socket
sock_create()でfamily/type/protocolに応じたstruct socketを取得し、sock_map_fd()でcurrent->filesのファイルIDに、file->private_data = sock file->f_op = socket_file_opsとするsocketファイルを設定します。sockはファイルIDそのもので、そのread/writeコールバックでsock_create()で作成されたソケットコールバックがコールされるという事です。
socket_file_opsのread/writeのsock_aio_read()/sock_aio_write()は、 sock->ops->recvmsg()/sock->ops->sendmsg()をコールし、実装はsockファミリ依存となります。なお、UNIXドメインソケットでは、スレッド間ではbindすることなく、直接socketで参照可能です。(たぶん)
socket_file_opsのread/writeのsock_aio_read()/sock_aio_write()は、 sock->ops->recvmsg()/sock->ops->sendmsg()をコールし、実装はsockファミリ依存となります。なお、UNIXドメインソケットでは、スレッド間ではbindすることなく、直接socketで参照可能です。(たぶん)
SYSCALL_DEFINE3(socket, int, family, int, type, int, protocol)
{
int retval;
struct socket *sock;
int flags;
BUILD_BUG_ON(SOCK_CLOEXEC != O_CLOEXEC);
BUILD_BUG_ON((SOCK_MAX | SOCK_TYPE_MASK) != SOCK_TYPE_MASK);
BUILD_BUG_ON(SOCK_CLOEXEC & SOCK_TYPE_MASK);
BUILD_BUG_ON(SOCK_NONBLOCK & SOCK_TYPE_MASK);
flags = type & ~SOCK_TYPE_MASK;
if (flags & ~(SOCK_CLOEXEC | SOCK_NONBLOCK))
return -EINVAL;
type &= SOCK_TYPE_MASK;
if (SOCK_NONBLOCK != O_NONBLOCK && (flags & SOCK_NONBLOCK))
flags = (flags & ~SOCK_NONBLOCK) | O_NONBLOCK;
retval = sock_create(family, type, protocol, &sock);
if (retval < 0)
goto out;
retval = sock_map_fd(sock, flags & (O_CLOEXEC | O_NONBLOCK));
if (retval < 0)
goto out_release;
out:
return retval;
out_release:
sock_release(sock);
return retval;
}
sock_create()から__sock_create()をされます。net_families[family]はネットファミリに応じたstruct net_proto_familyが登録されていて、ネットファミリに応じたcreate()コールバックで、UNIXドメインソケットはunix_create()がコールされ、ネットファミリに応じたsockeコールバックが設定されたstruct socketを作成します。
int __sock_create(struct net *net, int family, int type, int protocol,
struct socket **res, int kern)
{
int err;
struct socket *sock;
const struct net_proto_family *pf;
if (family < 0 || family >= NPROTO)
return -EAFNOSUPPORT;
if (type < 0 || type >= SOCK_MAX)
return -EINVAL;
if (family == PF_INET && type == SOCK_PACKET) {
static int warned;
if (!warned) {
warned = 1;
printk(KERN_INFO "%s uses obsolete (PF_INET,SOCK_PACKET)\n",
current->comm);
}
family = PF_PACKET;
}
err = security_socket_create(family, type, protocol, kern);
if (err)
return err;
sock = sock_alloc();
if (!sock) {
if (net_ratelimit())
printk(KERN_WARNING "socket: no more sockets\n");
return -ENFILE; /* Not exactly a match, but its the
closest posix thing */
}
sock->type = type;
rcu_read_lock();
pf = rcu_dereference(net_families[family]);
err = -EAFNOSUPPORT;
if (!pf)
goto out_release;
if (!try_module_get(pf->owner))
goto out_release;
rcu_read_unlock();
err = pf->create(net, sock, protocol, kern);
if (err < 0)
goto out_module_put;
if (!try_module_get(sock->ops->owner))
goto out_module_busy;
module_put(pf->owner);
err = security_socket_post_create(sock, family, type, protocol, kern);
if (err)
goto out_sock_release;
*res = sock;
return 0;
out_module_busy:
err = -EAFNOSUPPORT;
out_module_put:
sock->ops = NULL;
module_put(pf->owner);
out_sock_release:
sock_release(sock);
return err;
out_release:
rcu_read_unlock();
goto out_sock_release;
}
sock_map_fd()はsock_alloc_file()で作成した、file->op=socket_file_ops/file->private_data = sock、inode->i_fop=socket_file_opsするファイル名=""のファイルをsockfsに作成し、返値のfdはカレントプロセスの空きファイルIDで、そのファイルIDにfileを設定することで、ファイルとしての参照が可能となります。
int sock_map_fd(struct socket *sock, int flags)
{
struct file *newfile;
int fd = sock_alloc_file(sock, &newfile, flags);
if (likely(fd >= 0))
fd_install(fd, newfile);
return fd;
}
sockefsからdentryを取得し、SOCK_INODE(sock)->i_fop = &socket_file_ops/file->f_op = &socket_file_opsとし、sock->file = fileで、fileコールバックからsocket依存のコールバックをコールする事が可能となります。
static const struct file_operations socket_file_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = no_llseek,
.aio_read = sock_aio_read,
.aio_write = sock_aio_write,
.poll = sock_poll,
.unlocked_ioctl = sock_ioctl,
#ifdef CONFIG_COMPAT
.compat_ioctl = compat_sock_ioctl,
#endif
.mmap = sock_mmap,
.open = sock_no_open, /* special open code to disallow open via /proc */
.release = sock_close,
.fasync = sock_fasync,
.sendpage = sock_sendpage,
.splice_write = generic_splice_sendpage,
.splice_read = sock_splice_read,
};
static int sock_alloc_file(struct socket *sock, struct file **f, int flags)
{
struct qstr name = { .name = "" };
struct path path;
struct file *file;
int fd;
fd = get_unused_fd_flags(flags);
if (unlikely(fd < 0))
return fd;
path.dentry = d_alloc_pseudo(sock_mnt->mnt_sb, &name);
if (unlikely(!path.dentry)) {
put_unused_fd(fd);
return -ENOMEM;
}
path.mnt = mntget(sock_mnt);
d_instantiate(path.dentry, SOCK_INODE(sock));
SOCK_INODE(sock)->i_fop = &socket_file_ops;
file = alloc_file(&path, FMODE_READ | FMODE_WRITE,
&socket_file_ops);
if (unlikely(!file)) {
/* drop dentry, keep inode */
ihold(path.dentry->d_inode);
path_put(&path);
put_unused_fd(fd);
return -ENFILE;
}
sock->file = file;
file->f_flags = O_RDWR | (flags & O_NONBLOCK);
file->f_pos = 0;
file->private_data = sock;
*f = file;
return fd;
}
static struct socket *sock_alloc(void)
{
struct inode *inode;
struct socket *sock;
inode = new_inode_pseudo(sock_mnt->mnt_sb);
if (!inode)
return NULL;
sock = SOCKET_I(inode);
kmemcheck_annotate_bitfield(sock, type);
inode->i_ino = get_next_ino();
inode->i_mode = S_IFSOCK | S_IRWXUGO;
inode->i_uid = current_fsuid();
inode->i_gid = current_fsgid();
percpu_add(sockets_in_use, 1);
return sock;
}
static struct inode *sock_alloc_inode(struct super_block *sb)
{
struct socket_alloc *ei;
struct socket_wq *wq;
ei = kmem_cache_alloc(sock_inode_cachep, GFP_KERNEL);
if (!ei)
return NULL;
wq = kmalloc(sizeof(*wq), GFP_KERNEL);
if (!wq) {
kmem_cache_free(sock_inode_cachep, ei);
return NULL;
}
init_waitqueue_head(&wq->wait);
wq->fasync_list = NULL;
RCU_INIT_POINTER(ei->socket.wq, wq);
ei->socket.state = SS_UNCONNECTED;
ei->socket.flags = 0;
ei->socket.ops = NULL;
ei->socket.sk = NULL;
ei->socket.file = NULL;
return &ei->vfs_inode;
}
補足
ソケットファミリはsock_register()でstruct net_proto_familyとする属性をファミリをインデックスとしてnet_families[]に登録されます。
static int __init af_unix_init(void)
{
int rc = -1;
struct sk_buff *dummy_skb;
BUILD_BUG_ON(sizeof(struct unix_skb_parms) > sizeof(dummy_skb->cb));
rc = proto_register(&unix_proto, 1);
if (rc != 0) {
printk(KERN_CRIT "%s: Cannot create unix_sock SLAB cache!\n",
__func__);
goto out;
}
sock_register(&unix_family_ops);
register_pernet_subsys(&unix_net_ops);
out:
return rc;
}
int sock_register(const struct net_proto_family *ops)
{
int err;
if (ops->family >= NPROTO) {
printk(KERN_CRIT "protocol %d >= NPROTO(%d)\n", ops->family,
NPROTO);
return -ENOBUFS;
}
spin_lock(&net_family_lock);
if (rcu_dereference_protected(net_families[ops->family],
lockdep_is_held(&net_family_lock)))
err = -EEXIST;
else {
rcu_assign_pointer(net_families[ops->family], ops);
err = 0;
}
spin_unlock(&net_family_lock);
printk(KERN_INFO "NET: Registered protocol family %d\n", ops->family);
return err;
}
EXPORT_SYMBOL(sock_register);
UNIXドメインソケット及びストリームプロトコルのコールバック群で、unix_family_opsがsock_register()でnet_families[]に登録され、その.createで、unix_stream_opsが実コールバック関数としてsockに設定されます。
static const struct net_proto_family unix_family_ops = {
.family = PF_UNIX,
.create = unix_create,
.owner = THIS_MODULE,
};
static const struct proto_ops unix_stream_ops = {
.family = PF_UNIX,
.owner = THIS_MODULE,
.release = unix_release,
.bind = unix_bind,
.connect = unix_stream_connect,
.socketpair = unix_socketpair,
.accept = unix_accept,
.getname = unix_getname,
.poll = unix_poll,
.ioctl = unix_ioctl,
.listen = unix_listen,
.shutdown = unix_shutdown,
.setsockopt = sock_no_setsockopt,
.getsockopt = sock_no_getsockopt,
.sendmsg = unix_stream_sendmsg,
.recvmsg = unix_stream_recvmsg,
.mmap = sock_no_mmap,
.sendpage = sock_no_sendpage,
};
static int unix_create(struct net *net, struct socket *sock, int protocol,
int kern)
{
if (protocol && protocol != PF_UNIX)
return -EPROTONOSUPPORT;
sock->state = SS_UNCONNECTED;
switch (sock->type) {
case SOCK_STREAM:
sock->ops = &unix_stream_ops;
break;
case SOCK_RAW:
sock->type = SOCK_DGRAM;
case SOCK_DGRAM:
sock->ops = &unix_dgram_ops;
break;
case SOCK_SEQPACKET:
sock->ops = &unix_seqpacket_ops;
break;
default:
return -ESOCKTNOSUPPORT;
}
return unix_create1(net, sock) ? 0 : -ENOMEM;
}
サポートされているソケットファミリ#define AF_UNSPEC 0 #define AF_UNIX 1 /* Unix domain sockets */ #define AF_LOCAL 1 /* POSIX name for AF_UNIX */ #define AF_INET 2 /* Internet IP Protocol */ #define AF_AX25 3 /* Amateur Radio AX.25 */ #define AF_IPX 4 /* Novell IPX */ #define AF_APPLETALK 5 /* AppleTalk DDP */ #define AF_NETROM 6 /* Amateur Radio NET/ROM */ #define AF_BRIDGE 7 /* Multiprotocol bridge */ #define AF_ATMPVC 8 /* ATM PVCs */ #define AF_X25 9 /* Reserved for X.25 project */ #define AF_INET6 10 /* IP version 6 */ #define AF_ROSE 11 /* Amateur Radio X.25 PLP */ #define AF_DECnet 12 /* Reserved for DECnet project */ #define AF_NETBEUI 13 /* Reserved for 802.2LLC project*/ #define AF_SECURITY 14 /* Security callback pseudo AF */ #define AF_KEY 15 /* PF_KEY key management API */ #define AF_NETLINK 16 #define AF_ROUTE AF_NETLINK /* Alias to emulate 4.4BSD */ #define AF_PACKET 17 /* Packet family */ #define AF_ASH 18 /* Ash */ #define AF_ECONET 19 /* Acorn Econet */ #define AF_ATMSVC 20 /* ATM SVCs */ #define AF_RDS 21 /* RDS sockets */ #define AF_SNA 22 /* Linux SNA Project (nutters!) */ #define AF_IRDA 23 /* IRDA sockets */ #define AF_PPPOX 24 /* PPPoX sockets */ #define AF_WANPIPE 25 /* Wanpipe API Sockets */ #define AF_LLC 26 /* Linux LLC */ #define AF_CAN 29 /* Controller Area Network */ #define AF_TIPC 30 /* TIPC sockets */ #define AF_BLUETOOTH 31 /* Bluetooth sockets */ #define AF_IUCV 32 /* IUCV sockets */ #define AF_RXRPC 33 /* RxRPC sockets */ #define AF_ISDN 34 /* mISDN sockets */ #define AF_PHONET 35 /* Phonet sockets */ #define AF_IEEE802154 36 /* IEEE802154 sockets */ #define AF_CAIF 37 /* CAIF sockets */ #define AF_ALG 38 /* Algorithm sockets */ #define AF_NFC 39 /* NFC sockets */ #define AF_MAX 40 /* For now.. */
