套接字之msghdr结构

用户端在使用sendmsg/recvmsg发送或者接收数据时，会使用msghdr来构造消息，其对应的内核结构为user_msghdr；其中msg_iov向量指向了多个数据区，msg_iovlen标识了数据区个数；在通过系统调用进入内核后，该结构中的信息会拷贝给内核的msghdr结构；

 /* 用户空间的消息头 */
 struct user_msghdr {
     /* 指向地址结构 */
     void        __user *msg_name;    /* ptr to socket address structure */
     /* 地址结构长度 */
     int        msg_namelen;        /* size of socket address structure */
     /* 数据 */
     struct iovec    __user *msg_iov;    /* scatter/gather array */
     /* 数据区个数 */
     __kernel_size_t    msg_iovlen;        /* # elements in msg_iov */
     /* 控制信息 */
     void        __user *msg_control;    /* ancillary data */
     /* 控制信息缓冲区长度 */
     __kernel_size_t    msg_controllen;        /* ancillary data buffer length */

     /* 接收信息的标志 */
     unsigned int    msg_flags;        /* flags on received message */
 };

在套接字发送接收系统调用流程中，send/recv，sendto/recvfrom，sendmsg/recvmsg最终都会使用内核中的msghdr来组织数据，如下，其中msg_iter为指向数据区域的向量汇总信息，其中数据区指针可能包含一个或者多个数据区，对于send/sendto其只包含了一个数据区；

 /*
  *    As we do 4.4BSD message passing we use a 4.4BSD message passing
  *    system, not 4.3. Thus msg_accrights(len) are now missing. They
  *    belong in an obscure libc emulation or the bin.
  */

 struct msghdr {
     /* 指向socket地址结构 */
     void        *msg_name;    /* ptr to socket address structure */
     /* 地址结构长度 */
     int        msg_namelen;    /* size of socket address structure */
     /* 数据 */
     struct iov_iter    msg_iter;    /* data */
     /* 控制信息 */
     void        *msg_control;    /* ancillary data */
     /* 控制信息缓冲区长度 */
     __kernel_size_t    msg_controllen;    /* ancillary data buffer length */

     /* 接收信息的标志 */
     unsigned int    msg_flags;    /* flags on received message */

     /* 异步请求控制块 */
     struct kiocb    *msg_iocb;    /* ptr to iocb for async requests */
 };

向量指向的数据通过iov_iter进行汇总信息和调整指向，其中iov为多个数据区的首地址，nr_segs为数据区个数；

 struct iov_iter {
     int type; /* 类型，读写方向，以及数据指针类型ITER_XXX */
     size_t iov_offset; /* 偏移 */
     size_t count; /* 数据总字节数 */
     union {
         /* 数据向量指针 */
         const struct iovec *iov;
         const struct kvec *kvec;
         const struct bio_vec *bvec;
         struct pipe_inode_info *pipe;
     };
     union {
         /* 向量中的数据块数量 */
         unsigned long nr_segs;
         struct {
             int idx;
             int start_idx;
         };
     };
 };

对于每个数据区，iovec记录了数据区的首地址以及数据长度；

 /* 一个数据区的信息 */
 struct iovec
 {
     /* 数据区地址 */
     void __user *iov_base;    /* BSD uses caddr_t (1003.1g requires void *) */
     /* 数据区长度 */
     __kernel_size_t iov_len; /* Must be size_t (1003.1g) */
 };

总的数据组织结构如下：

 struct msghdr{
     iov_iter {
         type
         iov_offset
         count   | total_buff_len = buff0_len + buff1_len + buff2_len ?
         ---------
         iov_base|------>[buff0]
         iov_len | buff0_len
         ---------
         iov_base|------>[buff1]
         iov_len | buff1_len
         ---------
         iov_base|------>[buff2]
         iov_len | buff2_len
         ---------
         nr_segs | iov_count = 

     }
  }