【C语言】Linux内核bind系统调用代码

一、Linux 4.9内核bind系统调用代码注释

int __sys_bind(int fd, struct sockaddr __user *umyaddr, int addrlen)
{struct socket *sock;                     // 定义socket对象的指针struct sockaddr_storage address;         // 用于存储从用户空间复制过来的地址int err, fput_needed;                    // 错误码和文件指针释放标志// 通过文件描述符获取socket对象，并检查是否需要释放文件指针sock = sockfd_lookup_light(fd, &err, &fput_needed);if (sock) {  // 如果获取socket对象成功// 将用户空间的socket地址复制到内核空间err = move_addr_to_kernel(umyaddr, addrlen, &address);if (err >= 0) {  // 如果地址复制成功// 进行安全检查，判断是否允许绑定操作err = security_socket_bind(sock, (struct sockaddr *)&address, addrlen);if (!err)  // 安全检查通过// 调用协议层的bind函数完成实际的绑定操作err = sock->ops->bind(sock, (struct sockaddr *)&address, addrlen);}// 根据fput_needed标志决定是否释放文件指针fput_light(sock->file, fput_needed);}return err;  // 返回操作结果
}// 定义bind系统调用
SYSCALL_DEFINE3(bind, int, fd, struct sockaddr __user *, umyaddr, int, addrlen)
{// 调用__sys_bind函数，并返回其结果return __sys_bind(fd, umyaddr, addrlen);
}

二、代码解释

这段代码来自较老的版本的Linux内核，是`bind`系统调用的实现，其作用是将一个本地地址绑定到一个socket上。在Linux网络编程中，`bind`函数用于指定socket的本地地址，通常用在服务端指定端口号。下面将逐段用中文解读这段代码：

int __sys_bind(int fd, struct sockaddr __user *umyaddr, int addrlen)
{

定义了函数`__sys_bind`，它接收三个参数：一个文件描述符`fd`，一个指向用户空间socket地址的指针`umyaddr`，以及地址的长度`addrlen`。

    struct socket *sock;struct sockaddr_storage address;int err, fput_needed;

定义几个局部变量：`sock`用于存储内核中的socket对象的指针，`address`用于临时存储socket地址信息，`err`用于记录错误代码，`fput_needed`用于标记是否需要释放文件指针。

    sock = sockfd_lookup_light(fd, &err, &fput_needed);

通过文件描述符`fd`获取对应的socket对象，并将该对象的地址存入`sock`。此外，记录任何查找错误到`err`，并设定是否需要释放文件指针到`fput_needed`。

    if (sock) {

如果成功获取到了socket对象（即`sock`不为NULL）。

        err = move_addr_to_kernel(umyaddr, addrlen, &address);

将用户空间中的socket地址`umyaddr`复制到内核空间中的`address`变量中，检查地址的有效性，如果成功则`err`为非负值。

        if (err >= 0) {err = security_socket_bind(sock,(struct sockaddr *)&address,addrlen);

如果地址成功移动到内核空间，接着进行安全检查，看是否允许bind操作。

            if (!err)err = sock->ops->bind(sock,(struct sockaddr *)&address, addrlen);}

如果通过了安全检查，调用对应协议的`bind`函数，以进行实际的绑定操作。

        fput_light(sock->file, fput_needed);

完成绑定操作后，根据之前记录的`fput_needed`变量的值来决定是否释放文件指针。

    }return err;
}

返回操作结果，如果`err`为0，则表示绑定成功；如果为负值，则表示绑定过程中出现了错误。
最后是`SYSCALL_DEFINE3`宏定义的`bind`函数，这是一个宏来方便地定义具有三个参数的系统调用，并最终调用`__sys_bind`来完成实际的工作：

SYSCALL_DEFINE3(bind, int, fd, struct sockaddr __user *, umyaddr, int, addrlen)
{return __sys_bind(fd, umyaddr, addrlen);
}

这部分定义了系统调用`bind`，接收三个参数，内部简单地调用了`__sys_bind`函数，并返回它的返回值。这个宏用于定义一个系统调用，它定义了一个名为bind的系统调用，该系统调用接受三个参数：fd、umyaddr和addrlen。SYSCALL_DEFINE3宏会生成一个系统调用的实现，该实现会将参数从用户空间复制到内核空间，然后调用__sys_bind函数来处理请求。

总之，这段代码实现了bind系统调用，它允许用户空间程序将套接字与本地地址和端口号关联起来。在绑定过程中，还进行了必要的安全检查和地址结构体的复制操作。