sock使用以下接口在不同情况下，通告应用层用层socket：

    /* 在sock_init_data函数中进程初始化，函数在socket()过程中被调用 */sk->sk_state_change =   sock_def_wakeup;sk->sk_data_ready   =   sock_def_readable;sk->sk_write_space  =   sock_def_write_space;sk->sk_error_report =   sock_def_error_report;sk->sk_destruct     =   sock_def_destruct;

以sock_def_readable函数为例，该接口唤醒睡眠在sk->sk_sleep等待队列，调用等待在其上的任务回调，根据回调处理返回结果进行任务唤醒或继续阻塞等待：

static void sock_def_readable(struct sock *sk, int len)
{read_lock(&sk->sk_callback_lock);if (sk_has_sleeper(sk))wake_up_interruptible(sk->sk_sleep);sk_wake_async(sk,1,POLL_IN);read_unlock(&sk->sk_callback_lock);
}

sk->sk_sleep成员指向socket的wait成员，在服务器端监听sock进行连接accept时，执行sock_graft函数：

static inline void sock_graft(struct sock *sk, struct socket *parent)
{write_lock_bh(&sk->sk_callback_lock);/* parent 是代表客户端连接的socket实例，sk是代表客户端连接的sock实例 */sk->sk_sleep = &parent->wait;parent->sk = sk;sk->sk_socket = parent;security_sock_graft(sk, parent);write_unlock_bh(&sk->sk_callback_lock);
}

函数sk_wake_async 调用sock_wake_async，根据实际情况判断选择是否通过信号(SIGIO/SIGURG)异步通告应用进程，如应用进程接收到信号，应用所注册的sig_handler即可获调用。

/*
socket->flags 标志位，如下：
SOCK_ASYNC_NOSPACE： 标识该套接口的发送队列是否已满。
SOCK_ASYNC_WAITDATA：标识应用程序通过recv调用时，是否在等待数据的接收。
SOCK_NOSPACE：       标识非异步的情况下该套接口的发送队列是否已满。
SOCK_PASSCRED：      用于标识是否设置了SO_PASSCRE套接口选项。
SOCK_PASSSEC：       用于标识是否设置了SO_PASSSEC选项。*/ int sock_wake_async(struct socket *sock, int how, int band)
{/* 存在异步任务 */if (!sock || !sock->fasync_list)return -1;switch (how) {case 1:/* 如果用户进程在等待数据，不需要信号通告 */if (test_bit(SOCK_ASYNC_WAITDATA, &sock->flags))break;goto call_kill;case 2:if (!test_and_clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sock->flags))break;/* fall through */case 0:call_kill:__kill_fasync(sock->fasync_list, SIGIO, band);break;case 3:__kill_fasync(sock->fasync_list, SIGURG, band);}return 0;
}

接口调用汇总

集中IPV4/IPV6网络连接部分对接口的调用汇总，藉此可覆盖每个通告交互场景。

sk_state_change接口调用汇总

  54   2905  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_fin>>sk->sk_state_change(sk);55   4301  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_rcv_synsent_state_process>>sk->sk_state_change(sk);56   4527  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_rcv_state_process>>sk->sk_state_change(sk);57   4587  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_rcv_state_process>>sk->sk_state_change(sk);

sk_error_report接口调用

  13    394  net/ipv4/ip_sockglue.c <<ip_recv_error>>sk->sk_error_report(sk);14    234  net/ipv4/raw.c <<raw_err>>sk->sk_error_report(sk);15   1803  net/ipv4/tcp.c <<tcp_disconnect>>sk->sk_error_report(sk);17   2828  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_reset>>sk->sk_error_report(sk);18    449  net/ipv4/tcp_ipv4.c <<tcp_v4_err>>sk->sk_error_report(sk);19    477  net/ipv4/tcp_ipv4.c <<tcp_v4_err>>sk->sk_error_report(sk);20     50  net/ipv4/tcp_timer.c <<tcp_write_err>>sk->sk_error_report(sk);21    400  net/ipv4/udp.c <<udp_err>>sk->sk_error_report(sk);22    374  net/ipv6/datagram.c <<ipv6_recv_error>>sk->sk_error_report(sk);23    294  net/ipv6/raw.c <<rawv6_err>>sk->sk_error_report(sk);24    439  net/ipv6/tcp_ipv6.c <<tcp_v6_err>>sk->sk_error_report(sk);25    449  net/ipv6/tcp_ipv6.c <<tcp_v6_err>>sk->sk_error_report(sk);

sk_data_ready 接口

  54   1203  net/ipv4/tcp_blnc_sk.c <<tcp_blnc_established>>srv_sk->sk_data_ready(srv_sk, 0);55   3220  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_data_queue>>sk->sk_data_ready(sk, 0);56   3766  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_urg>>sk->sk_data_ready(sk, 0);57   3847  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_dma_try_early_copy>>sk->sk_data_ready(sk, 0);58   3851  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_dma_try_early_copy>>sk->sk_data_ready(sk, 0);59   4085  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_rcv_established>>sk->sk_data_ready(sk, 0);60    668  net/ipv4/tcp_minisocks.c <<tcp_child_process>>parent->sk_data_ready(parent, 0)；

sk_write_space接口

  12    460  net/core/sock.c <<sock_setsockopt>>sk->sk_write_space(sk);13   1051  net/core/sock.c <<sock_wfree>>sk->sk_write_space(sk);14   1659  net/core/sock.c <<sock_init_data>>sk->sk_write_space = sock_def_write_space;...17    547  net/ipv4/inet_connection_sock.c <<inet_csk_clone>>newsk->sk_write_space = sk_stream_write_space;18   3615  net/ipv4/tcp_input.c <<tcp_new_space>>sk->sk_write_space(sk);19   1328  net/ipv4/tcp_ipv4.c <<tcp_v4_init_sock>>sk->sk_write_space = sk_stream_write_space;20   1484  net/ipv6/tcp_ipv6.c <<tcp_v6_init_sock>>sk->sk_write_space = sk_stream_write_space;

未完待续…

连接状态通告

错误通告

接收可读通告

发包队列变动通告

未完待续…

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