APUE读书笔记-17高级进程通信（11）
使用unix域套接字进行文件符号传输
为了使用unix域套接字传递文件描述符号，我们调用sendmsg(2)和recvmsg(2)函数。两个函数会接收一个指向msghdr结构的指针，这个结构包含了我们想要接收和发送的所有信息。
下面的定义就和你的系统上面的结构类似：
struct msghdr {
void *msg_name; /* optional address */
socklen_t msg_namelen; /* address size in bytes */
struct iovec *msg_iov; /* array of I/O buffers */
int msg_iovlen; /* number of elements in array */
void *msg_control; /* ancillary data */
socklen_t msg_controllen; /* number of ancillary bytes */
int msg_flags; /* flags for received message */
};
- 前两个成员(msg_name/msg_namelen)用于在网络连接上面发送数据包，在每个数据包中可以指定目标地址。
- 接下来的两个元素(msg_iov/msgiovlen)允许我们指定一个数组缓存（分散读和聚集写），和我们前面描述的readv与writev函数类似。
- msg_flags域包含了描述消息接收的标记，前面谈到recvmsg的消息标记的时候对此进行过说明。
- 重点是两个用来处理传递和接收的控制信息的成员(msg_control/msg_controllen)
msg_control域指向cmsghdr（控制消息头部）结构，msg_controllen域包含控制信息的字节数目。
struct cmsghdr {
socklen_t cmsg_len; /* data byte count, including header */
int cmsg_level; /* originating protocol */
int cmsg_type; /* protocol-specific type */
/* followed by the actual control message data */
};
为发送一个文件描述符号，我们设置cmsg_len为cmsghdr结构的大小，加上一个整数（文件描述符）的大小。cmsg_level成员被设置成为SOL_SOCKET，cmsg_type被设置成为SCM_RIGHTS，以表明我们传递访问权限。(SCM代表套接字层次控制消息。)访问权限可以只通过unix域套接字来传递。文件描述符号存放在cmsg_type域后，通过使用宏CMSG_DATA来获得指向这个整数的指针。
(注：关于cmsgher中的cmsg_len与msghdr中的msg_controllen成员之间的区别，参见后面译者注。)
有三个宏可以被使用来访问控制数据，一个宏用来协助计算用于cmsg_len的值。
#include <sys/socket.h>
unsigned char *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cp);
返回：指向与cmsghdr结构相关联的数据。
struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *mp);
返回：指向和msghdr结构关联的，第一个cmsghdr结构，或者如果不存在则返回NULL。
struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *mp, struct cmsghdr *cp);
返回：在给定了当前的cmsghdr结构的前提下，获取指向和msghdr结构关联的，下一个cmsghdr结构，或者如果到达了最后一个则返回NULL。
unsigned int CMSG_LEN(unsigned int nbytes);
返回：返回分配了nbytes大小数据对象的cmsghdr总大小。（注：具体参见译者注）
Single UNIX Specification 定义了前面三个宏，但是忽略了CMSG_LEN。
CMSG_LEN宏返回用来存放大小为nbytes的数据对象的字节数目，是加入了cmsghdr结构大小之后的，根据处理器结构调整了对齐的，以及向上取整的。(??????从下面代码看好象是容纳nbytes数据的cmsghdr的大小，但是翻译上确实整个msghdr大小)
UNIX域套接字的send_fd函数
下面是用于UNIX域套接字的send_fd函数。
#include "apue.h"
#include <sys/socket.h>
/* size of control buffer to send/recv one file descriptor */
#define CONTROLLEN CMSG_LEN(sizeof(int))
static struct cmsghdr *cmptr = NULL; /* malloc'ed first time */
/*
* Pass a file descriptor to another process.
* If fd<0, then -fd is sent back instead as the error status.
*/
int send_fd(int fd, int fd_to_send)
{
struct iovec iov[1];
struct msghdr msg;
char buf[2]; /* send_fd()/recv_fd() 2-byte protocol */
iov[0].iov_base = buf;
iov[0].iov_len = 2;
msg.msg_iov = iov;
msg.msg_iovlen = 1;
msg.msg_name = NULL;
msg.msg_namelen = 0;
if (fd_to_send < 0) {
msg.msg_control = NULL;
msg.msg_controllen = 0;
buf[1] = -fd_to_send; /* nonzero status means error */
if (buf[1] == 0)
buf[1] = 1; /* -256, etc. would screw up protocol */
} else {
if (cmptr == NULL && (cmptr = malloc(CONTROLLEN)) == NULL)
return(-1);
cmptr->cmsg_level = SOL_SOCKET;
cmptr->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
cmptr->cmsg_len = CONTROLLEN;
msg.msg_control = cmptr;
msg.msg_controllen = CONTROLLEN;
*(int *)CMSG_DATA(cmptr) = fd_to_send; /* the fd to pass */
buf[1] = 0; /* zero status means OK */
}
buf[0] = 0; /* null byte flag to recv_fd() */
if (sendmsg(fd, &msg, 0) != 2)
return(-1);
return(0);
}
在sendmsg调用中，我们发送协议数据（null和状态字节）以及文件描述符号。
用于UNIX域套接字的recv_fd函数
为接收一个文件描述符号，我们需要分配足够的空间给cmsghdr结构以及文件描述符号，设置msg_control指向分配的区域，然后调用recvmsg。我们使用CMSG_LEN宏来计算需要的空间。
我们从套接字读取，直到读取到状态字节之前的null字节。所有到达这个null字节的都是来自发送者的错误消息，请看如下代码：
#include "apue.h"
#include <sys/socket.h> /* struct msghdr */
/* size of control buffer to send/recv one file descriptor */
#define CONTROLLEN CMSG_LEN(sizeof(int))
static struct cmsghdr *cmptr = NULL; /* malloc'ed first time */
/*
* Receive a file descriptor from a server process. Also, any data
* received is passed to (*userfunc)(STDERR_FILENO, buf, nbytes).
* We have a 2-byte protocol for receiving the fd from send_fd().
*/
int recv_fd(int fd, ssize_t (*userfunc)(int, const void *, size_t))
{
int newfd, nr, status;
char *ptr;
char buf[MAXLINE];
struct iovec iov[1];
struct msghdr msg;
status = -1;
for ( ; ; ) {
iov[0].iov_base = buf;
iov[0].iov_len = sizeof(buf);
msg.msg_iov = iov;
msg.msg_iovlen = 1;
msg.msg_name = NULL;
msg.msg_namelen = 0;
if (cmptr == NULL && (cmptr = malloc(CONTROLLEN)) == NULL)
return(-1);
msg.msg_control = cmptr;
msg.msg_controllen = CONTROLLEN;
if ((nr = recvmsg(fd, &msg, 0)) < 0) {
err_sys("recvmsg error");
} else if (nr == 0) {
err_ret("connection closed by server");
return(-1);
}
/*
* See if this is the final data with null & status. Null
* is next to last byte of buffer; status byte is last byte.
* Zero status means there is a file descriptor to receive.
*/
for (ptr = buf; ptr < &buf[nr]; ) {
if (*ptr++ == 0) {
if (ptr != &buf[nr-1])
err_dump("message format error");
status = *ptr & 0xFF; /* prevent sign extension */
if (status == 0) {
if (msg.msg_controllen != CONTROLLEN)
err_dump("status = 0 but no fd");
newfd = *(int *)CMSG_DATA(cmptr);
} else {
newfd = -status;
}
nr -= 2;
}
}
if (nr > 0 && (*userfunc)(STDERR_FILENO, buf, nr) != nr)
return(-1);
if (status >= 0) /* final data has arrived */
return(newfd); /* descriptor, or -status */
}
}
注意，我们一直在准备接收一个文件描述符号（每次调用recvmsg之前，我们设置msg_control和msg_controllen），但是，只有msg_controllen返回为非0的时候，我们才接收一个文件描述符号。
