9 Man Pages

Trong thế giới Unix, có một đống sách hướng dẫn. Chúng có những phần nhỏ mô tả từng hàm riêng lẻ mà bạn có sẵn để dùng.

Dĩ nhiên, “manual” sẽ là từ quá dài để gõ. Ý tôi là, không ai trong thế giới Unix, kể cả tôi, thích gõ nhiều đến thế. Thật ra tôi có thể nói dài tràng giang đại hải về chuyện tôi thích ngắn gọn đến mức nào, nhưng thay vào đó tôi sẽ ngắn gọn và không làm bạn chán với những bài diễn văn lê thê về chuyện tôi cực kỳ kinh ngạc ưa chuộng sự ngắn gọn đến cỡ nào trong hầu hết mọi hoàn cảnh ở tính tổng thể trọn vẹn của chúng.

[Tiếng vỗ tay]

Cảm ơn. Ý tôi muốn nói là, các trang này được gọi là “man page” trong thế giới Unix, và tôi đã đưa vào đây biến thể cắt gọn của riêng tôi để bạn đọc thư giãn. Vấn đề là, nhiều trong số các hàm này tổng quát hơn nhiều so với tôi tiết lộ, nhưng tôi chỉ sẽ trình bày các phần liên quan đến Lập Trình Socket Internet.

Nhưng khoan! Đó chưa phải là tất cả những gì sai với man page của tôi:

• Chúng không đầy đủ và chỉ trình bày phần căn bản từ hướng dẫn.
• Có rất nhiều man page khác ngoài đời thực hơn cái này.
• Chúng khác với những cái trên hệ thống của bạn.
• Các file header có thể khác cho một số hàm nhất định trên hệ thống của bạn.
• Tham số hàm có thể khác cho một số hàm nhất định trên hệ thống của bạn.

Nếu bạn muốn thông tin thật, kiểm tra man page Unix cục bộ của bạn bằng cách gõ man gì_đó, trong đó “gì_đó” là thứ bạn cực kỳ quan tâm tới, ví dụ “accept”. (Tôi chắc Microsoft Visual Studio có thứ gì đó tương tự trong phần help của họ. Nhưng “man” tốt hơn vì nó ngắn gọn hơn “help” một byte. Unix lại thắng!)

Vậy, nếu chúng thiếu sót như thế, tại sao lại đưa chúng vào Hướng Dẫn? Có vài lý do, nhưng lý do tốt nhất là (a) những phiên bản này được nhắm cụ thể vào lập trình mạng và dễ tiêu hóa hơn bản thật, và (b) những phiên bản này có ví dụ!

À! Và nói về ví dụ, tôi có xu hướng không đưa tất cả phần kiểm tra lỗi vào vì nó thật sự làm tăng độ dài của code. Nhưng bạn tuyệt đối nên kiểm tra lỗi gần như mỗi khi bạn gọi bất kỳ system call nào trừ khi bạn hoàn toàn 100% chắc chắn nó sẽ không thất bại, và có lẽ bạn vẫn nên làm vậy kể cả khi đó!

9.1 accept()

Nhận một kết nối đi tới trên socket đang lắng nghe

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

Description

Khi bạn đã mất công lấy một socket SOCK_STREAM và cấu hình nó để nhận kết nối đi tới với listen(), rồi bạn gọi accept() để thực sự có được một socket descriptor mới dùng cho các giao tiếp tiếp theo với client vừa kết nối.

Socket cũ mà bạn đang dùng để lắng nghe vẫn còn đó, và sẽ được dùng cho các lời gọi accept() tiếp theo khi chúng đến.

accept() thường sẽ block, và bạn có thể dùng select() để dòm socket descriptor đang lắng nghe trước để xem nó có “sẵn sàng đọc” không. Nếu có, thì có một kết nối mới đang đợi được accept()! Yay! Hoặc, bạn có thể đặt cờ O_NONBLOCK trên socket đang lắng nghe bằng fcntl(), và khi đó nó sẽ không bao giờ block, thay vào đó nó chọn trả về -1 với errno được gán thành EWOULDBLOCK.

Socket descriptor do accept() trả về là một socket descriptor thực thụ, đang mở và đang kết nối tới host remote. Bạn phải close() nó khi dùng xong.

Return Value

accept() trả về socket descriptor vừa kết nối, hoặc -1 nếu lỗi, với errno được gán phù hợp.

Example

struct sockaddr_storage their_addr;
socklen_t addr_size;
struct addrinfo hints, *res;
int sockfd, new_fd;

// first, load up address structs with getaddrinfo():

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;  // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE;     // fill in my IP for me

getaddrinfo(NULL, MYPORT, &hints, &res);

// make a socket, bind it, and listen on it:

sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);
listen(sockfd, BACKLOG);

// now accept an incoming connection:

addr_size = sizeof their_addr;
new_fd = accept(sockfd, (struct sockaddr *)&their_addr, &addr_size);

// ready to communicate on socket descriptor new_fd!

See Also

socket(), getaddrinfo(), listen(), struct sockaddr_in

9.2 bind()

Gắn socket với một địa chỉ IP và số port

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, socklen_t addrlen);

Description

Khi một máy remote muốn kết nối tới chương trình server của bạn, nó cần hai mẩu thông tin: địa chỉ IP và số port. Lời gọi bind() cho phép bạn làm đúng chuyện đó.

Đầu tiên, bạn gọi getaddrinfo() để nạp một struct sockaddr với thông tin địa chỉ đích và port. Rồi bạn gọi socket() để có một socket descriptor, rồi bạn truyền socket và địa chỉ vào bind(), và địa chỉ IP cùng port được gắn vào socket một cách thần kỳ (dùng phép thuật thật sự)!

Nếu bạn không biết địa chỉ IP của mình, hoặc bạn biết mình chỉ có một địa chỉ IP trên máy, hoặc bạn không quan tâm địa chỉ IP nào của máy được dùng, bạn có thể chỉ cần truyền cờ AI_PASSIVE vào tham số hints của getaddrinfo(). Cái này làm gì? Nó điền phần địa chỉ IP của struct sockaddr bằng một giá trị đặc biệt báo cho bind() biết rằng nó nên tự động điền địa chỉ IP của host này.

Cái gì cái gì? Giá trị đặc biệt nào được nạp vào địa chỉ IP của struct sockaddr để làm nó tự động điền địa chỉ bằng host hiện tại? Tôi sẽ nói cho bạn biết, nhưng nhớ là chuyện này chỉ khi bạn đang điền struct sockaddr bằng tay; nếu không, dùng kết quả từ getaddrinfo(), như trên. Ở IPv4, trường sin_addr.s_addr của struct sockaddr_in được gán thành INADDR_ANY. Ở IPv6, trường sin6_addr của struct sockaddr_in6 được gán từ biến toàn cục in6addr_any. Hoặc, nếu bạn đang khai báo một struct in6_addr mới, bạn có thể khởi tạo nó bằng IN6ADDR_ANY_INIT.

Cuối cùng, tham số addrlen nên được gán bằng sizeof my_addr.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

// modern way of doing things with getaddrinfo()

struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;

// first, load up address structs with getaddrinfo():

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;  // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE;     // fill in my IP for me

getaddrinfo(NULL, "3490", &hints, &res);

// make a socket:
// (you should actually walk the "res" linked list and error-check!)

sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);

// bind it to the port we passed in to getaddrinfo():

bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);

// example of packing a struct by hand, IPv4

struct sockaddr_in myaddr;
int s;

myaddr.sin_family = AF_INET;
myaddr.sin_port = htons(3490);

// you can specify an IP address:
inet_pton(AF_INET, "63.161.169.137", &(myaddr.sin_addr));

// or you can let it automatically select one:
myaddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;

s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(s, (struct sockaddr*)&myaddr, sizeof myaddr);

See Also

getaddrinfo(), socket(), struct sockaddr_in, struct in_addr

9.3 connect()

Kết nối một socket tới server

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int connect(int sockfd, const struct sockaddr *serv_addr,
            socklen_t addrlen);

Description

Khi đã dựng được một socket descriptor bằng lời gọi socket(), bạn có thể connect() socket đó tới một server remote bằng system call tên gọi rất đúng bản chất là connect(). Tất cả những gì bạn cần làm là truyền cho nó socket descriptor và địa chỉ của server bạn muốn làm quen. (À, và độ dài của địa chỉ, thứ thường được truyền cho các hàm kiểu này.)

Thông thường thông tin này đi kèm như kết quả của lời gọi getaddrinfo(), nhưng bạn có thể tự điền struct sockaddr của mình nếu muốn.

Nếu bạn chưa gọi bind() trên socket descriptor, nó sẽ tự động được bind vào địa chỉ IP của bạn và một port local ngẫu nhiên. Chuyện này thường ổn với bạn nếu bạn không phải server, vì bạn không thực sự quan tâm port local của mình là gì; bạn chỉ quan tâm port remote là gì để có thể đặt nó vào tham số serv_addr. Bạn có thể gọi bind() nếu bạn thực sự muốn socket client của mình nằm trên một địa chỉ IP và port cụ thể, nhưng chuyện này khá hiếm.

Khi socket đã connect(), bạn tự do send() và recv() dữ liệu trên nó tùy ý.

Ghi chú đặc biệt: nếu bạn connect() một socket UDP SOCK_DGRAM tới một host remote, bạn có thể dùng send() và recv() cũng như sendto() và recvfrom(). Nếu bạn muốn.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

// connect to www.example.com port 80 (http)

struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;

// first, load up address structs with getaddrinfo():

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;  // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;

// we could put "80" instead on "http" on the next line:
getaddrinfo("www.example.com", "http", &hints, &res);

// make a socket:

sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);

// connect it to the address and port we passed in to getaddrinfo():

connect(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);

See Also

socket(), bind()

9.4 close()

Đóng một socket descriptor

Synopsis

#include <unistd.h>

int close(int s);

Description

Sau khi bạn đã dùng xong socket cho bất kỳ âm mưu điên rồ nào bạn đã bày ra và bạn không muốn send() hay recv() hay, nói thẳng, làm bất cứ gì khác với socket này, bạn có thể close() nó, và nó sẽ được giải phóng, không bao giờ dùng lại nữa.

Đầu bên kia có thể biết chuyện này xảy ra bằng một trong hai cách. Một: nếu đầu bên kia gọi recv(), nó sẽ trả về 0. Hai: nếu đầu bên kia gọi send(), nó sẽ nhận signal SIGPIPE và send() sẽ trả về -1 và errno sẽ được gán thành EPIPE.

Người dùng Windows: hàm bạn cần dùng tên là closesocket(), không phải close(). Nếu bạn thử dùng close() trên socket descriptor, có thể Windows sẽ nổi giận… Và bạn sẽ không thích nó khi nó nổi giận đâu.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

s = socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
.
.
.
// a whole lotta stuff...*BRRRONNNN!*
.
.
.
close(s);  // not much to it, really.

See Also

socket(), shutdown()

9.5 getaddrinfo(), freeaddrinfo(), gai_strerror()

Lấy thông tin về một tên host và/hoặc service, rồi nạp một struct sockaddr với kết quả.

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int getaddrinfo(const char *nodename, const char *servname,
                const struct addrinfo *hints,
                struct addrinfo **res);

void freeaddrinfo(struct addrinfo *ai);

const char *gai_strerror(int ecode);

struct addrinfo {
  int     ai_flags;          // AI_PASSIVE, AI_CANONNAME, ...
  int     ai_family;         // AF_xxx
  int     ai_socktype;       // SOCK_xxx
  int     ai_protocol;       // 0 (auto) or IPPROTO_TCP, IPPROTO_UDP 

  socklen_t  ai_addrlen;     // length of ai_addr
  char   *ai_canonname;      // canonical name for nodename
  struct sockaddr  *ai_addr; // binary address
  struct addrinfo  *ai_next; // next structure in linked list
};

Description

getaddrinfo() là một hàm xuất sắc sẽ trả về thông tin về một tên host cụ thể (như địa chỉ IP của nó) và nạp một struct sockaddr cho bạn, lo hết các chi tiết lỉnh kỉnh (như IPv4 hay IPv6). Nó thay thế các hàm cũ gethostbyname() và getservbyname(). Mô tả ở dưới có một đống thông tin có thể hơi ngợp, nhưng cách dùng thực tế khá đơn giản. Có thể đáng xem ví dụ trước.

Tên host mà bạn quan tâm đặt vào tham số nodename. Địa chỉ có thể là một tên host, như “www.example.com”, hoặc một địa chỉ IPv4 hay IPv6 (truyền vào dạng chuỗi). Tham số này cũng có thể là NULL nếu bạn đang dùng cờ AI_PASSIVE (xem bên dưới).

Tham số servname về cơ bản là số port. Nó có thể là một số port (truyền vào dạng chuỗi, như “80”), hoặc nó có thể là tên service, như “http”, “tftp”, “smtp”, “pop”, vân vân. Tên service nổi tiếng có thể tìm thấy trong IANA Port List⁵⁰ hoặc trong file /etc/services của bạn.

Cuối cùng, cho các tham số đầu vào, chúng ta có hints. Đây thật sự là nơi bạn định nghĩa những gì hàm getaddrinfo() sẽ làm. Xóa toàn bộ struct về không trước khi dùng bằng memset(). Hãy xem qua các trường bạn cần cấu hình trước khi dùng.

ai_flags có thể được gán thành nhiều thứ, nhưng đây là vài cái quan trọng. (Có thể chỉ định nhiều cờ bằng cách OR bitwise chúng lại với toán tử |.) Kiểm tra man page của bạn để có danh sách cờ đầy đủ.

AI_CANONNAME làm cho ai_canonname của kết quả được điền bằng tên canonical (thật) của host. AI_PASSIVE làm cho địa chỉ IP của kết quả được điền bằng INADDR_ANY (IPv4) hoặc in6addr_any (IPv6); điều này khiến lời gọi bind() tiếp theo tự động điền địa chỉ IP của struct sockaddr bằng địa chỉ của host hiện tại. Tuyệt vời cho việc dựng server khi bạn không muốn hardcode địa chỉ.

Nếu bạn có dùng cờ AI_PASSIVE, thì bạn có thể truyền NULL vào nodename (vì sau đó bind() sẽ điền nó cho bạn).

Tiếp tục với các tham số đầu vào, có lẽ bạn sẽ muốn gán ai_family thành AF_UNSPEC, báo cho getaddrinfo() tìm cả địa chỉ IPv4 lẫn IPv6. Bạn cũng có thể tự giới hạn mình ở một trong hai bằng AF_INET hoặc AF_INET6.

Kế tiếp, trường socktype nên được gán thành SOCK_STREAM hoặc SOCK_DGRAM, tùy vào loại socket bạn muốn.

Cuối cùng, cứ để ai_protocol ở 0 để tự động chọn kiểu protocol của bạn.

Giờ, sau khi bạn đã có tất cả thứ đó, bạn có thể cuối cùng gọi getaddrinfo()!

Dĩ nhiên, đây là nơi vui bắt đầu. res giờ sẽ trỏ tới một linked list của các struct addrinfo, và bạn có thể đi qua danh sách này để lấy tất cả địa chỉ khớp với những gì bạn đã truyền vào qua hints.

Giờ, có khả năng bạn sẽ có một vài địa chỉ không chạy được vì lý do này hay lý do khác, nên cái man page Linux làm là lặp qua danh sách gọi socket() và connect() (hoặc bind() nếu bạn đang dựng server với cờ AI_PASSIVE) cho đến khi thành công.

Cuối cùng, khi bạn đã dùng xong linked list, bạn cần gọi freeaddrinfo() để giải phóng bộ nhớ (nếu không nó sẽ bị rò rỉ, và Một Số Người sẽ nổi giận).

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc khác không nếu lỗi. Nếu trả về khác không, bạn có thể dùng hàm gai_strerror() để có phiên bản in được của mã lỗi trong giá trị trả về.

Example

// code for a client connecting to a server
// namely a stream socket to www.example.com on port 80 (http)
// either IPv4 or IPv6

int sockfd;  
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
int rv;

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC; // use AF_INET6 to force IPv6
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;

rv = getaddrinfo("www.example.com", "http", &hints, &servinfo);
if (rv != 0) {
    fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
    exit(1);
}

// loop through all the results and connect to the first we can
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
    if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
            p->ai_protocol)) == -1) {
        perror("socket");
        continue;
    }

    if (connect(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1) {
        perror("connect");
        close(sockfd);
        continue;
    }

    break; // if we get here, we must have connected successfully
}

if (p == NULL) {
    // looped off the end of the list with no connection
    fprintf(stderr, "failed to connect\n");
    exit(2);
}

freeaddrinfo(servinfo); // all done with this structure

// code for a server waiting for connections
// namely a stream socket on port 3490, on this host's IP
// either IPv4 or IPv6.

int sockfd;  
struct addrinfo hints, *servinfo, *p;
int rv;

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC; // use AF_INET6 to force IPv6
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE; // use my IP address

if ((rv = getaddrinfo(NULL, "3490", &hints, &servinfo)) != 0) {
    fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(rv));
    exit(1);
}

// loop through all the results and bind to the first we can
for(p = servinfo; p != NULL; p = p->ai_next) {
    if ((sockfd = socket(p->ai_family, p->ai_socktype,
            p->ai_protocol)) == -1) {
        perror("socket");
        continue;
    }

    if (bind(sockfd, p->ai_addr, p->ai_addrlen) == -1) {
        close(sockfd);
        perror("bind");
        continue;
    }

    break; // if we get here, we must have connected successfully
}

if (p == NULL) {
    // looped off the end of the list with no successful bind
    fprintf(stderr, "failed to bind socket\n");
    exit(2);
}

freeaddrinfo(servinfo); // all done with this structure

See Also

gethostbyname(), getnameinfo()

9.6 gethostname()

Trả về tên của hệ thống

Synopsis

#include <sys/unistd.h>

int gethostname(char *name, size_t len);

Description

Hệ thống của bạn có tên. Tất cả đều có. Cái này Unix hơn một chút so với phần mạng chúng ta đã nói, nhưng nó vẫn có chỗ dùng.

Ví dụ, bạn có thể lấy tên host của mình, rồi gọi gethostbyname() để tìm ra địa chỉ IP của mình.

Tham số name nên trỏ tới một buffer sẽ chứa tên host, và len là kích thước của buffer đó tính theo byte. gethostname() sẽ không ghi đè quá cuối buffer (nó có thể trả về lỗi, hoặc có thể chỉ ngưng ghi), và nó sẽ thêm NUL kết thúc chuỗi nếu có chỗ trong buffer.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

char hostname[128];

gethostname(hostname, sizeof hostname);
printf("My hostname: %s\n", hostname);

See Also

gethostbyname()

9.7 gethostbyname(), gethostbyaddr()

Lấy địa chỉ IP cho một hostname, hoặc ngược lại

Synopsis

#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

struct hostent *gethostbyname(const char *name); // DEPRECATED!
struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type);

Description

XIN LƯU Ý: hai hàm này đã được thay thế bởi getaddrinfo() và getnameinfo()! Đặc biệt, gethostbyname() không chạy tốt với IPv6.

Các hàm này ánh xạ qua lại giữa tên host và địa chỉ IP. Ví dụ, nếu bạn có “www.example.com”, bạn có thể dùng gethostbyname() để lấy địa chỉ IP của nó và lưu vào một struct in_addr.

Ngược lại, nếu bạn có một struct in_addr hoặc một struct in6_addr, bạn có thể dùng gethostbyaddr() để lấy hostname. Hàm gethostbyaddr() có tương thích IPv6, nhưng bạn nên dùng hàm mới sáng bóng hơn là getnameinfo() thay thế.

(Nếu bạn có một chuỗi chứa địa chỉ IP ở dạng chấm-và-số mà bạn muốn tra hostname, bạn sẽ dùng getaddrinfo() với cờ AI_CANONNAME sẽ tốt hơn.)

gethostbyname() nhận một chuỗi như “www.yahoo.com”, và trả về một struct hostent chứa hàng đống thông tin, bao gồm địa chỉ IP. (Thông tin khác là tên host chính thức, danh sách alias, kiểu địa chỉ, độ dài của các địa chỉ, và danh sách địa chỉ, đó là struct đa mục đích khá dễ dùng cho mục đích cụ thể của chúng ta một khi bạn hiểu cách.)

gethostbyaddr() nhận một struct in_addr hoặc struct in6_addr và đưa về cho bạn một tên host tương ứng (nếu có một), nên nó hơi kiểu ngược lại của gethostbyname(). Về tham số, dù addr là char*, thực chất bạn muốn truyền vào một con trỏ tới struct in_addr. len nên là sizeof(struct in_addr), và type nên là AF_INET.

Vậy cái struct hostent được trả về này là gì? Nó có một số trường chứa thông tin về host đang nói.

Return Value

Trả về một con trỏ tới struct hostent kết quả nếu thành công, hoặc NULL nếu lỗi.

Thay vì perror() thông thường và mấy thứ bạn thường dùng để báo lỗi, các hàm này có kết quả song song trong biến h_errno, có thể in bằng các hàm herror() hoặc hstrerror(). Chúng hoạt động giống các hàm errno, perror(), và strerror() cổ điển mà bạn đã quen.

Example

// THIS IS A DEPRECATED METHOD OF GETTING HOST NAMES
// use getaddrinfo() instead!

#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <netdb.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int i;
    struct hostent *he;
    struct in_addr **addr_list;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr,"usage: ghbn hostname\n");
        return 1;
    }

    if ((he = gethostbyname(argv[1])) == NULL) {  // get host info
        herror("gethostbyname");
        return 2;
    }

    // print information about this host:
    printf("Official name is: %s\n", he->h_name);
    printf("    IP addresses: ");
    addr_list = (struct in_addr **)he->h_addr_list;
    for(i = 0; addr_list[i] != NULL; i++) {
        printf("%s ", inet_ntoa(*addr_list[i]));
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

// THIS HAS BEEN SUPERSEDED
// use getnameinfo() instead!

struct hostent *he;
struct in_addr ipv4addr;
struct in6_addr ipv6addr;

inet_pton(AF_INET, "192.0.2.34", &ipv4addr);
he = gethostbyaddr(&ipv4addr, sizeof ipv4addr, AF_INET);
printf("Host name: %s\n", he->h_name);

inet_pton(AF_INET6, "2001:db8:63b3:1::beef", &ipv6addr);
he = gethostbyaddr(&ipv6addr, sizeof ipv6addr, AF_INET6);
printf("Host name: %s\n", he->h_name);

See Also

getaddrinfo(), getnameinfo(), gethostname(), errno, perror(), strerror(), struct in_addr

9.8 getnameinfo()

Tra thông tin tên host và tên service cho một struct sockaddr đã cho.

Synopsis

#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int getnameinfo(const struct sockaddr *sa, socklen_t salen,
                char *host, size_t hostlen,
                char *serv, size_t servlen, int flags);

Description

Hàm này là ngược lại của getaddrinfo(), nghĩa là, hàm này nhận một struct sockaddr đã được nạp và tra tên cùng tên service trên đó. Nó thay thế các hàm cũ gethostbyaddr() và getservbyport().

Bạn phải truyền vào một con trỏ tới struct sockaddr (thực chất có thể là struct sockaddr_in hoặc struct sockaddr_in6 đã được cast) trong tham số sa, và độ dài của struct đó trong salen.

Tên host và tên service kết quả sẽ được ghi vào vùng được trỏ tới bởi các tham số host và serv. Dĩ nhiên, bạn phải chỉ định độ dài tối đa của các buffer này trong hostlen và servlen.

Cuối cùng, có vài cờ bạn có thể truyền, nhưng đây là vài cái hay. NI_NOFQDN sẽ làm cho host chỉ chứa tên host, không phải tên domain đầy đủ. NI_NAMEREQD sẽ làm hàm thất bại nếu không tìm được tên qua DNS lookup (nếu bạn không chỉ định cờ này và không tìm được tên, getnameinfo() sẽ đặt phiên bản chuỗi của địa chỉ IP vào host thay thế).

Như mọi khi, kiểm tra man page cục bộ của bạn để có thông tin đầy đủ.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc khác không nếu lỗi. Nếu giá trị trả về khác không, nó có thể được truyền cho gai_strerror() để có chuỗi dễ đọc. Xem getaddrinfo để biết thêm.

Example

struct sockaddr_in6 sa; // could be IPv4 if you want
char host[1024];
char service[20];

// pretend sa is full of good information about the host and port...

getnameinfo(&sa, sizeof sa, host, sizeof host, service,
            sizeof service, 0);

printf("   host: %s\n", host);    // e.g. "www.example.com"
printf("service: %s\n", service); // e.g. "http"

See Also

getaddrinfo(), gethostbyaddr()

9.9 getpeername()

Trả về thông tin địa chỉ về đầu remote của kết nối

Synopsis

#include <sys/socket.h>

int getpeername(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *len);

Description

Khi bạn đã accept() một kết nối remote, hoặc connect() tới một server, bạn giờ có cái gọi là peer. Peer của bạn đơn giản là máy tính bạn đang kết nối tới, được nhận diện bằng một địa chỉ IP và một port. Vậy…

getpeername() đơn giản trả về một struct sockaddr_in được điền thông tin về máy bạn đang kết nối tới.

Tại sao nó được gọi là “name”? Có nhiều loại socket khác nhau, không chỉ Internet Socket như chúng ta đang dùng trong hướng dẫn này, nên “name” là thuật ngữ tổng quát hay bao phủ mọi trường hợp. Trong trường hợp của chúng ta, “name” của peer là địa chỉ IP và port của nó.

Mặc dù hàm trả về kích thước của địa chỉ kết quả trong len, bạn phải nạp sẵn len bằng kích thước của addr.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

// assume s is a connected socket

socklen_t len;
struct sockaddr_storage addr;
char ipstr[INET6_ADDRSTRLEN];
int port;

len = sizeof addr;
getpeername(s, (struct sockaddr*)&addr, &len);

// deal with both IPv4 and IPv6:
if (addr.ss_family == AF_INET) {
    struct sockaddr_in *s = (struct sockaddr_in *)&addr;
    port = ntohs(s->sin_port);
    inet_ntop(AF_INET, &s->sin_addr, ipstr, sizeof ipstr);
} else { // AF_INET6
    struct sockaddr_in6 *s = (struct sockaddr_in6 *)&addr;
    port = ntohs(s->sin6_port);
    inet_ntop(AF_INET6, &s->sin6_addr, ipstr, sizeof ipstr);
}

printf("Peer IP address: %s\n", ipstr);
printf("Peer port      : %d\n", port);

See Also

gethostname(), gethostbyname(), gethostbyaddr()

9.10 errno

Giữ mã lỗi cho system call vừa gọi

Synopsis

#include <errno.h>

int errno;

Description

Đây là biến giữ thông tin lỗi cho nhiều system call. Nếu bạn còn nhớ, những thứ như socket() và listen() trả về -1 khi lỗi, và chúng đặt giá trị cụ thể của errno để cho bạn biết lỗi nào đã xảy ra.

File header errno.h liệt kê một đống tên ký hiệu hằng cho các lỗi, như EADDRINUSE, EPIPE, ECONNREFUSED, vân vân. Man page cục bộ của bạn sẽ cho bạn biết mã nào có thể được trả về như là lỗi, và bạn có thể dùng chúng ở runtime để xử lý các lỗi khác nhau theo cách khác nhau.

Hoặc, thường gặp hơn, bạn có thể gọi perror() hoặc strerror() để có phiên bản dễ đọc của lỗi.

Một điều cần lưu ý, cho các fan đa luồng, là trên hầu hết hệ thống errno được định nghĩa theo cách thread-safe. (Nghĩa là, nó không thật sự là biến toàn cục, nhưng hành xử y như một biến toàn cục trong môi trường đơn luồng.)

Return Value

Giá trị của biến là lỗi mới nhất đã xảy ra, có thể là mã cho “thành công” nếu hành động vừa rồi thành công.

Example

s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (s == -1) {
    perror("socket"); // or use strerror()
}

tryagain:
if (select(n, &readfds, NULL, NULL) == -1) {
    // an error has occurred!!

    // if we were only interrupted, just restart the select() call:
    if (errno == EINTR) goto tryagain;  // AAAA! goto!!!

    // otherwise it's a more serious error:
    perror("select");
    exit(1);
}

See Also

perror(), strerror()

9.11 fcntl()

Điều khiển các socket descriptor

Synopsis

#include <sys/unistd.h>
#include <sys/fcntl.h>

int fcntl(int s, int cmd, long arg);

Description

Hàm này thường được dùng để làm file locking và các chuyện liên quan đến file, nhưng nó cũng có vài chức năng liên quan đến socket mà bạn có thể thấy hoặc dùng thỉnh thoảng.

Tham số s là socket descriptor bạn muốn thao tác, cmd nên được gán thành F_SETFL, và arg có thể là một trong các lệnh sau. (Như tôi đã nói, fcntl() còn nhiều hơn những gì tôi đang tiết lộ ở đây, nhưng tôi đang cố giữ tập trung vào socket.)

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Các cách dùng khác nhau của system call fcntl() thật ra có giá trị trả về khác nhau, nhưng tôi không bao phủ chúng ở đây vì chúng không liên quan đến socket. Xem man page fcntl() cục bộ của bạn để biết thêm.

Example

int s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

fcntl(s, F_SETFL, O_NONBLOCK);  // set to non-blocking
fcntl(s, F_SETFL, O_ASYNC);     // set to asynchronous I/O

See Also

Blocking, send()

9.12 htons(), htonl(), ntohs(), ntohl()

Chuyển các kiểu số nguyên nhiều byte từ host byte order sang network byte order

Synopsis

#include <netinet/in.h>

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

Description

Chỉ để làm bạn thật sự không vui, các máy tính khác nhau dùng thứ tự byte khác nhau nội bộ cho các số nguyên nhiều byte (tức là mọi số nguyên lớn hơn một char). Hệ quả là nếu bạn send() một short int hai byte từ máy Intel sang máy Mac (trước khi chúng cũng biến thành Intel luôn), cái một máy tính nghĩ là số 1, máy kia sẽ nghĩ là số 256, và ngược lại.

Cách vượt qua vấn đề này là tất cả mọi người gạt bỏ khác biệt và đồng ý rằng Motorola và IBM đúng, còn Intel làm cách kỳ cục, và vì vậy tất cả chúng ta chuyển thứ tự byte của mình thành “big-endian” trước khi gửi ra. Vì Intel là máy “little-endian”, đúng chính trị hơn là gọi thứ tự byte ưu tiên của chúng ta là “Network Byte Order”. Vậy các hàm này chuyển từ thứ tự byte gốc sang network byte order và ngược lại.

(Chuyện này nghĩa là trên Intel các hàm này đảo tất cả byte, còn trên PowerPC chúng không làm gì vì các byte đã ở Network Byte Order rồi. Nhưng bạn vẫn luôn nên dùng chúng trong code, vì có ai đó có thể muốn build nó trên máy Intel và vẫn muốn mọi thứ chạy đúng.)

Lưu ý rằng các kiểu liên quan là số 32-bit (4 byte, có lẽ int) và 16-bit (2 byte, rất có thể short).

Có các biến thể 64-bit trên nhiều hệ thống. Xem hàm htobe64()⁵¹ và họ hàng trong <endian.h> nếu bạn có (có vẻ MacOS thì không có). Và GCC có byte swapping built-ins⁵² thậm chí lên tới 128 bit. Hoặc bạn có thể tự cuộn tay⁵³, nhưng chỉ thực sự làm swap nếu bạn đang ở trên máy little-endian!

Dù sao, cách các hàm này hoạt động là trước tiên bạn quyết định mình đang chuyển từ host (byte order của máy bạn) hay từ network byte order. Nếu “host”, thì chữ đầu của hàm bạn sắp gọi là “h”. Nếu không thì là “n” cho “network”. Phần giữa tên hàm luôn là “to” vì bạn đang chuyển từ cái này “to” cái khác, và chữ áp chót cho biết bạn đang chuyển sang cái gì. Chữ cuối là kích thước dữ liệu, “s” cho short, hoặc “l” cho long. Vậy:

Return Value

Mỗi hàm trả về giá trị đã được chuyển.

Example

uint32_t some_long = 10;
uint16_t some_short = 20;

uint32_t network_byte_order;

// convert and send
network_byte_order = htonl(some_long);
send(s, &network_byte_order, sizeof(uint32_t), 0);

some_short == ntohs(htons(some_short)); // this expression is true

9.13 inet_ntoa(), inet_aton(), inet_addr

Chuyển địa chỉ IP từ chuỗi chấm-và-số sang struct in_addr và ngược lại

Synopsis

#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>

// ALL THESE ARE DEPRECATED!
// Use inet_pton() or inet_ntop() instead!

char *inet_ntoa(struct in_addr in);
int inet_aton(const char *cp, struct in_addr *inp);
in_addr_t inet_addr(const char *cp);

Description

Các hàm này bị deprecated vì chúng không xử lý IPv6! Dùng inet_ntop() hoặc inet_pton() thay thế! Chúng được đưa vào đây vì bạn vẫn có thể gặp chúng ngoài đời.

Tất cả các hàm này chuyển từ struct in_addr (một phần của struct sockaddr_in của bạn, có khả năng cao) sang một chuỗi ở định dạng chấm-và-số (ví dụ “192.168.5.10”) và ngược lại. Nếu bạn có một địa chỉ IP được truyền qua command line hay gì đó, đây là cách dễ nhất để có struct in_addr để connect() tới, hoặc bất cứ gì. Nếu bạn cần quyền năng hơn, thử vài hàm DNS như gethostbyname() hoặc cố đảo chính coup d’État ở nước bản địa của bạn.

Hàm inet_ntoa() chuyển một địa chỉ mạng trong struct in_addr sang chuỗi định dạng chấm-và-số. Chữ “n” trong “ntoa” là “network”, và “a” là “ASCII” vì lý do lịch sử (nên đó là “Network To ASCII”, hậu tố “toa” có một người bạn tương tự trong thư viện C gọi là atoi() chuyển chuỗi ASCII sang số nguyên).

Hàm inet_aton() là ngược lại, chuyển từ chuỗi chấm-và-số sang một in_addr_t (là kiểu của trường s_addr trong struct in_addr của bạn).

Cuối cùng, hàm inet_addr() là hàm cũ hơn làm cơ bản cùng chuyện với inet_aton(). Về mặt lý thuyết nó bị deprecated, nhưng bạn sẽ thấy nó nhiều và cảnh sát sẽ không đến bắt bạn nếu bạn dùng nó.

Return Value

inet_aton() trả về khác không nếu địa chỉ hợp lệ, và trả về không nếu địa chỉ không hợp lệ.

inet_ntoa() trả về chuỗi chấm-và-số trong một buffer tĩnh bị ghi đè mỗi lần gọi hàm.

inet_addr() trả về địa chỉ dưới dạng in_addr_t, hoặc -1 nếu có lỗi. (Đây là cùng kết quả nếu bạn thử chuyển chuỗi “255.255.255.255”, là một địa chỉ IP hợp lệ. Đây là lý do inet_aton() tốt hơn.)

Example

struct sockaddr_in antelope;
char *some_addr;

inet_aton("10.0.0.1", &antelope.sin_addr); // store IP in antelope

some_addr = inet_ntoa(antelope.sin_addr); // return the IP
printf("%s\n", some_addr); // prints "10.0.0.1"

// and this call is the same as the inet_aton() call, above:
antelope.sin_addr.s_addr = inet_addr("10.0.0.1");

See Also

inet_ntop(), inet_pton(), gethostbyname(), gethostbyaddr()

9.14 inet_ntop(), inet_pton()

Chuyển địa chỉ IP sang dạng người đọc được và ngược lại.

Synopsis

#include <arpa/inet.h>

const char *inet_ntop(int af, const void *src,
                      char *dst, socklen_t size);

int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);

Description

Các hàm này để xử lý địa chỉ IP dạng người đọc được và chuyển chúng sang biểu diễn nhị phân để dùng với nhiều hàm và system call. Chữ “n” là “network”, và “p” là “presentation”. Hoặc “text presentation”. Nhưng bạn có thể nghĩ nó là “printable”. “ntop” là “network to printable”. Thấy chưa?

Đôi khi bạn không muốn nhìn vào một đống số nhị phân khi xem một địa chỉ IP. Bạn muốn nó ở dạng in đẹp đẽ, như 192.0.2.180, hay 2001:db8:8714:3a90::12. Trong trường hợp đó, inet_ntop() là dành cho bạn.

inet_ntop() nhận họ địa chỉ trong tham số af (hoặc AF_INET hoặc AF_INET6). Tham số src nên là con trỏ tới một struct in_addr hoặc struct in6_addr chứa địa chỉ bạn muốn chuyển thành chuỗi. Cuối cùng dst và size là con trỏ tới chuỗi đích và độ dài tối đa của chuỗi đó.

Độ dài tối đa của chuỗi dst nên là bao nhiêu? Độ dài tối đa cho địa chỉ IPv4 và IPv6 là bao nhiêu? Rất may có vài macro giúp bạn. Các độ dài tối đa là: INET_ADDRSTRLEN và INET6_ADDRSTRLEN.

Lúc khác, bạn có thể có một chuỗi chứa địa chỉ IP ở dạng đọc được, và bạn muốn pack nó vào một struct sockaddr_in hoặc một struct sockaddr_in6. Trong trường hợp đó, hàm ngược lại inet_pton() là cái bạn cần.

inet_pton() cũng nhận họ địa chỉ (hoặc AF_INET hoặc AF_INET6) trong tham số af. Tham số src là con trỏ tới một chuỗi chứa địa chỉ IP ở dạng in được. Cuối cùng tham số dst trỏ tới nơi kết quả nên được lưu, có thể là struct in_addr hoặc struct in6_addr.

Các hàm này không làm DNS lookup, bạn sẽ cần getaddrinfo() cho cái đó.

Return Value

inet_ntop() trả về tham số dst nếu thành công, hoặc NULL nếu thất bại (và errno được gán).

inet_pton() trả về 1 nếu thành công. Nó trả về -1 nếu có lỗi (errno được gán), hoặc 0 nếu đầu vào không phải địa chỉ IP hợp lệ.

Example

// IPv4 demo of inet_ntop() and inet_pton()

struct sockaddr_in sa;
char str[INET_ADDRSTRLEN];

// store this IP address in sa:
inet_pton(AF_INET, "192.0.2.33", &(sa.sin_addr));

// now get it back and print it
inet_ntop(AF_INET, &(sa.sin_addr), str, INET_ADDRSTRLEN);

printf("%s\n", str); // prints "192.0.2.33"

// IPv6 demo of inet_ntop() and inet_pton()
// (basically the same except with a bunch of 6s thrown around)

struct sockaddr_in6 sa;
char str[INET6_ADDRSTRLEN];

// store this IP address in sa:
inet_pton(AF_INET6, "2001:db8:8714:3a90::12", &(sa.sin6_addr));

// now get it back and print it
inet_ntop(AF_INET6, &(sa.sin6_addr), str, INET6_ADDRSTRLEN);

printf("%s\n", str); // prints "2001:db8:8714:3a90::12"

// Helper function you can use:

//Convert a struct sockaddr address to a string, IPv4 and IPv6:

char *get_ip_str(const struct sockaddr *sa, char *s, size_t maxlen)
{
    switch(sa->sa_family) {
        case AF_INET:
            inet_ntop(AF_INET,
                    &(((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr), s,
                    maxlen);
            break;

        case AF_INET6:
            inet_ntop(AF_INET6,
                    &(((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr), s,
                    maxlen);
            break;

        default:
            strncpy(s, "Unknown AF", maxlen);
            return NULL;
    }

    return s;
}

See Also

getaddrinfo()

9.15 listen()

Báo một socket lắng nghe kết nối đi tới

Synopsis

#include <sys/socket.h>

int listen(int s, int backlog);

Description

Bạn có thể cầm socket descriptor của mình (tạo bằng system call socket()) và bảo nó lắng nghe kết nối đi tới. Đây là điều phân biệt server với client đấy các bạn.

Tham số backlog có thể nghĩa vài thứ khác nhau tùy hệ thống bạn đang dùng, nhưng nói chung nó là có thể có bao nhiêu kết nối đang chờ trước khi kernel bắt đầu từ chối các kết nối mới. Khi các kết nối mới đến, bạn nên nhanh chóng accept() chúng để backlog không đầy. Thử gán 10 hoặc gì đó, và nếu client của bạn bắt đầu bị “Connection refused” dưới tải nặng, tăng lên.

Trước khi gọi listen(), server của bạn nên gọi bind() để gắn mình vào một số port cụ thể. Số port đó (trên địa chỉ IP của server) sẽ là cái mà client kết nối tới.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;

// first, load up address structs with getaddrinfo():

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;  // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE;     // fill in my IP for me

getaddrinfo(NULL, "3490", &hints, &res);

// make a socket:

sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype,
    res->ai_protocol);

// bind it to the port we passed in to getaddrinfo():

bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);

listen(sockfd, 10); // set sockfd up to be a server socket

// then have an accept() loop down here somewhere

See Also

accept(), bind(), socket()

9.16 perror(), strerror()

In một lỗi dưới dạng chuỗi người đọc được

Synopsis

#include <stdio.h>
#include <string.h>   // for strerror()

void perror(const char *s);
char *strerror(int errnum);

Description

Vì rất nhiều hàm trả về -1 khi lỗi và đặt giá trị của biến errno thành một số nào đó, sẽ tuyệt nếu bạn có thể dễ dàng in nó ra ở dạng có ý nghĩa với bạn.

Rất may, perror() làm điều đó. Nếu bạn muốn in thêm mô tả trước lỗi, bạn có thể trỏ tham số s tới đó (hoặc để s là NULL và sẽ không in gì thêm).

Nói gọn, hàm này nhận các giá trị errno, như ECONNRESET, và in chúng đẹp đẽ, như “Connection reset by peer.”

Hàm strerror() rất giống perror(), chỉ khác là nó trả về một con trỏ tới chuỗi thông báo lỗi cho giá trị đã cho (bạn thường truyền biến errno).

Return Value

strerror() trả về một con trỏ tới chuỗi thông báo lỗi.

Example

int s;

s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

if (s == -1) { // some error has occurred
    // prints "socket error: " + the error message:
    perror("socket error");
}

// similarly:
if (listen(s, 10) == -1) {
    // this prints "an error: " + the error message from errno:
    printf("an error: %s\n", strerror(errno));
}

See Also

errno

9.17 poll()

Kiểm tra sự kiện trên nhiều socket cùng lúc

Synopsis

#include <sys/poll.h>

int poll(struct pollfd *ufds, unsigned int nfds, int timeout);

Description

Hàm này rất giống select() ở chỗ cả hai đều theo dõi các tập file descriptor để có sự kiện, như dữ liệu đi tới sẵn sàng để recv(), socket sẵn sàng để send() dữ liệu tới, dữ liệu out-of-band sẵn sàng để recv(), lỗi, vân vân.

Ý tưởng cơ bản là bạn truyền một mảng nfds cái struct pollfd trong ufds, cùng với một timeout tính theo millisecond (1000 millisecond một giây). timeout có thể âm nếu bạn muốn chờ mãi. Nếu không có sự kiện nào xảy ra trên bất kỳ socket descriptor nào trước khi timeout, poll() sẽ trả về.

Mỗi phần tử trong mảng struct pollfd đại diện cho một socket descriptor, và chứa các trường sau:

struct pollfd {
    int fd;         // the socket descriptor
    short events;   // bitmap of events we're interested in
    short revents;  // after return, bitmap of events that occurred
};

Trước khi gọi poll(), nạp fd bằng socket descriptor (nếu bạn gán fd thành một số âm, struct pollfd này bị bỏ qua và trường revents được gán thành không) rồi dựng trường events bằng cách OR bitwise các macro sau:

Khi poll() trả về, trường revents sẽ được dựng như một phép OR bitwise của các trường trên, cho bạn biết descriptor nào thật sự đã có sự kiện đó xảy ra. Thêm nữa, các trường khác này có thể xuất hiện:

Return Value

Trả về số phần tử trong mảng ufds đã có sự kiện xảy ra; số này có thể là không nếu timeout đã xảy ra. Cũng trả về -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

int s1, s2;
int rv;
char buf1[256], buf2[256];
struct pollfd ufds[2];

s1 = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
s2 = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

// pretend we've connected both to a server at this point
//connect(s1, ...)...
//connect(s2, ...)...

// set up the array of file descriptors.
//
// in this example, we want to know when there's normal or
// out-of-band (OOB) data ready to be recv()'d...

ufds[0].fd = s1;
ufds[0].events = POLLIN | POLLPRI; // check for normal or OOB

ufds[1].fd = s2;
ufds[1].events = POLLIN; // check for just normal data

// wait for events on the sockets, 3.5 second timeout
rv = poll(ufds, 2, 3500);

if (rv == -1) {
    perror("poll"); // error occurred in poll()
} else if (rv == 0) {
    printf("Timeout occurred! No data after 3.5 seconds.\n");
} else {
    // check for events on s1:
    if (ufds[0].revents & POLLIN) {
        recv(s1, buf1, sizeof buf1, 0); // receive normal data
    }
    if (ufds[0].revents & POLLPRI) {
        recv(s1, buf1, sizeof buf1, MSG_OOB); // out-of-band data
    }

    // check for events on s2:
    if (ufds[1].revents & POLLIN) {
        recv(s1, buf2, sizeof buf2, 0);
    }
}

See Also

select()

9.18 recv(), recvfrom()

Nhận dữ liệu trên socket

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

ssize_t recv(int s, void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t recvfrom(int s, void *buf, size_t len, int flags,
                 struct sockaddr *from, socklen_t *fromlen);

Description

Khi bạn đã có socket dựng lên và đang kết nối, bạn có thể đọc dữ liệu đi tới từ đầu bên kia bằng recv() (cho socket TCP SOCK_STREAM) và recvfrom() (cho socket UDP SOCK_DGRAM).

Cả hai hàm đều nhận socket descriptor s, một con trỏ tới buffer buf, kích thước (tính theo byte) của buffer len, và một tập flags điều khiển cách các hàm hoạt động.

Ngoài ra, recvfrom() nhận thêm một struct sockaddr*, from sẽ cho bạn biết dữ liệu đến từ đâu, và sẽ điền fromlen bằng kích thước của struct sockaddr. (Bạn cũng phải khởi tạo fromlen bằng kích thước của from hoặc struct sockaddr.)

Vậy những cờ kỳ diệu nào bạn có thể truyền vào hàm này? Đây là vài cái, nhưng bạn nên kiểm tra man page cục bộ của mình để biết thêm và cái gì thật sự được hỗ trợ trên hệ thống của bạn. Bạn OR bitwise chúng lại với nhau, hoặc chỉ gán flags thành 0 nếu muốn nó là recv() vani bình thường.

Khi bạn gọi recv(), nó sẽ block cho đến khi có dữ liệu để đọc. Nếu bạn không muốn block, đặt socket thành non-blocking hoặc kiểm tra bằng select() hay poll() để xem có dữ liệu đi tới không trước khi gọi recv() hoặc recvfrom().

Return Value

Trả về số byte thật sự đã nhận (có thể ít hơn số bạn yêu cầu trong tham số len), hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Nếu đầu remote đã đóng kết nối, recv() sẽ trả về 0. Đây là cách thường dùng để xác định đầu remote đã đóng kết nối chưa. Bình thường là tốt, cưng!

Example

// stream sockets and recv()

struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;
char buf[512];
int byte_count;

// get host info, make socket, and connect it
memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;  // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM;
getaddrinfo("www.example.com", "3490", &hints, &res);
sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
connect(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);

// all right! now that we're connected, we can receive some data!
byte_count = recv(sockfd, buf, sizeof buf, 0);
printf("recv()'d %d bytes of data in buf\n", byte_count);

// datagram sockets and recvfrom()

struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;
int byte_count;
socklen_t fromlen;
struct sockaddr_storage addr;
char buf[512];
char ipstr[INET6_ADDRSTRLEN];

// get host info, make socket, bind it to port 4950
memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;  // use IPv4 or IPv6, whichever
hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM;
hints.ai_flags = AI_PASSIVE;
getaddrinfo(NULL, "4950", &hints, &res);
sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);
bind(sockfd, res->ai_addr, res->ai_addrlen);

// no need to accept(), just recvfrom():

fromlen = sizeof addr;
byte_count = recvfrom(sockfd, buf, sizeof buf, 0, &addr, &fromlen);

printf("recv()'d %d bytes of data in buf\n", byte_count);
printf("from IP address %s\n",
    inet_ntop(addr.ss_family,
        addr.ss_family == AF_INET?
            ((struct sockaddr_in *)&addr)->sin_addr:
            ((struct sockaddr_in6 *)&addr)->sin6_addr,
        ipstr, sizeof ipstr);

See Also

send(), sendto(), select(), poll(), Blocking

9.19 select()

Kiểm tra xem các socket descriptor có sẵn sàng đọc/ghi không

Synopsis

#include <sys/select.h>

int select(int n, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

FD_SET(int fd, fd_set *set);
FD_CLR(int fd, fd_set *set);
FD_ISSET(int fd, fd_set *set);
FD_ZERO(fd_set *set);

Description

Hàm select() cho bạn cách kiểm tra đồng thời nhiều socket xem chúng có dữ liệu đang đợi được recv() không, hoặc bạn có thể send() dữ liệu cho chúng mà không bị block không, hoặc có exception nào xảy ra không.

Bạn điền tập socket descriptor của mình bằng các macro, như FD_SET() ở trên. Khi đã có tập, bạn truyền nó vào hàm qua một trong các tham số sau: readfds nếu bạn muốn biết khi nào bất kỳ socket nào trong tập sẵn sàng để recv() dữ liệu, writefds nếu bất kỳ socket nào sẵn sàng để send() dữ liệu, và/hoặc exceptfds nếu bạn cần biết khi nào có exception (lỗi) xảy ra trên bất kỳ socket nào. Bất kỳ hoặc tất cả tham số này có thể là NULL nếu bạn không quan tâm đến loại sự kiện đó. Sau khi select() trả về, giá trị trong các tập sẽ bị thay đổi để cho biết cái nào sẵn sàng đọc hoặc ghi, và cái nào có exception.

Tham số đầu tiên, n, là socket descriptor có số cao nhất (đều là int, nhớ chứ?) cộng một.

Cuối cùng, struct timeval, timeout, ở cuối, cái này cho bạn bảo select() kiểm tra các tập này bao lâu. Nó sẽ trả về sau khi timeout, hoặc khi có sự kiện xảy ra, cái nào đến trước. struct timeval có hai trường: tv_sec là số giây, cộng thêm tv_usec, số microsecond (1.000.000 microsecond một giây).

Các macro trợ giúp làm như sau:

Lưu ý cho người dùng Linux: select() của Linux có thể trả về “sẵn-sàng-đọc” rồi thật ra không sẵn sàng đọc, khiến lời gọi read() theo sau bị block. Bạn có thể khắc phục bug này bằng cách bật cờ O_NONBLOCK trên socket nhận để nó trả lỗi với EWOULDBLOCK, rồi bỏ qua lỗi này nếu nó xảy ra. Xem man page của fcntl() để biết thêm về cách đặt socket thành non-blocking.

Return Value

Trả về số descriptor trong tập nếu thành công, 0 nếu đã đến timeout, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp). Ngoài ra, các tập bị sửa để cho biết socket nào sẵn sàng.

Example

int s1, s2, n;
fd_set readfds;
struct timeval tv;
char buf1[256], buf2[256];

// pretend we've connected both to a server at this point
//s1 = socket(...);
//s2 = socket(...);
//connect(s1, ...)...
//connect(s2, ...)...

// clear the set ahead of time
FD_ZERO(&readfds);

// add our descriptors to the set
FD_SET(s1, &readfds);
FD_SET(s2, &readfds);

// since we got s2 second, it's the "greater", so we use that for
// the n param in select()
n = s2 + 1;

// wait until either socket has data ready to be recv()d
// (timeout 10.5 secs)
tv.tv_sec = 10;
tv.tv_usec = 500000;
rv = select(n, &readfds, NULL, NULL, &tv);

if (rv == -1) {
    perror("select"); // error occurred in select()
} else if (rv == 0) {
    printf("Timeout occurred! No data after 10.5 seconds.\n");
} else {
    // one or both of the descriptors have data
    if (FD_ISSET(s1, &readfds)) {
        recv(s1, buf1, sizeof buf1, 0);
    }
    if (FD_ISSET(s2, &readfds)) {
        recv(s2, buf2, sizeof buf2, 0);
    }
}

See Also

poll()

9.20 setsockopt(), getsockopt()

Đặt các tùy chọn khác nhau cho một socket

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int getsockopt(int s, int level, int optname, void *optval,
               socklen_t *optlen);
int setsockopt(int s, int level, int optname, const void *optval,
               socklen_t optlen);

Description

Socket là thứ khá có thể cấu hình. Thật ra, chúng có thể cấu hình đến mức tôi thậm chí sẽ không bao phủ hết ở đây. Có lẽ dù sao cũng tùy hệ thống. Nhưng tôi sẽ nói về phần cơ bản.

Rõ ràng, các hàm này lấy và đặt các tùy chọn nhất định trên một socket. Trên máy Linux, tất cả thông tin về socket nằm trong man page cho socket ở phần 7. (Gõ: “man 7 socket” để có hết mấy món ngon này.)

Về tham số, s là socket bạn đang nói đến, level nên được gán thành SOL_SOCKET. Rồi bạn đặt optname thành tên bạn quan tâm. Lại nữa, xem man page của bạn để có tất cả tùy chọn, nhưng đây là vài cái vui nhất:

Về tham số optval, nó thường là con trỏ tới một int cho biết giá trị đang nói. Cho boolean, không là false, khác không là true. Và đó là sự thật tuyệt đối, trừ khi nó khác trên hệ thống của bạn. Nếu không có tham số nào cần truyền, optval có thể là NULL.

Tham số cuối cùng, optlen, nên được gán thành độ dài của optval, có lẽ là sizeof(int), nhưng thay đổi tùy tùy chọn. Lưu ý rằng trong trường hợp getsockopt(), đây là con trỏ tới một socklen_t, và nó chỉ định kích thước tối đa của đối tượng sẽ được lưu trong optval (để ngăn buffer overflow). Và getsockopt() sẽ sửa giá trị của optlen để phản ánh số byte thật sự đã đặt.

Cảnh báo: trên một số hệ thống (đặc biệt là Sun và Windows), tùy chọn có thể là char thay vì int, và được gán, ví dụ, thành giá trị ký tự '1' thay vì giá trị int 1. Lại nữa, kiểm tra man page của bạn để có thông tin thêm với “man setsockopt” và “man 7 socket”!

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

int optval;
int optlen;
char *optval2;

// set SO_REUSEADDR on a socket to true (1):
optval = 1;
setsockopt(s1, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &optval, sizeof optval);

// bind a socket to a device name (might not work on all systems):
optval2 = "eth1"; // 4 bytes long, so 4, below:
setsockopt(s2, SOL_SOCKET, SO_BINDTODEVICE, optval2, 4);

// see if the SO_BROADCAST flag is set:
getsockopt(s3, SOL_SOCKET, SO_BROADCAST, &optval, &optlen);
if (optval != 0) {
    print("SO_BROADCAST enabled on s3!\n");
}

See Also

fcntl()

9.21 send(), sendto()

Gửi dữ liệu ra qua socket

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

ssize_t send(int s, const void *buf, size_t len, int flags);
ssize_t sendto(int s, const void *buf, size_t len,
               int flags, const struct sockaddr *to,
               socklen_t tolen);

Description

Các hàm này gửi dữ liệu tới một socket. Nói chung, send() được dùng cho socket TCP SOCK_STREAM đã kết nối, còn sendto() được dùng cho socket datagram UDP SOCK_DGRAM không kết nối. Với socket không kết nối, bạn phải chỉ định đích đến của gói tin mỗi lần gửi, đó là lý do tham số cuối của sendto() định nghĩa gói tin đang đi đâu.

Với cả send() và sendto(), tham số s là socket, buf là con trỏ tới dữ liệu bạn muốn gửi, len là số byte muốn gửi, và flags cho phép bạn chỉ định thêm thông tin về cách dữ liệu được gửi. Gán flags thành không nếu bạn muốn nó là dữ liệu “bình thường”. Đây là vài cờ hay dùng, nhưng kiểm tra man page send() cục bộ của bạn để biết thêm:

Return Value

Trả về số byte thật sự đã gửi, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp). Lưu ý rằng số byte thật sự đã gửi có thể ít hơn số bạn yêu cầu gửi! Xem phần về xử lý send() một phần để có hàm trợ giúp vượt qua chuyện này.

Ngoài ra, nếu socket đã bị đóng bởi bất kỳ bên nào, process gọi send() sẽ nhận signal SIGPIPE. (Trừ khi send() được gọi với cờ MSG_NOSIGNAL.)

Example

int spatula_count = 3490;
char *secret_message = "The Cheese is in The Toaster";

int stream_socket, dgram_socket;
struct sockaddr_in dest;
int temp;

// first with TCP stream sockets:

// assume sockets are made and connected
//stream_socket = socket(...
//connect(stream_socket, ...

// convert to network byte order
temp = htonl(spatula_count);
// send data normally:
send(stream_socket, &temp, sizeof temp, 0);

// send secret message out of band:
send(stream_socket, secret_message, strlen(secret_message)+1,
        MSG_OOB);

// now with UDP datagram sockets:
//getaddrinfo(...
//dest = ... // assume "dest" holds the address of the destination
//dgram_socket = socket(...

// send secret message normally:
sendto(dgram_socket, secret_message, strlen(secret_message)+1, 0, 
       (struct sockaddr*)&dest, sizeof dest);

See Also

recv(), recvfrom()

9.22 shutdown()

Dừng các lần send và receive tiếp theo trên socket

Synopsis

#include <sys/socket.h>

int shutdown(int s, int how);

Description

Đó! Tôi chịu hết nổi rồi! Không cho send() thêm nữa trên socket này, nhưng tôi vẫn muốn recv() dữ liệu trên đó! Hoặc ngược lại! Làm sao tôi làm được chuyện này?

Khi bạn close() một socket descriptor, nó đóng cả hai phía của socket cho đọc và ghi, và giải phóng socket descriptor. Nếu bạn chỉ muốn đóng một phía hoặc phía kia, bạn có thể dùng lời gọi shutdown() này.

Về tham số, s rõ ràng là socket bạn muốn thực hiện hành động này, và hành động đó là gì có thể chỉ định qua tham số how. how có thể là SHUT_RD để cấm thêm các recv(), SHUT_WR để cấm thêm các send(), hoặc SHUT_RDWR để cấm cả hai.

Lưu ý rằng shutdown() không giải phóng socket descriptor, nên bạn vẫn phải cuối cùng close() socket kể cả khi nó đã bị shut down hoàn toàn.

Đây là system call ít khi dùng.

Return Value

Trả về không nếu thành công, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

int s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);

// ...do some send()s and stuff in here...

// and now that we're done, don't allow any more sends()s:
shutdown(s, SHUT_WR);

See Also

close()

9.23 socket()

Cấp phát một socket descriptor

Synopsis

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

int socket(int domain, int type, int protocol);

Description

Trả về một socket descriptor mới mà bạn có thể dùng để làm chuyện gì đó socket-kiểu. Đây thường là lời gọi đầu tiên trong quá trình đồ sộ viết một chương trình socket, và bạn có thể dùng kết quả cho các lời gọi tiếp theo tới listen(), bind(), accept(), hay nhiều hàm khác.

Trong cách dùng thông thường, bạn lấy giá trị cho các tham số này từ lời gọi getaddrinfo(), như trong ví dụ bên dưới. Nhưng bạn có thể tự điền bằng tay nếu thật sự muốn.

Return Value

Socket descriptor mới để dùng trong các lời gọi tiếp theo, hoặc -1 nếu lỗi (và errno sẽ được gán phù hợp).

Example

struct addrinfo hints, *res;
int sockfd;

// first, load up address structs with getaddrinfo():

memset(&hints, 0, sizeof hints);
hints.ai_family = AF_UNSPEC;     // AF_INET, AF_INET6, or AF_UNSPEC
hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; // SOCK_STREAM or SOCK_DGRAM

getaddrinfo("www.example.com", "3490", &hints, &res);

// make a socket using the information gleaned from getaddrinfo():
sockfd = socket(res->ai_family, res->ai_socktype, res->ai_protocol);

See Also

accept(), bind(), getaddrinfo(), listen()

9.24 struct sockaddr và đồng bọn

Các struct để xử lý địa chỉ internet

Synopsis

#include <netinet/in.h>

// All pointers to socket address structures are often cast to
// pointers to this type before use in various functions and system
// calls:

struct sockaddr {
    unsigned short    sa_family;    // address family, AF_xxx
    char              sa_data[14];  // 14 bytes of protocol address
};


// IPv4 AF_INET sockets:

struct sockaddr_in {
    short            sin_family;   // e.g. AF_INET, AF_INET6
    unsigned short   sin_port;     // e.g. htons(3490)
    struct in_addr   sin_addr;     // see struct in_addr, below
    char             sin_zero[8];  // zero this if you want to
};

struct in_addr {
    unsigned long s_addr;          // load with inet_pton()
};


// IPv6 AF_INET6 sockets:

struct sockaddr_in6 {
    u_int16_t       sin6_family;   // address family, AF_INET6
    u_int16_t       sin6_port;     // port number, network order
    u_int32_t       sin6_flowinfo; // IPv6 flow information
    struct in6_addr sin6_addr;     // IPv6 address
    u_int32_t       sin6_scope_id; // Scope ID
};

struct in6_addr {
    unsigned char   s6_addr[16];   // load with inet_pton()
};


// General socket address holding structure, big enough to hold
// either struct sockaddr_in or struct sockaddr_in6 data:

struct sockaddr_storage {
    sa_family_t  ss_family;     // address family

    // all this is padding, implementation specific, ignore it:
    char      __ss_pad1[_SS_PAD1SIZE];
    int64_t   __ss_align;
    char      __ss_pad2[_SS_PAD2SIZE];
};

Description

Đây là các struct cơ bản cho tất cả syscall và hàm xử lý địa chỉ internet. Bạn sẽ thường dùng getaddrinfo() để điền các struct này, rồi sẽ đọc chúng khi cần.

Trong bộ nhớ, struct sockaddr_in và struct sockaddr_in6 chia sẻ cùng phần đầu struct với struct sockaddr, và bạn có thể tự do cast con trỏ của một kiểu sang kiểu kia mà không gây hại gì, trừ khả năng tận thế vũ trụ.

Nói đùa thôi về chuyện tận thế vũ trụ… nếu vũ trụ thực sự tận thế khi bạn cast một struct sockaddr_in* sang struct sockaddr*, tôi hứa với bạn đó là trùng hợp thuần túy và bạn thậm chí không nên lo về nó.

Vậy, với chuyện đó trong đầu, nhớ rằng mỗi khi một hàm nói rằng nó nhận struct sockaddr* bạn có thể cast struct sockaddr_in*, struct sockaddr_in6*, hoặc struct sockaddr_storage* của mình sang kiểu đó một cách dễ dàng và an toàn.

struct sockaddr_in là struct được dùng với địa chỉ IPv4 (ví dụ “192.0.2.10”). Nó chứa họ địa chỉ (AF_INET), một port trong sin_port, và địa chỉ IPv4 trong sin_addr.

Cũng có trường sin_zero trong struct sockaddr_in mà một số người quả quyết phải được gán thành không. Người khác không quả quyết gì về nó (tài liệu Linux thậm chí không nhắc đến nó), và gán nó thành không có vẻ không thực sự cần thiết. Vậy, nếu bạn thích, cứ gán nó thành không bằng memset().

Giờ, cái struct in_addr đó là một con quái vật lạ trên các hệ thống khác nhau. Đôi khi nó là một union điên rồ với đủ loại #define và nhảm nhí khác. Nhưng cái bạn nên làm là chỉ dùng trường s_addr trong struct này, vì nhiều hệ thống chỉ cài đặt mỗi trường đó.

struct sockaddr_in6 và struct in6_addr rất giống, chỉ là chúng được dùng cho IPv6.

struct sockaddr_storage là struct bạn có thể truyền cho accept() hoặc recvfrom() khi bạn đang cố viết code độc lập với phiên bản IP và bạn không biết địa chỉ mới sẽ là IPv4 hay IPv6. Struct sockaddr_storage đủ lớn để chứa cả hai kiểu, khác với struct sockaddr gốc nhỏ.

Example

// IPv4:

struct sockaddr_in ip4addr;
int s;

ip4addr.sin_family = AF_INET;
ip4addr.sin_port = htons(3490);
inet_pton(AF_INET, "10.0.0.1", &ip4addr.sin_addr);

s = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
bind(s, (struct sockaddr*)&ip4addr, sizeof ip4addr);

// IPv6:

struct sockaddr_in6 ip6addr;
int s;

ip6addr.sin6_family = AF_INET6;
ip6addr.sin6_port = htons(4950);
inet_pton(AF_INET6, "2001:db8:8714:3a90::12", &ip6addr.sin6_addr);

s = socket(PF_INET6, SOCK_STREAM, 0);
bind(s, (struct sockaddr*)&ip6addr, sizeof ip6addr);

See Also

accept(), bind(), connect(), inet_aton(), inet_ntoa()