TCP层accept系统调用的实现分析
inet_csk_accept函数实现了tcp协议accept操作,其主要完成的功能是,从已经完成三次握手的队列中取控制块,如果没有已经完成的连接,则需要根据阻塞标记来来区分对待,若非阻塞则直接返回,若阻塞则需要在一定时间范围内阻塞等待;
/*
* This will accept the next outstanding connection.
*/
struct sock *inet_csk_accept(struct sock *sk, int flags, int *err, bool kern)
{
struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
struct request_sock_queue *queue = &icsk->icsk_accept_queue;
struct request_sock *req;
struct sock *newsk;
int error; lock_sock(sk); /* We need to make sure that this socket is listening,
* and that it has something pending.
*/
error = -EINVAL; /* 不是listen状态 */
if (sk->sk_state != TCP_LISTEN)
goto out_err; /* Find already established connection */ /* 还没有已完成的连接 */
if (reqsk_queue_empty(queue)) { /* 获取等待时间,非阻塞为0 */
long timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & O_NONBLOCK); /* If this is a non blocking socket don't sleep */
error = -EAGAIN;
/* 非阻塞立即返回错误 */
if (!timeo)
goto out_err; /* 等待连接到来 */
error = inet_csk_wait_for_connect(sk, timeo);
if (error)
goto out_err;
} /* 从已完成连接队列中移除 */
req = reqsk_queue_remove(queue, sk); /* 设置新控制块指针 */
newsk = req->sk; /* TCP协议 && fastopen */
if (sk->sk_protocol == IPPROTO_TCP &&
tcp_rsk(req)->tfo_listener) {
spin_lock_bh(&queue->fastopenq.lock);
if (tcp_rsk(req)->tfo_listener) {
/* We are still waiting for the final ACK from 3WHS
* so can't free req now. Instead, we set req->sk to
* NULL to signify that the child socket is taken
* so reqsk_fastopen_remove() will free the req
* when 3WHS finishes (or is aborted).
*/
req->sk = NULL;
req = NULL;
}
spin_unlock_bh(&queue->fastopenq.lock);
}
out:
release_sock(sk); /* 释放请求控制块 */
if (req)
reqsk_put(req); /* 返回找到的连接控制块 */
return newsk;
out_err:
newsk = NULL;
req = NULL;
*err = error;
goto out;
}
如果请求队列中没有已完成握手的连接,并且套接字已经设置了阻塞标记,则需要加入调度队列等待连接的到来,inet_csk_wait_for_connect函数完成了这个功能;
/*
* Wait for an incoming connection, avoid race conditions. This must be called
* with the socket locked.
*/
static int inet_csk_wait_for_connect(struct sock *sk, long timeo)
{
struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
DEFINE_WAIT(wait);
int err; /*
* True wake-one mechanism for incoming connections: only
* one process gets woken up, not the 'whole herd'.
* Since we do not 'race & poll' for established sockets
* anymore, the common case will execute the loop only once.
*
* Subtle issue: "add_wait_queue_exclusive()" will be added
* after any current non-exclusive waiters, and we know that
* it will always _stay_ after any new non-exclusive waiters
* because all non-exclusive waiters are added at the
* beginning of the wait-queue. As such, it's ok to "drop"
* our exclusiveness temporarily when we get woken up without
* having to remove and re-insert us on the wait queue.
*/
for (;;) { /* 加入等待队列 */
prepare_to_wait_exclusive(sk_sleep(sk), &wait,
TASK_INTERRUPTIBLE);
release_sock(sk); /* 如果为空计算,进行调度 */
if (reqsk_queue_empty(&icsk->icsk_accept_queue))
timeo = schedule_timeout(timeo);
sched_annotate_sleep();
lock_sock(sk);
err = ;
/* 队列不为空*/
if (!reqsk_queue_empty(&icsk->icsk_accept_queue))
break;
err = -EINVAL;
/* 连接状态不是LISTEN */
if (sk->sk_state != TCP_LISTEN)
break;
/* 信号打断 */
err = sock_intr_errno(timeo);
if (signal_pending(current))
break;
err = -EAGAIN;
/* 调度超时 */
if (!timeo)
break;
}
/* 结束等待 */
finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
return err;
}
reqsk_queue_remove函数完成了将完成握手的控制块从请求队列移除的工作;
static inline struct request_sock *reqsk_queue_remove(struct request_sock_queue *queue,
struct sock *parent)
{
struct request_sock *req; spin_lock_bh(&queue->rskq_lock); /* 找到队列头 */
req = queue->rskq_accept_head;
if (req) {
/* 减少已连接计数 */
sk_acceptq_removed(parent);
/* 头部指向下一节点 */
queue->rskq_accept_head = req->dl_next; /* 队列为空 */
if (queue->rskq_accept_head == NULL)
queue->rskq_accept_tail = NULL;
}
spin_unlock_bh(&queue->rskq_lock);
return req;
}
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