sendmsg 和 recvmsg 中的 iov 和 msg_control

Question

iov.iov_base 和 msg.msg_control 和有什么不一样？我正在查看一些代码示例（ipuitls 开源 ping）使用 sendmsg 发送数据时，数据包设置在 iov.iov_base 当使用 recvmsg 读取数据时，数据包直接从 msg->msg_control 中读取。

struct iovec 和 struct msghdr 有什么关系？ reading/sending 数据有区别吗？

抱歉这个愚蠢的问题。到目前为止我还没有找到答案，我很困惑。谢谢！

Answer 1

辅助数据或控制消息（.msg_control 处的 .msg_controllen 字节）是由内核提供或验证的数据，而正常有效负载（在 iovec 中）只是接收到的数据来自另一个端点，未经内核验证和检查（校验和除外，如果协议有的话）。

对于 IP 套接字（参见 man 7 ip），有几个套接字选项可以使内核提供有关接收到的消息的辅助数据。例如：

IP_RECVORIGDSTADDR socket 选项告诉内核提供一个 IP_ORIGDSTADDR 类型的辅助消息（以 struct sockaddr_in 作为数据），标识套接字的原始目标地址收到数据报
IP_RECVOPTS 套接字选项告诉内核提供一个 IP_OPTIONS 类型的辅助消息，其中包含所有 IP 选项 headers （IPv4 最多 40 个字节）用于传入数据报

Ping 和 traceroute 在 IP 上使用 ICMP 消息；有关详细信息，请参阅 man 7 icmp (and man 7 raw)。

因为大多数 ICMP 响应不包含发件人填写的有用数据，所以 iovecs 通常不包含任何有趣的内容。相反，有趣的数据在 IP 消息 headers 和选项中。

例如，一个ICMP Echo reply数据包只包含8个字节（64位）：8位类型（0），8位代码（0），16位校验和，16位id，和 16 位序列号。要获得具有有趣字段的 IP headers，您需要内核将它们作为辅助数据控制消息提供。

背景：

如 sendmsg() 和相关手册页所述，我们有

ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);

struct msghdr {
    void         *msg_name;       /* Optional address */
    socklen_t     msg_namelen;    /* Size of address */
    struct iovec *msg_iov;        /* Scatter/gather array */
    size_t        msg_iovlen;     /* # elements in msg_iov */
    void         *msg_control;    /* Ancillary data */
    size_t        msg_controllen; /* Ancillary data buffer len */
    int           msg_flags;      /* Flags (unused) */
};

struct iovec {
    void         *iov_base;       /* Starting address */
    size_t        iov_len;        /* Number of bytes to transfer */
};

其中 man 3 cmsg 描述了如何构建和访问此类辅助数据，

struct cmsghdr {
    size_t        cmsg_len;    /* Data byte count, including header
                                  (type is socklen_t in POSIX) */
    int           cmsg_level;  /* Originating protocol */
    int           cmsg_type;   /* Protocol-specific type */
    unsigned char cmsg_data[]; /* Data itself */
};

struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *msgh);
struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *msgh, struct cmsghdr *cmsg);
size_t          CMSG_ALIGN(size_t length);
size_t          CMSG_SPACE(size_t length);
size_t          CMSG_LEN(size_t length);
unsigned char  *CMSG_DATA(struct cmsghdr *cmsg);

这些辅助数据消息总是与当前架构充分对齐（以便可以直接访问数据项），因此要构建适当的辅助消息（SCM_CREDENTIALS 以传递用户、组和进程通过 Unix 域套接字的 ID 信息，或 SCM_RIGHTS 传递文件描述符），必须使用这些宏。 man 3 cmsg 手册页包含这些的示例代码。

可以这么说，要遍历给定消息 (struct msghdr msg) 中的每个辅助数据部分，您使用的东西可以归结为

char *const  end = (char *)msg.msg_control + msg.msg_controllen;
char        *ptr = (char *)msg.msg_control;

for (char *ptr = (char *)msg.msg_control;  ptr < end;
           ptr += ((struct cmsghdr *)ptr)->cmsg_len) {
    struct cmsghdr *const cmsg = (struct cmsghdr *)ptr;

    /* level is cmsg->cmsg_level and type is cmsg->cmsg_type, and
       cmsg->cmsg_data is sufficiently aligned for the level and type,
       so you can use ((datatype *)(cmsg->cmsg_data)) to obtain a pointer
       to the type corresponding to this level and type ancillary payload.
       The exact size of the payload is
           (cmsg->cmsg_len - sizeof (struct cmsghdr))
       so e.g. an SCM_RIGHTS ancillary message, with
           cmsg->cmsg_level == SOL_SOCKET && cmsg->cmsg_type == SCM_RIGHTS
       has exactly
           (cmsg->cmsg_len - sizeof (struct cmsghrd)) / sizeof (int)
       new file descriptors as a payload.
    */
}

sendmsg 和 recvmsg 中的 iov 和 msg_control

iov and msg_control in sendmsg and recvmsg

c

sockets

linux

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recvmsg