setsockopt & getsockopt
8.1 getsockopt和setsockopt int getsockopt(int sockfd,int level,int optname,void *optval,socklen_t *optlen)
int setsockopt(int sockfd,int level,int optname,const void *optval,socklen_t *optlen)
level指定控制套接字的层次.可以取三种值:
1)SOL_SOCKET：通用套接字选项.
2)IPPROTO_IP:IP选项.
3)IPPROTO_TCP:TCP选项.
optname指定控制的方式(选项的名称)，我们下面详细解释
optval获得或者是设置套接字选项.根据选项名称的数据类型进行转换
选项名称 说明 数据类型
========================================================================
SOL_SOCKET
------------------------------------------------------------------------
SO_BROADCAST 允许发送广播数据 int
SO_DEBUG 允许调试 int
SO_DONTROUTE 不查路由 int
SO_ERROR 获得套接字错误 int
SO_KEEPALIVE 保持连接 int
SO_LINGER 延迟关闭连接 struct linger
SO_OOBINLINE 带外数据放入正常数据流 int
SO_RCVBUF 接收缓冲区大小 int
SO_SNDBUF 发送缓冲区大小 int
SO_RCVLOWAT 接收缓冲区下限 int
SO_SNDLOWAT 发送缓冲区下限 int
SO_RCVTIMEO 接收超时 struct timeval
SO_SNDTIMEO 发送超时 struct timeval
SO_REUSERADDR 允许重用本地地址和端口 int
SO_TYPE 获得套接字类型 int
SO_BSDCOMPAT 与BSD系统兼容 int
==========================================================================
IPPROTO_IP
--------------------------------------------------------------------------
IP_HDRINCL 在数据包中包含IP首部 int
IP_OPTINOS IP首部选项 int
IP_TOS 服务类型
IP_TTL 生存时间 int
=============================================================
=============
IPPRO_TCP
--------------------------------------------------------------------------
TCP_MAXSEG TCP最大数据段的大小 int
TCP_NODELAY 不使用Nagle算法 int
=========================================================================
关于这些选项的详细情况请查看 Linux Programmer"s Manual
8.2 ioctl
ioctl可以控制所有的文件描述符的情况，这里介绍一下控制套接字的选项.
int ioctl(int fd,int req,...)
==========================================================================
ioctl的控制选项
--------------------------------------------------------------------------
SIOCATMARK 是否到达带外标记 int
FIOASYNC 异步输入/输出标志 int
FIONREAD 缓冲区可读的字节数 int
==========================================================================
套接口选项
在前面的几章中，我们讨论了使用套接口的基础内容。现在我们要来探讨一些可用的其他的特征。在我们掌握了这一章的概念之后，我们就为后面的套接口的高级主题做好了准备。在这一章，我们将会专注于下列主题：
如何使用getsockopt(2)函数获得套接口选项值
如何使用setsockopt(2)函数设置套接口选项值
如何使用这些常用的套接口选项
得到套接口选项
有时，一个程序需要确定为当前为一个套接口进行哪些选项设置。这对于一个子程序库函数尤其如此，因为这个库函数并不知道为这个套接口进行哪些设置，而这个套接口需要作为一个参数进行传递。程序也许需要知道类似于流默认使用的缓冲区的大小。
允许我们得到套接口选项值的为getsockopt函数。这个函数的概要如下：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int getsockopt(int s,
int level,
int optname,
void *optval,
socklen_t *optlen);
函数参数描述如下：
1 要进行选项检验的套接口s
2 选项检验所在的协议层level
3 要检验的选项optname
4 指向接收选项值的缓冲区的指针optval
5 指针optlen同时指向输入缓冲区的长度和返回的选项长度值
当函数成功时返回0。当发生错误时会返回-1，而错误原因会存放在外部变量errno中。
协议层参数指明了我们希望访问一个选项所在的协议栈。通常我们需要使用下面中的一个：
SOL_SOCKET来访问套接口层选项
SOL_TCP来访问TCP层选项
我们在这一章的讨论将会专注于SOL_SOCKET层选项的使用。
参数optname为一个整数值。在这里所使用的值首先是由所
选用的level参数来确定的。在一个指定的协议层，optname参数将会确定我们希望访问哪一个选项。下表列出了一些层与选项的组合值：
协议层 选项名字
SOL_SOCKET SO_REUSEADDR
SOL_SOCKET SO_KKEPALIVE
SOL_SOCKET SO_LINGER
SOL_SOCKET SO_BROADCAST
SOL_SOCKET SO_OOBINLINE
SOL_SOCKET SO_SNDBUF
SOL_SOCKET SO_RCVBUF
SOL_SOCKET SO_TYPE
SOL_SOCKET SO_ERROR
SOL_TCP SO_NODELAY
上表所列的大多数选项为套接口选项，其中的层是由SOL_SOCKET指定的。为了比较的目的包含了一个TCP层套接口选项，其中的层是由SOL_TCP指定的。
大多数套接口选项获得后存放在int数据类型中。当查看手册页时，数据类型int通常会有一些假设，除非表明了其他东西。当使用一个布尔值时，当值为非零时，int表示TRUE，而如果为零，则表示FALSE。
应用getsockopt(2)
在这一部分，我们将会编译并运行一个getsndrcv.c的程序，这个程序会获得并报告一个套接口的发送以及接收缓冲区的大小尺寸。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <assert.h>
static void bail(const char *on_what)
{
if(errno != 0)
{
fputs(strerror(errno),stderr);
fputs(": ",stderr);
}
fputs(on_what,stderr);
fputc('\n',stderr);
exit(1);
}
int main(int argc,char **argv)
{
int z;
int s=-1;
int sndbuf=0;
int rcvbuf=0;
socklen_t optlen;
s = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(s==-1)
bail("socket(2)");
optlen = sizeof sndbuf;
z = getsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf,&optlen);
if(z)
bail("getsockopt(s,SOL_SOCKET,"
"SO_SNDBUF)");
assert(optlen == sizeof sndbuf);
optlen = sizeof rcvbuf;
z = getsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&rcvbuf,&optlen);
if(z)
bail("getsockopt(s,SOL_SOCKET,"
"SO_RCVBUF)");
assert(optlen == sizeof rcvbuf);
printf("Socket s: %d\n",s);
printf("Send buf: %d bytes\n",sndbuf);
printf("Recv buf: %d bytes\n",rcvbuf);
close(s);
return 0;
}
程序的运行结果如下：
$ ./getsndrcv
socket s : 3
Send buf: 65535 bytes
Recv buf: 65535 bytes
设置套接口选项
如果认为套接口的默认发送以及接收缓冲区的尺寸太大时，作为程序设计者的我们可以将其设计为一个小的缓冲区。当我们程序一个程序的几个实例同时运行在我们的系统上时，这显得尤其重要。
可以通过setsockopt(2)函数来设计套接口选项。这个函数的概要如下：
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int setsockopt(int s,
int level,
int optname,
const void *optval,
socklen_t optlen);
这个函数与我们
在上面所讨论的getsockopt函数类似，setsockopt函数的参数描述如下：
1 选项改变所要影响的套接口s
2 选项的套接口层次level
3 要设计的选项名optname
4 指向要为新选项所设置的值的指针optval
5 选项值长度optlen
这个函数参数与上面的getsockopt函数的参数的区别就在于最后一个参数仅是传递参数值。在这种情况下只是一个输入值。
应用setsockopt函数
下面的例子代码为一个套接口改变了发送以及接收缓冲区的尺寸。在设置完这些选项以后，程序会得到并报告实际的缓冲区尺寸。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <assert.h>
static void bail(const char *on_what)
{
if(errno!=0)
{
fputs(strerror(errno),stderr);
fputs(": ",stderr);
}
fputs(on_what,stderr);
fputc('\n',stderr);
exit(1);
}
int main(int argc,char **argv)
{
int z;
int s=-1;
int sndbuf=0;
int rcvbuf=0;
socklen_t optlen;
s = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(s==-1)
bail("socket(2)");
sndbuf = 5000;
z = setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf,sizeof sndbuf);
if(z)
bail("setsockopt(s,SOL_SOCKET,"
"SO_SNDBUF)");
rcvbuf = 8192;
z = setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&rcvbuf,sizeof rcvbuf);
if(z)
recv函数bail("setsockopt(s,SOL_SOCKET,"
"SO_RCVBUF)");
optlen = sizeof sndbuf;
z = getsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,&sndbuf,&optlen);
if(z)
bail("getsockopt(s,SOL_SOCKET,"
"SO_SNDBUF)");
assert(optlen == sizeof sndbuf);
optlen = sizeof rcvbuf;
z = getsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,&rcvbuf,&optlen);
if(z)
bail("getsockopt(s,SOL_SOCKET"
"SO_RCVBUF)");
assert(optlen == sizeof rcvbuf);
printf("Socket s: %d\n",s);
printf(" Send buf: %d bytes\n",sndbuf);
printf(" Recv buf: %d bytes\n",rcvbuf);
close(s);
return 0;
}
程序的运行结果如下：
$ ./setsndrcv
Socket s : 3
Send buf: 10000 bytes
Recv buf: 16384 bytes
$
在这里我们要注意程序所报告的结果。他们看上去似乎是所指定的原始尺寸的两倍。这个原因可以由Linux内核源码模块net/core/sock.c中查到。我们可以查看一下SO_SNDBUF以及SO_RCVBUF的case语句。下面一段是由内核模块sock.c中摘录的一段处理SO_SNDBUF的代码：
398 case SO_SNDBUF:
399
403
404 if (val > sysctl_wmem_max)
405 val = sysctl_wmem_max;
406 set_sndbuf:
407 sk->sk_userlocks |= SOCK_SNDBUF_LOCK;
408 if ((val * 2) < SOCK_MIN_SNDBUF)
409
sk->sk_sndbuf = SOCK_MIN_SNDBUF;
410 else
411 sk->sk_sndbuf = val * 2;
412
413
417 sk->sk_write_space(sk);
418 break;
由这段代码我们可以看到实际发生在SO_SNDBUF上的事情：
1 检测SO_SNDBUF选项值来确定他是否超过了缓冲区的最大值
2 如果步骤1中的SO_SNDBUF选项值没有超过最大值，那么就使用这个最大值，而不会向调用者返回错误代码
3 如果SO_SNDBUF选项值的2倍小于套接口SO_SNDBUF的最小值，那么实际的SO_SNDBUF则会设置为SO_SNDBUF的最小值，否则则会SO_SNDBUF选项值则会设置为SO_SNDBUF选项值的2倍
从这里我们可以看出SO_SNDBUF的选项值只是所用的一个提示值。内核会最终确定为SO_SNDBUF所用的最佳值。
查看更多的内核源码，我们可以看到类似的情况也适用于SO_RCVBUF选项。如下面的一段摘录的代码：
427 case SO_RCVBUF:
428
432
433 if (val > sysctl_rmem_max)
434 val = sysctl_rmem_max;
435 set_rcvbuf:
436 sk->sk_userlocks |= SOCK_RCVBUF_LOCK;
437
452 if ((val * 2) < SOCK_MIN_RCVBUF)
453 sk->sk_rcvbuf = SOCK_MIN_RCVBUF;
454 else
455 sk->sk_rcvbuf = val * 2;
456 break;
取得套接口类型
实际上我们只可以得到一些套接口选项。SO_TYPE就是其中的一例。这个选项会允许传递套接口的一个子函数来确定正在处理的是哪一种套接口类型。
如下面是一段得到套接口s类型的示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <assert.h>
static void bail(const char *on_what)
{
if(errno!=0)
{
fputs(strerror(errno),stderr);
fputs(": ",stderr);
}
fputs(on_what,stderr);
fputc('\n',stderr);
exit(1);
}
int main(int argc,char **argv)
{
int z;
int s = -1;
int so_type = -1;
socklen_t optlen;
s = socket(PF_INET,SOCK_STREAM,0);
if(s==-1)
bail("socket(2)");
optlen = sizeof so_type;
z = getsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_TYPE,&so_type,&optlen);
if(z)
bail("getsockopt(s,SOL_SOCKET,"
"SO_TYPE)");
assert(optlen == sizeof so_type);
printf("Socket s: %d\n",s);
printf(" SO_TYPE : %d\n",so_type);
printf(" SO_STREAM = %d\n",SOCK_STREAM);
close(s);
return 0;
}
程序的运行结果如下：
$./gettype
Socket s: 3
SO_TYPE : 1
SO_STREAM = 1
设置SO_REUSEADDR选项
在第11章，"
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