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Linux 內核網絡之 Shutdown 的實現(xiàn)

系統(tǒng) Linux
shutdown 系統(tǒng)調用關閉連接的讀通道、寫通道或者讀寫通道。

shutdown 系統(tǒng)調用關閉連接的讀通道、寫通道或者讀寫通道。

對于讀通道,shutdown 丟棄所有進程還沒有讀取的數(shù)據(jù)以及調用 shutdown 之后到達的數(shù)據(jù)。

對于寫通道,shutdown 使用協(xié)議作相應的處理。對于 TCP,所有剩余的數(shù)據(jù)將被發(fā)送,返送完后發(fā)送 fin 報文。

以上就是 TCP 的半關閉特點。

asmlinkage long sys_shutdown(int fd, int how)
{
int err, fput_needed;
struct socket *sock;
sock = sockfd_lookup_light(fd, &err, &fput_needed);
if (sock != NULL) {
err = security_socket_shutdown(sock, how);
if (!err)
err = sock->ops->shutdown(sock, how); // inet_shutdown
fput_light(sock->file, fput_needed);
}
return err;
}
int inet_shutdown(struct socket *sock, int how)
{
struct sock sk = sock->sk;
int err = 0;
/ This should really check to make sure
? the socket is a TCP socket. (WHY AC...)
/
//how 增1 是為了利用how變量進行為操作
how++; / maps 0->1 has the advantage of making bit 1 rcvs and
1->2 bit 2 snds.
2->3 /
if ((how & ~SHUTDOWN_MASK) || !how) / MAXINT->0 /
return -EINVAL;
lock_sock(sk);
//根據(jù)傳輸控制塊的狀態(tài)重新設置套接口狀態(tài),使套接口狀態(tài)在完成關閉前只有2種
if (sock->state == SS_CONNECTING) {
if ((1 << sk->sk_state) &
(TCPF_SYN_SENT | TCPF_SYN_RECV | TCPF_CLOSE))
sock->state = SS_DISCONNECTING;
else
sock->state = SS_CONNECTED;
}
//若傳輸控制塊處于其他狀態(tài),則設置shutdown關閉方式后,調用傳輸層接口shutdown,進行具體傳輸層關閉
switch (sk->sk_state) {
case TCP_CLOSE:
err = -ENOTCONN;
/ Hack to wake up other listeners, who can poll for
POLLHUP, even on eg. unconnected UDP sockets -- RR /
default:
sk->sk_shutdown |= how; // 把關閉信息設置到sk_shutdown 中
if (sk->sk_prot->shutdown)
sk->sk_prot->shutdown(sk, how); // tcp_shutdown
break;
/ Remaining two branches are temporary solution for missing
? close() in multithreaded environment. It is not a good idea,
? but we have no choice until close() is repaired at VFS level.
/
//若處于TCP_LISTEN,則需要判斷關閉方式,若有接收方向的關閉操作,則和TCP_SYN_SENT處理一樣
case TCP_LISTEN:
if (!(how & RCV_SHUTDOWN))
break;
/ Fall through /
//若處于連接狀態(tài)過程中(LISTEN或者SYN_SENT狀態(tài)),則不允許在繼續(xù)連接,調用disconnect斷開連接操作
case TCP_SYN_SENT:
err = sk->sk_prot->disconnect(sk, O_NONBLOCK); // tcp_disconnect
sock->state = err ? SS_DISCONNECTING : SS_UNCONNECTED;
break;
}
/ Wake up anyone sleeping in poll. */
// 調用sk_state_change,喚醒在傳輸控制塊的等待隊列上的進程。sk_state_change 在 sock_init_data 中被初始化
sk->sk_state_change(sk);
release_sock(sk);
return err;
}

把關閉方式 設置到套接口 sk_shutdown 中。

若傳輸控制塊處于其他狀態(tài),調用 tcp_shutdown 。

若處于正在連接過程中,則調用 tcp_disconnect 斷開連接。
void tcp_shutdown(struct sock sk, int how)
{
/ We need to grab some memory, and put together a FIN,
? and then put it into the queue to be sent.
? Tim MacKenzie(??tym@dibbler.cs.monash.edu.au??) 4 Dec '92.
/
/ 不含有SEND_SHUTDOWN,返回,接收方關閉,不發(fā)fin */
if (!(how & SEND_SHUTDOWN))
return;
/* If we've already sent a FIN, or it's a closed state, skip this. /
/ 以下這幾個狀態(tài)發(fā)fin /
if ((1 << sk->sk_state) &
(TCPF_ESTABLISHED | TCPF_SYN_SENT |
TCPF_SYN_RECV | TCPF_CLOSE_WAIT)) {
/ Clear out any half completed packets. FIN if needed. /
if (tcp_close_state(sk)) / 設置新狀態(tài),發(fā)送fin */
tcp_send_fin(sk);
}
}
對于關閉讀通道,不需要發(fā)送 FIN 報文,直接返回。

對于關閉寫通道,把未發(fā)送出去的數(shù)據(jù)發(fā)送出去之后,發(fā)送 FIN 報文。

int tcp_disconnect(struct sock *sk, int flags)
{
struct inet_sock *inet = inet_sk(sk);
struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);
struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
int err = 0;
int old_state = sk->sk_state;
/* 不是close狀態(tài)則設置為close,從hash中刪除控制塊 */
if (old_state != TCP_CLOSE)
tcp_set_state(sk, TCP_CLOSE);
/* ABORT function of RFC793 /
/ LISTEN狀態(tài),停止監(jiān)聽 /
if (old_state == TCP_LISTEN) {
//刪除keepalive定時器,對全連接上的每個socket調用tcp_disconnect
inet_csk_listen_stop(sk);
/ 根據(jù)狀態(tài)確定是否需要發(fā)送rst
|| 下一個發(fā)送序號并不是最后一個隊列數(shù)據(jù)段序號
&& 是被動關閉的結束狀態(tài) /
} else if (tcp_need_reset(old_state) ||
(tp->snd_nxt != tp->write_seq &&
(1 << old_state) & (TCPF_CLOSING | TCPF_LAST_ACK))) {
/ The last check adjusts for discrepancy of Linux wrt. RFC
? states
/
/ 發(fā)送rst */
tcp_send_active_reset(sk, gfp_any());
sk->sk_err = ECONNRESET;
} else if (old_state == TCP_SYN_SENT)
sk->sk_err = ECONNRESET;
/* 清除定時器 /
tcp_clear_xmit_timers(sk);
/ 釋放接收隊列中的skb /
__skb_queue_purge(&sk->sk_receive_queue);
/ 釋放發(fā)送隊列中的skb */
sk_stream_writequeue_purge(sk);
/*釋放未按順序達到的skb */
__skb_queue_purge(&tp->out_of_order_queue);
#ifdef CONFIG_NET_DMA
__skb_queue_purge(&sk->sk_async_wait_queue);
#endif
/* 其他各種清理工作 */
inet->dport = 0;
...
return err;
}

對于監(jiān)聽,全連接上的每個 socket 調用 tcp_disconnect,最終會對每個socket 發(fā)送 RST 報文。也即是若 shutdown 的是半打開的連接,則發(fā)出 RST 來關閉連接。

若 shutdown 的是正常連接,那么關閉讀其實與對端是沒有關系的。只要本機把接收掉的消息丟掉,其實就等價于關閉讀了,并不一定非要對端關閉寫的。實際上,shutdown 正是這么干的。若參數(shù)中的標志位含有關閉讀,只是標識下,當我們調用 read 等方法時這個標識就起作用了,會使進程讀不到任何數(shù)據(jù)。

若參數(shù)中有標志位為關閉寫,則發(fā)出 FIN 包,告訴對方,本機不會再發(fā)消息了。

當關閉寫通道后,再次調用 send 發(fā)送數(shù)據(jù)時,直接返回失敗。

int tcp_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct sock *sk, struct msghdr *msg,
size_t size)
{
...
err = -EPIPE;
if (sk->sk_err || (sk->sk_shutdown & SEND_SHUTDOWN))
goto do_error;
...
}

同理,關閉讀通道后,再次調用 tcp_recvmsg 時不會讀取數(shù)據(jù),直接返回。

責任編輯:華軒 來源: 今日頭條
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