UNIX: разработка сетевых приложений

  
14.6. Вспомогательные данные
 
Вспомогательные данные (ancillary data) можно отправлять и получать, используя элементы 
msg_control
 и 
msg_controllen
 структуры 
msghdr
 с функциями 
sendmsg
 и 
recvmsg
. Другой термин, используемый для обозначения вспомогательных данных, — управляющая информация (control information). В этом разделе мы рассматриваем данное понятие и показываем структуру и макросы, используемые для создания и обработки вспомогательных данных. Примеры программ мы откладываем до следующих глав, в которых рассказывается о применении вспомогательных данных.
В табл. 14.4 приводится обобщение различных вариантов применения вспомогательных данных, рассматриваемых в этой книге.
Таблица 14.4. Использование вспомогательных данных
 
 
Протокол
 
cmsg_level
 
cmsg_type
 
Описание
 
 
 
IPv4
 
IPPROTO_IP
 
IP_RECVDSTADDR
 
Получает адрес получателя с дейтаграммой UDP
 
 
 
IP_RECVIF
 
Получает индекс интерфейса с дейтаграммой UDP
 
 
 
IPv6
 
IPPROTO_IPV6
 
IPV6_DSTOPTS
 
Задает/получает параметры получателя
 
 
 
IPV6_HOPLIMIT
 
Задает/получает предел количества транзитных узлов
 
 
 
IPV6_HOPOPTS
 
Задает/получает параметры для транзитных узлов
 
 
 
IPV6_NEXTHOP
 
Задает следующий транзитный адрес
 
 
 
IPV6_PKTINFO
 
Задает/получает информацию о пакете
 
 
 
IPV6_RTHDR
 
Задает/получает информацию о пакете
 
 
 
Домен Unix
 
SOL_SOCKET
 
SCM_RIGHTS
 
Посылает/получает дескрипторы
 
 
 
SCM_CREDS
 
Посылает/получает данные, идентифицирующие пользователя
 
 
Набор протоколов OSI также использует вспомогательные данные для различных целей, которые мы не рассматриваем в этой книге.
Вспомогательные данные состоят из одного или более объектов вспомогательных данных (ancillary data objects), каждый из которых начинается со структуры 
cmsghdr
, определяемой подключением заголовочного файла 
<sys/socket.h>
:
struct cmsghdr {
 socklen_t cmsg_len;   /* длина структуры в байтах */
 int       cmsg_level; /* исходящий протокол */
 int       cmsg_type;  /* тип данных, специфичный для протокола */
 /* далее следует массив символов без знака cmsg_data[] */
};
Мы уже видели эту структуру на рис. 14.2, когда она использовалась с параметром сокета 
IP_RECVDSTADDR
 для возвращения IP-адреса получателя полученной дейтаграммы UDP. Вспомогательные данные, на которые указывает элемент 
msg_control
, должны быть соответствующим образом выровнены для структуры 
cmsghdr
. Один из способов выравнивания мы показываем в листинге 15.7.
  
На рис. 14.3 приводится пример двух объектов вспомогательных данных, содержащихся в буфере управляющей информации.
Рис. 14.3. Два объекта вспомогательных данных
Элемент 
msg_control
 указывает на первый объект вспомогательных данных, а общая длина вспомогательных данных задается элементом 
msg_controllen
. Каждому объекту предшествует структура 
cmsghdr
, которая описывает объект. Между элементом 
cmsg_type
 и фактическими данными может существовать заполнение, а также заполнение может быть в конце данных, перед следующим объектом вспомогательных данных. Пять макросов 
CMSG_xxx
, которые мы описываем далее, учитывают это возможное заполнение.
 
ПРИМЕЧАНИЕ
 
Не все реализации поддерживают наличие нескольких объектов вспомогательных данных в буфере управляющей информации.
 
На рис. 14.4 приводится формат структуры 
cmsghdr
 при ее использовании с доменным сокетом Unix для передачи дескрипторов (см. раздел 15.7) или передачи данных, идентифицирующих пользователя (см. раздел 15.8).
Рис. 14.4. Структура cmsghdr при использовании с доменными сокетами Unix
Предполагается, что каждый из трех элементов структуры 
cmsghdr
 занимает 4 байта и между структурой 
cmsghdr
 и данными нет заполнения. При передаче дескрипторов содержимое массива 
cmsg_data
 — это фактические значения дескрипторов. На этом рисунке мы показываем только один передаваемый дескриптор, но в общем может передаваться и более одного дескриптора (тогда значение элемента 
cmsg_len
 будет равно 12 плюс число дескрипторов, умноженное на 4, если считать, что каждый дескриптор занимает 4 байта).
Вспомогательные данные, возвращаемые функцией 
recvmsg
, могут содержать любое число объектов вспомогательных данных. Чтобы скрыть возможное заполнение от приложения, для упрощения обработки вспомогательных данных определены следующие пять макросов (что требует включения заголовочного файла 
<sys/socket.h>
).
#include <sys/socket.h>
#include <sys/param.h> /* для макроса ALIGN во многих реализациях */
struct cmsghdr *CMSG_FIRSTHDR(struct msghdr *<i>mhdrptr</i>);
<i>Возвращает: указатель на первую структуру cmsghdr или NULL, если нет вспомогательных данных</i>
struct cmsghdr *CMSG_NXTHDR(struct msghdr *<i>mhdrptr</i>, struct cmsghdr *<i>cmsgptr</i>);
<i>Возвращает: указатель на структуру cmsghdr или NULL, если нет больше объектов вспомогательных данных</i>