CSAPP-Tiny Web服务器【2】源码解析

上篇博客：CSAPP-Tiny Web服务器【1】编译搭建阐述Tiny编译搭建过程，接下来将对其源码进行深入解析~

将一个实际的浏览器指向我们自己的服务器，看着它显示一个复杂的带有文本和图片的Web页面，真是颇具成就感~

下面就来看看它的实现全过程：

1. Tiny-main程序

int main(int argc, char **argv)
{
    int listenfd, connfd, port, clientlen;
    struct sockaddr_in clientaddr;
   
    /* Check command line args */
    if (argc != 2)
    {
        fprintf(stderr, "usage: %s <port>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    port = atoi(argv[1]);
   
    listenfd = Open_listenfd(port);
    while (1)
    {
        clientlen = sizeof(clientaddr);
        connfd = Accept(listenfd, (SA *)&clientaddr, &clientlen); //line:netp:tiny:accept
        doit(connfd);                                             //line:netp:tiny:doit
        Close(connfd);                                            //line:netp:tiny:close
    }
}

Tiny是一个迭代服务器，监听在命令行中确定的端口上的连接请求。在通过open_listenedfd函数打开一个监听套接字以后，Tiny执行典型的无限服务循环，反复地接受一个连接(accept)请求，执行事务(doit)，最后关闭连接描述符(close)。

2. Tiny-doit函数

/*
 * doit - handle one HTTP request/response transaction
 */
/* $begin doit */
void doit(int fd)
{
    int is_static;
    struct stat sbuf;
    char buf[MAXLINE], method[MAXLINE], uri[MAXLINE], version[MAXLINE];
    char filename[MAXLINE], cgiargs[MAXLINE];
    rio_t rio;
   
    /* Read request line and headers */
    Rio_readinitb(&rio, fd);    //Associate a descriptor with a read buffer and reset buffer
    Rio_readlineb(&rio, buf, MAXLINE);                   //line:netp:doit:readrequest
    sscanf(buf, "%s %s %s", method, uri, version);       //line:netp:doit:parserequest
    if (strcasecmp(method, "GET"))  //ignore case        //line:netp:doit:beginrequesterr
    {
        clienterror(fd, method, "501", "Not Implemented",
                    "Tiny does not implement this method");
        return;
    }                                                    //line:netp:doit:endrequesterr
    read_requesthdrs(&rio);                              //line:netp:doit:readrequesthdrs
   
    /* Parse URI from GET request */
    is_static = parse_uri(uri, filename, cgiargs);       //line:netp:doit:staticcheck
    if (stat(filename, &sbuf) < 0)                       //line:netp:doit:beginnotfound
    {
        clienterror(fd, filename, "404", "Not found",
                    "Tiny couldn't find this file");
        return;
    }                                                    //line:netp:doit:endnotfound
   
    if (is_static)   /* Serve static content */
    {
        if (!(S_ISREG(sbuf.st_mode)) || !(S_IRUSR & sbuf.st_mode))   //line:netp:doit:readable
        {
            clienterror(fd, filename, "403", "Forbidden",
                        "Tiny couldn't read the file");
            return;
        }
        serve_static(fd, filename, sbuf.st_size);        //line:netp:doit:servestatic
    }
    else   /* Serve dynamic content */
    {
        if (!(S_ISREG(sbuf.st_mode)) || !(S_IXUSR & sbuf.st_mode))   //line:netp:doit:executable
        {
            clienterror(fd, filename, "403", "Forbidden",
                        "Tiny couldn't run the CGI program");
            return;
        }
        serve_dynamic(fd, filename, cgiargs);            //line:netp:doit:servedynamic
    }
}
/* $end doit */

解析：

rio_readinitb(&rio,fd) ：将程序的内部缓存区与描述符相关联。

rio_readlineb(&rio,buf,MAXLINE) :从内部缓存区读出一个文本行至buf中，以null字符来结束这个文本行。当然，每行最大的字符数量不能超过MAXLINE。

sscanf(buf,"%s %s %s",method,uri,version) :作为例子，一般此时buf中存放的是“GET / HTTP/1.1”,所以可知method为“GET”，uri为“/”，version为“HTTP/1.1”。其中sscanf的功能：把buf中的字符串以空格为分隔符分别传送到method、uri及version中。

strcasecmp(method,"GET") :忽略大小写比较method与“GET”的大小，相等的话返回0。

read_requesthdrs(&rio) :读并忽略请求报头。

parse_uri(uri,filename,cgiargs) :解析uri，得文件名存入filename中，参数存入cgiargs中。

stat(filename,&sbuf) :将文件filename中的各个元数据填写进sbuf中，如果找不到文件返回0。

S_ISREG(sbuf,st_mode) :此文件为普通文件。

S_IRUSR & sbuf.st_mode :有读取权限。

serve_static(fd,filename,sbuf.st_size) :提供静态服务。

serve_dynamic(fd,filename,cgiargs) :提供动态服务。

（1）从doit函数中可知，我们的Tiny Web服务器只支持“GET”方法，其他方法请求的话则会发送一条错误消息，主程序返回，并等待下一个请求。否则，我们读并忽略请求报头。（其实，我们在请求服务时，直接不用写请求报头即可，写上只是为了符合HTTP协议标准）。

（2）然后，我们将uri解析为一个文件名和一个可能为空的CGI参数，并且设置一个标志位，表明请求的是静态内容还是动态内容。通过stat函数判断文件是否存在。

（3）最后，如果请求的是静态内容，我们需要检验它是否是一个普通文件，并且可读。条件通过，则我们服务器向客服端发送静态内容；相似的，如果请求的是动态内容，我就核实该文件是否是可执行文件，如果是则执行该文件，并提供动态功能。

3. Tiny的clienterror函数

/*
 * clienterror - returns an error message to the client
 */
/* $begin clienterror */
void clienterror(int fd, char *cause, char *errnum,
                 char *shortmsg, char *longmsg)
{
    char buf[MAXLINE], body[MAXBUF];
   
    /* Build the HTTP response body */
    sprintf(body, "<html><title>Tiny Error</title>");
    sprintf(body, "%s<body bgcolor=""ffffff"">\r\n", body);
    sprintf(body, "%s%s: %s\r\n", body, errnum, shortmsg);
    sprintf(body, "%s<p>%s: %s\r\n", body, longmsg, cause);
    sprintf(body, "%s<hr><em>The Tiny Web server</em>\r\n", body);
   
    /* Print the HTTP response */
    sprintf(buf, "HTTP/1.0 %s %s\r\n", errnum, shortmsg);
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Content-length: %d\r\n\r\n", (int)strlen(body));
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    Rio_writen(fd, body, strlen(body));
}
/* $end clienterror */

向客户端返回错误信息。

sprintf(buf,"------------"):将字符串“------------”输送到buf中。

rio_writen(fd,buf,strlen(buf)):将buf中的字符串写入fd描述符中。

4. Tiny的read_requesthdrs函数

/*
 * read_requesthdrs - read and parse HTTP request headers
 */
/* $begin read_requesthdrs */
void read_requesthdrs(rio_t *rp)
{
    char buf[MAXLINE];
   
    Rio_readlineb(rp, buf, MAXLINE);
    while(strcmp(buf, "\r\n"))            //line:netp:readhdrs:checkterm
    {
        Rio_readlineb(rp, buf, MAXLINE);
        printf("%s", buf);
    }
    return;
}
/* $end read_requesthdrs */

Tiny不需要请求报头中的任何信息，所以我们这个函数就是来跳过这些请求报头的。具体做法就是读这些请求报头，直到空行，然后返回。OK！

5. Tiny的parse_uri函数

/*
 * parse_uri - parse URI into filename and CGI args
 *             return 0 if dynamic content, 1 if static
 */
/* $begin parse_uri */
int parse_uri(char *uri, char *filename, char *cgiargs)
{
    char *ptr;
   
    if (!strstr(uri, "cgi-bin")) {  /* Static content */ //line:netp:parseuri:isstatic
        strcpy(cgiargs, "");                             //line:netp:parseuri:clearcgi
        strcpy(filename, ".");                           //line:netp:parseuri:beginconvert1
        strcat(filename, uri);                           //line:netp:parseuri:endconvert1
        if (uri[strlen(uri)-1] == '/')                   //line:netp:parseuri:slashcheck
            strcat(filename, "home.html");               //line:netp:parseuri:appenddefault
        return 1;
    }
    else {  /* Dynamic content */                        //line:netp:parseuri:isdynamic
        ptr = index(uri, '?');                           //line:netp:parseuri:beginextract
        if (ptr)
        {
            strcpy(cgiargs, ptr+1);
            *ptr = '\0';
        }
        else
            strcpy(cgiargs, "");                         //line:netp:parseuri:endextract
        strcpy(filename, ".");                           //line:netp:parseuri:beginconvert2
        strcat(filename, uri);                           //line:netp:parseuri:endconvert2
        return 0;
    }
}
/* $end parse_uri */

根据uri中是否含有cgi-bin来判断请求的是静态内容还是动态内容。如果没有cgi-bin，则说明请求的是静态内容。那么，我们需把cgiargs置NULL，然后获得文件名，如果我们请求的uri最后为 “/”，则自动添加上home.html。比如说，我们请求的是“/”,则返回的文件名为“./home.html”,而我们请求“/logo.gif”,则返回的文件名为“./logo.gif”。如果uri中含有cgi-bin，则说明请求的是动态内容。那么，我们需要把参数拷贝到cgiargs中，把要执行的文件路径写入filename。举例来说，uri为/cgi-bin/adder?3&5,则cigargs中存放的是3&5，filename中存放的是“./cgi-bin/adder”,OK!

index(uri,'?') : 找出uri字符串中第一个出现参数‘？’的地址，并将此地址返回。

6. Tiny的serve_static函数

/*
 * serve_static - copy a file back to the client
 */
/* $begin serve_static */
void serve_static(int fd, char *filename, int filesize)
{
    int srcfd;
    char *srcp, filetype[MAXLINE], buf[MAXBUF];
   
    /* Send response headers to client */
    get_filetype(filename, filetype);       //line:netp:servestatic:getfiletype
    sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");    //line:netp:servestatic:beginserve
    sprintf(buf, "%sServer: Tiny Web Server\r\n", buf);
    sprintf(buf, "%sContent-length: %d\r\n", buf, filesize);
    sprintf(buf, "%sContent-type: %s\r\n\r\n", buf, filetype);
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));       //line:netp:servestatic:endserve
   
    /* Send response body to client */
    srcfd = Open(filename, O_RDONLY, 0);    //line:netp:servestatic:open
    srcp = Mmap(0, filesize, PROT_READ, MAP_PRIVATE, srcfd, 0);//line:netp:servestatic:mmap
    Close(srcfd);                           //line:netp:servestatic:close
    Rio_writen(fd, srcp, filesize);         //line:netp:servestatic:write
    Munmap(srcp, filesize);                 //line:netp:servestatic:munmap
}
   
/*
 * get_filetype - derive file type from file name
 */
void get_filetype(char *filename, char *filetype)
{
    if (strstr(filename, ".html"))
        strcpy(filetype, "text/html");
    else if (strstr(filename, ".gif"))
        strcpy(filetype, "image/gif");
    else if (strstr(filename, ".jpg"))
        strcpy(filetype, "image/jpeg");
    else
        strcpy(filetype, "text/plain");
}
/* $end serve_static */

打开文件名为filename的文件，把它映射到一个虚拟存储器空间，将文件的前filesize字节映射到从地址srcp开始的虚拟存储区域。关闭文件描述符srcfd，把虚拟存储区的数据写入fd描述符，最后释放虚拟存储器区域。

7. Tiny的serve_dynamic函数

/*
 * serve_dynamic - run a CGI program on behalf of the client
 */
/* $begin serve_dynamic */
void serve_dynamic(int fd, char *filename, char *cgiargs)
{
    char buf[MAXLINE], *emptylist[] = { NULL };
   
    /* Return first part of HTTP response */
    sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
    sprintf(buf, "Server: Tiny Web Server\r\n");
    Rio_writen(fd, buf, strlen(buf));
   
    if (Fork() == 0) { /* child */ //line:netp:servedynamic:fork
        /* Real server would set all CGI vars here */
        setenv("QUERY_STRING", cgiargs, 1); //line:netp:servedynamic:setenv
        Dup2(fd, STDOUT_FILENO);         /* Redirect stdout to client */ //line:netp:servedynamic:dup2
        Execve(filename, emptylist, environ); /* Run CGI program */ //line:netp:servedynamic:execve
    }
    Wait(NULL); /* Parent waits for and reaps child */ //line:netp:servedynamic:wait
}
/* $end serve_dynamic */

Tiny在发送了响应的第一部分后，通过派生一个子进程并在子进程的上下文中运行一个cgi程序（可执行文件），来提供各种类型的动态内容。

setenv("QUERY_STRING",cgiargs,1) :设置QUERY_STRING环境变量。

dup2 （fd，STDOUT_FILENO) ：重定向它的标准输出到已连接描述符。此时，任何写到标准输出的东西都直接写到客户端。

execve(filename,emptylist,environ) :加载运行cgi程序。

8. Tiny的准备-CSAPP 封装 csapp.h csapp.c

/* $begin csapp.h */
#ifndef __CSAPP_H__
#define __CSAPP_H__
   
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <setjmp.h>
#include <signal.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
   
/* Default file permissions are DEF_MODE & ~DEF_UMASK */
/* $begin createmasks */
#define DEF_MODE   S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH|S_IWOTH
#define DEF_UMASK  S_IWGRP|S_IWOTH
/* $end createmasks */
   
/* Simplifies calls to bind(), connect(), and accept() */
/* $begin sockaddrdef */
typedef struct sockaddr SA;
/* $end sockaddrdef */
   
/* Persistent state for the robust I/O (Rio) package */
/* $begin rio_t */
#define RIO_BUFSIZE 8192
typedef struct
{
    int rio_fd;                /* descriptor for this internal buf */
    int rio_cnt;               /* unread bytes in internal buf */
    char *rio_bufptr;          /* next unread byte in internal buf */
    char rio_buf[RIO_BUFSIZE]; /* internal buffer */
} rio_t;
/* $end rio_t */
   
/* External variables */
extern int h_errno;    /* defined by BIND for DNS errors */
extern char **environ; /* defined by libc */
   
/* Misc constants */
#define MAXLINE  8192  /* max text line length */
#define MAXBUF   8192  /* max I/O buffer size */
#define LISTENQ  1024  /* second argument to listen() */
   
/* Our own error-handling functions */
void unix_error(char *msg);
void posix_error(int code, char *msg);
void dns_error(char *msg);
void app_error(char *msg);
   
/* Process control wrappers */
pid_t Fork(void);
void Execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);
pid_t Wait(int *status);
pid_t Waitpid(pid_t pid, int *iptr, int options);
void Kill(pid_t pid, int signum);
unsigned int Sleep(unsigned int secs);
void Pause(void);
unsigned int Alarm(unsigned int seconds);
void Setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);
pid_t Getpgrp();
   
/* Signal wrappers */
typedef void handler_t(int);
handler_t *Signal(int signum, handler_t *handler);
void Sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);
void Sigemptyset(sigset_t *set);
void Sigfillset(sigset_t *set);
void Sigaddset(sigset_t *set, int signum);
void Sigdelset(sigset_t *set, int signum);
int Sigismember(const sigset_t *set, int signum);
   
/* Unix I/O wrappers */
int Open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);
ssize_t Read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t Write(int fd, const void *buf, size_t count);
off_t Lseek(int fildes, off_t offset, int whence);
void Close(int fd);
int Select(int  n, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds,
           struct timeval *timeout);
int Dup2(int fd1, int fd2);
void Stat(const char *filename, struct stat *buf);
void Fstat(int fd, struct stat *buf) ;
   
/* Memory mapping wrappers */
void *Mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset);
void Munmap(void *start, size_t length);
   
/* Standard I/O wrappers */
void Fclose(FILE *fp);
FILE *Fdopen(int fd, const char *type);
char *Fgets(char *ptr, int n, FILE *stream);
FILE *Fopen(const char *filename, const char *mode);
void Fputs(const char *ptr, FILE *stream);
size_t Fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
void Fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
   
/* Dynamic storage allocation wrappers */
void *Malloc(size_t size);
void *Realloc(void *ptr, size_t size);
void *Calloc(size_t nmemb, size_t size);
void Free(void *ptr);
   
/* Sockets interface wrappers */
int Socket(int domain, int type, int protocol);
void Setsockopt(int s, int level, int optname, const void *optval, int optlen);
void Bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);
void Listen(int s, int backlog);
int Accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
void Connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);
   
/* DNS wrappers */
struct hostent *Gethostbyname(const char *name);
struct hostent *Gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type);
   
/* Pthreads thread control wrappers */
void Pthread_create(pthread_t *tidp, pthread_attr_t *attrp,
                    void * (*routine)(void *), void *argp);
void Pthread_join(pthread_t tid, void **thread_return);
void Pthread_cancel(pthread_t tid);
void Pthread_detach(pthread_t tid);
void Pthread_exit(void *retval);
pthread_t Pthread_self(void);
void Pthread_once(pthread_once_t *once_control, void (*init_function)());
   
/* POSIX semaphore wrappers */
void Sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value);
void P(sem_t *sem);
void V(sem_t *sem);
   
/* Rio (Robust I/O) package */
ssize_t rio_readn(int fd, void *usrbuf, size_t n);
ssize_t rio_writen(int fd, void *usrbuf, size_t n);
void rio_readinitb(rio_t *rp, int fd);
ssize_t rio_readnb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t n);
ssize_t rio_readlineb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t maxlen);
   
/* Wrappers for Rio package */
ssize_t Rio_readn(int fd, void *usrbuf, size_t n);
void Rio_writen(int fd, void *usrbuf, size_t n);
void Rio_readinitb(rio_t *rp, int fd);
ssize_t Rio_readnb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t n);
ssize_t Rio_readlineb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t maxlen);
   
/* Client/server helper functions */
int open_clientfd(char *hostname, int portno);
int open_listenfd(int portno);
   
/* Wrappers for client/server helper functions */
int Open_clientfd(char *hostname, int port);
int Open_listenfd(int port);
   
#endif /* __CSAPP_H__ */
/* $end csapp.h */

/* $begin csapp.c */
#include "csapp.h"
   
/**************************
 * Error-handling functions
 **************************/
/* $begin errorfuns */
/* $begin unixerror */
void unix_error(char *msg) /* unix-style error */
{
    fprintf(stderr, "%s: %s\n", msg, strerror(errno));
    exit(0);
}
/* $end unixerror */
   
void posix_error(int code, char *msg) /* posix-style error */
{
    fprintf(stderr, "%s: %s\n", msg, strerror(code));
    exit(0);
}
   
void dns_error(char *msg) /* dns-style error */
{
    fprintf(stderr, "%s: DNS error %d\n", msg, h_errno);
    exit(0);
}
   
void app_error(char *msg) /* application error */
{
    fprintf(stderr, "%s\n", msg);
    exit(0);
}
/* $end errorfuns */
   
/*********************************************
 * Wrappers for Unix process control functions
 ********************************************/
   
/* $begin forkwrapper */
pid_t Fork(void)
{
    pid_t pid;
   
    if ((pid = fork()) < 0)
        unix_error("Fork error");
    return pid;
}
/* $end forkwrapper */
   
void Execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[])
{
    if (execve(filename, argv, envp) < 0)
        unix_error("Execve error");
}
   
/* $begin wait */
pid_t Wait(int *status)
{
    pid_t pid;
   
    if ((pid  = wait(status)) < 0)
        unix_error("Wait error");
    return pid;
}
/* $end wait */
   
pid_t Waitpid(pid_t pid, int *iptr, int options)
{
    pid_t retpid;
   
    if ((retpid  = waitpid(pid, iptr, options)) < 0)
        unix_error("Waitpid error");
    return(retpid);
}
   
/* $begin kill */
void Kill(pid_t pid, int signum)
{
    int rc;
   
    if ((rc = kill(pid, signum)) < 0)
        unix_error("Kill error");
}
/* $end kill */
   
void Pause()
{
    (void)pause();
    return;
}
   
unsigned int Sleep(unsigned int secs)
{
    unsigned int rc;
   
    if ((rc = sleep(secs)) < 0)
        unix_error("Sleep error");
    return rc;
}
   
unsigned int Alarm(unsigned int seconds)
{
    return alarm(seconds);
}
   
void Setpgid(pid_t pid, pid_t pgid)
{
    int rc;
   
    if ((rc = setpgid(pid, pgid)) < 0)
        unix_error("Setpgid error");
    return;
}
   
pid_t Getpgrp(void)
{
    return getpgrp();
}
   
/************************************
 * Wrappers for Unix signal functions
 ***********************************/
   
/* $begin sigaction */
handler_t *Signal(int signum, handler_t *handler)
{
    struct sigaction action, old_action;
   
    action.sa_handler = handler;
    sigemptyset(&action.sa_mask); /* block sigs of type being handled */
    action.sa_flags = SA_RESTART; /* restart syscalls if possible */
   
    if (sigaction(signum, &action, &old_action) < 0)
        unix_error("Signal error");
    return (old_action.sa_handler);
}
/* $end sigaction */
   
void Sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)
{
    if (sigprocmask(how, set, oldset) < 0)
        unix_error("Sigprocmask error");
    return;
}
   
void Sigemptyset(sigset_t *set)
{
    if (sigemptyset(set) < 0)
        unix_error("Sigemptyset error");
    return;
}
   
void Sigfillset(sigset_t *set)
{
    if (sigfillset(set) < 0)
        unix_error("Sigfillset error");
    return;
}
   
void Sigaddset(sigset_t *set, int signum)
{
    if (sigaddset(set, signum) < 0)
        unix_error("Sigaddset error");
    return;
}
   
void Sigdelset(sigset_t *set, int signum)
{
    if (sigdelset(set, signum) < 0)
        unix_error("Sigdelset error");
    return;
}
   
int Sigismember(const sigset_t *set, int signum)
{
    int rc;
    if ((rc = sigismember(set, signum)) < 0)
        unix_error("Sigismember error");
    return rc;
}
   
   
/********************************
 * Wrappers for Unix I/O routines
 ********************************/
   
int Open(const char *pathname, int flags, mode_t mode)
{
    int rc;
   
    if ((rc = open(pathname, flags, mode))  < 0)
        unix_error("Open error");
    return rc;
}
   
ssize_t Read(int fd, void *buf, size_t count)
{
    ssize_t rc;
   
    if ((rc = read(fd, buf, count)) < 0)
        unix_error("Read error");
    return rc;
}
   
ssize_t Write(int fd, const void *buf, size_t count)
{
    ssize_t rc;
   
    if ((rc = write(fd, buf, count)) < 0)
        unix_error("Write error");
    return rc;
}
   
off_t Lseek(int fildes, off_t offset, int whence)
{
    off_t rc;
   
    if ((rc = lseek(fildes, offset, whence)) < 0)
        unix_error("Lseek error");
    return rc;
}
   
void Close(int fd)
{
    int rc;
   
    if ((rc = close(fd)) < 0)
        unix_error("Close error");
}
   
int Select(int  n, fd_set *readfds, fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout)
{
    int rc;
   
    if ((rc = select(n, readfds, writefds, exceptfds, timeout)) < 0)
        unix_error("Select error");
    return rc;
}
   
int Dup2(int fd1, int fd2)
{
    int rc;
   
    if ((rc = dup2(fd1, fd2)) < 0)
        unix_error("Dup2 error");
    return rc;
}
   
void Stat(const char *filename, struct stat *buf)
{
    if (stat(filename, buf) < 0)
        unix_error("Stat error");
}
   
void Fstat(int fd, struct stat *buf)
{
    if (fstat(fd, buf) < 0)
        unix_error("Fstat error");
}
   
/***************************************
 * Wrappers for memory mapping functions
 ***************************************/
void *Mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, off_t offset)
{
    void *ptr;
   
    if ((ptr = mmap(addr, len, prot, flags, fd, offset)) == ((void *) -1))
        unix_error("mmap error");
    return(ptr);
}
   
void Munmap(void *start, size_t length)
{
    if (munmap(start, length) < 0)
        unix_error("munmap error");
}
   
/***************************************************
 * Wrappers for dynamic storage allocation functions
 ***************************************************/
   
void *Malloc(size_t size)
{
    void *p;
   
    if ((p  = malloc(size)) == NULL)
        unix_error("Malloc error");
    return p;
}
   
void *Realloc(void *ptr, size_t size)
{
    void *p;
   
    if ((p  = realloc(ptr, size)) == NULL)
        unix_error("Realloc error");
    return p;
}
   
void *Calloc(size_t nmemb, size_t size)
{
    void *p;
   
    if ((p = calloc(nmemb, size)) == NULL)
        unix_error("Calloc error");
    return p;
}
   
void Free(void *ptr)
{
    free(ptr);
}
   
/******************************************
 * Wrappers for the Standard I/O functions.
 ******************************************/
void Fclose(FILE *fp)
{
    if (fclose(fp) != 0)
        unix_error("Fclose error");
}
   
FILE *Fdopen(int fd, const char *type)
{
    FILE *fp;
   
    if ((fp = fdopen(fd, type)) == NULL)
        unix_error("Fdopen error");
   
    return fp;
}
   
char *Fgets(char *ptr, int n, FILE *stream)
{
    char *rptr;
   
    if (((rptr = fgets(ptr, n, stream)) == NULL) && ferror(stream))
        app_error("Fgets error");
   
    return rptr;
}
   
FILE *Fopen(const char *filename, const char *mode)
{
    FILE *fp;
   
    if ((fp = fopen(filename, mode)) == NULL)
        unix_error("Fopen error");
   
    return fp;
}
   
void Fputs(const char *ptr, FILE *stream)
{
    if (fputs(ptr, stream) == EOF)
        unix_error("Fputs error");
}
   
size_t Fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)
{
    size_t n;
   
    if (((n = fread(ptr, size, nmemb, stream)) < nmemb) && ferror(stream))
        unix_error("Fread error");
    return n;
}
   
void Fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream)
{
    if (fwrite(ptr, size, nmemb, stream) < nmemb)
        unix_error("Fwrite error");
}
   
   
/****************************
 * Sockets interface wrappers
 ****************************/
   
int Socket(int domain, int type, int protocol)
{
    int rc;
   
    if ((rc = socket(domain, type, protocol)) < 0)
        unix_error("Socket error");
    return rc;
}
   
void Setsockopt(int s, int level, int optname, const void *optval, int optlen)
{
    int rc;
   
    if ((rc = setsockopt(s, level, optname, optval, optlen)) < 0)
        unix_error("Setsockopt error");
}
   
void Bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen)
{
    int rc;
   
    if ((rc = bind(sockfd, my_addr, addrlen)) < 0)
        unix_error("Bind error");
}
   
void Listen(int s, int backlog)
{
    int rc;
   
    if ((rc = listen(s,  backlog)) < 0)
        unix_error("Listen error");
}
   
int Accept(int s, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen)
{
    int rc;
   
    if ((rc = accept(s, addr, addrlen)) < 0)
        unix_error("Accept error");
    return rc;
}
   
void Connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen)
{
    int rc;
   
    if ((rc = connect(sockfd, serv_addr, addrlen)) < 0)
        unix_error("Connect error");
}
   
/************************
 * DNS interface wrappers
 ***********************/
   
/* $begin gethostbyname */
struct hostent *Gethostbyname(const char *name)
{
    struct hostent *p;
   
    if ((p = gethostbyname(name)) == NULL)
        dns_error("Gethostbyname error");
    return p;
}
/* $end gethostbyname */
   
struct hostent *Gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type)
{
    struct hostent *p;
   
    if ((p = gethostbyaddr(addr, len, type)) == NULL)
        dns_error("Gethostbyaddr error");
    return p;
}
   
/************************************************
 * Wrappers for Pthreads thread control functions
 ************************************************/
   
void Pthread_create(pthread_t *tidp, pthread_attr_t *attrp,
                    void * (*routine)(void *), void *argp)
{
    int rc;
   
    if ((rc = pthread_create(tidp, attrp, routine, argp)) != 0)
        posix_error(rc, "Pthread_create error");
}
   
void Pthread_cancel(pthread_t tid)
{
    int rc;
   
    if ((rc = pthread_cancel(tid)) != 0)
        posix_error(rc, "Pthread_cancel error");
}
   
void Pthread_join(pthread_t tid, void **thread_return)
{
    int rc;
   
    if ((rc = pthread_join(tid, thread_return)) != 0)
        posix_error(rc, "Pthread_join error");
}
   
/* $begin detach */
void Pthread_detach(pthread_t tid)
{
    int rc;
   
    if ((rc = pthread_detach(tid)) != 0)
        posix_error(rc, "Pthread_detach error");
}
/* $end detach */
   
void Pthread_exit(void *retval)
{
    pthread_exit(retval);
}
   
pthread_t Pthread_self(void)
{
    return pthread_self();
}
   
void Pthread_once(pthread_once_t *once_control, void (*init_function)())
{
    pthread_once(once_control, init_function);
}
   
/*******************************
 * Wrappers for Posix semaphores
 *******************************/
   
void Sem_init(sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)
{
    if (sem_init(sem, pshared, value) < 0)
        unix_error("Sem_init error");
}
   
void P(sem_t *sem)
{
    if (sem_wait(sem) < 0)
        unix_error("P error");
}
   
void V(sem_t *sem)
{
    if (sem_post(sem) < 0)
        unix_error("V error");
}
   
/*********************************************************************
 * The Rio package - robust I/O functions
 **********************************************************************/
/*
 * rio_readn - robustly read n bytes (unbuffered)
 */
/* $begin rio_readn */
ssize_t rio_readn(int fd, void *usrbuf, size_t n)
{
    size_t nleft = n;
    ssize_t nread;
    char *bufp = usrbuf;
   
    while (nleft > 0)
    {
        if ((nread = read(fd, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR) /* interrupted by sig handler return */
                nread = 0;      /* and call read() again */
            else
                return -1;      /* errno set by read() */
        }
        else if (nread == 0)
            break;              /* EOF */
        nleft -= nread;
        bufp += nread;
    }
    return (n - nleft);         /* return >= 0 */
}
/* $end rio_readn */
   
/*
 * rio_writen - robustly write n bytes (unbuffered)
 */
/* $begin rio_writen */
ssize_t rio_writen(int fd, void *usrbuf, size_t n)
{
    size_t nleft = n;
    ssize_t nwritten;
    char *bufp = usrbuf;
   
    while (nleft > 0)
    {
        if ((nwritten = write(fd, bufp, nleft)) <= 0)
        {
            if (errno == EINTR)  /* interrupted by sig handler return */
                nwritten = 0;    /* and call write() again */
            else
                return -1;       /* errno set by write() */
        }
        nleft -= nwritten;
        bufp += nwritten;
    }
    return n;
}
/* $end rio_writen */
   
   
/*
 * rio_read - This is a wrapper for the Unix read() function that
 *    transfers min(n, rio_cnt) bytes from an internal buffer to a user
 *    buffer, where n is the number of bytes requested by the user and
 *    rio_cnt is the number of unread bytes in the internal buffer. On
 *    entry, rio_read() refills the internal buffer via a call to
 *    read() if the internal buffer is empty.
 */
/* $begin rio_read */
static ssize_t rio_read(rio_t *rp, char *usrbuf, size_t n)
{
    int cnt;
   
    while (rp->rio_cnt <= 0)    /* refill if buf is empty */
    {
        rp->rio_cnt = read(rp->rio_fd, rp->rio_buf,
                           sizeof(rp->rio_buf));
        if (rp->rio_cnt < 0)
        {
            if (errno != EINTR) /* interrupted by sig handler return */
                return -1;
        }
        else if (rp->rio_cnt == 0)  /* EOF */
            return 0;
        else
            rp->rio_bufptr = rp->rio_buf; /* reset buffer ptr */
    }
   
    /* Copy min(n, rp->rio_cnt) bytes from internal buf to user buf */
    cnt = n;
    if (rp->rio_cnt < n)
        cnt = rp->rio_cnt;
    memcpy(usrbuf, rp->rio_bufptr, cnt);
    rp->rio_bufptr += cnt;
    rp->rio_cnt -= cnt;
    return cnt;
}
/* $end rio_read */
   
/*
 * rio_readinitb - Associate a descriptor with a read buffer and reset buffer
 */
/* $begin rio_readinitb */
void rio_readinitb(rio_t *rp, int fd)
{
    rp->rio_fd = fd;
    rp->rio_cnt = 0;
    rp->rio_bufptr = rp->rio_buf;
}
/* $end rio_readinitb */
   
/*
 * rio_readnb - Robustly read n bytes (buffered)
 */
/* $begin rio_readnb */
ssize_t rio_readnb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t n)
{
    size_t nleft = n;
    ssize_t nread;
    char *bufp = usrbuf;
   
    while (nleft > 0)
    {
        if ((nread = rio_read(rp, bufp, nleft)) < 0)
        {
            if (errno == EINTR) /* interrupted by sig handler return */
                nread = 0;      /* call read() again */
            else
                return -1;      /* errno set by read() */
        }
        else if (nread == 0)
            break;              /* EOF */
        nleft -= nread;
        bufp += nread;
    }
    return (n - nleft);         /* return >= 0 */
}
/* $end rio_readnb */
   
/*
 * rio_readlineb - robustly read a text line (buffered)
 */
/* $begin rio_readlineb */
ssize_t rio_readlineb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t maxlen)
{
    int n, rc;
    char c, *bufp = usrbuf;
   
    for (n = 1; n < maxlen; n++)
    {
        if ((rc = rio_read(rp, &c, 1)) == 1)
        {
            *bufp++ = c;
            if (c == '\n')
                break;
        }
        else if (rc == 0)
        {
            if (n == 1)
                return 0; /* EOF, no data read */
            else
                break;    /* EOF, some data was read */
        }
        else
            return -1;    /* error */
    }
    *bufp = 0;
    return n;
}
/* $end rio_readlineb */
   
/**********************************
 * Wrappers for robust I/O routines
 **********************************/
ssize_t Rio_readn(int fd, void *ptr, size_t nbytes)
{
    ssize_t n;
   
    if ((n = rio_readn(fd, ptr, nbytes)) < 0)
        unix_error("Rio_readn error");
    return n;
}
   
void Rio_writen(int fd, void *usrbuf, size_t n)
{
    if (rio_writen(fd, usrbuf, n) != n)
        unix_error("Rio_writen error");
}
   
void Rio_readinitb(rio_t *rp, int fd)
{
    rio_readinitb(rp, fd);
}
   
ssize_t Rio_readnb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t n)
{
    ssize_t rc;
   
    if ((rc = rio_readnb(rp, usrbuf, n)) < 0)
        unix_error("Rio_readnb error");
    return rc;
}
   
ssize_t Rio_readlineb(rio_t *rp, void *usrbuf, size_t maxlen)
{
    ssize_t rc;
   
    if ((rc = rio_readlineb(rp, usrbuf, maxlen)) < 0)
        unix_error("Rio_readlineb error");
    return rc;
}
   
/********************************
 * Client/server helper functions
 ********************************/
/*
 * open_clientfd - open connection to server at <hostname, port>
 *   and return a socket descriptor ready for reading and writing.
 *   Returns -1 and sets errno on Unix error.
 *   Returns -2 and sets h_errno on DNS (gethostbyname) error.
 */
/* $begin open_clientfd */
int open_clientfd(char *hostname, int port)
{
    int clientfd;
    struct hostent *hp;
    struct sockaddr_in serveraddr;
   
    if ((clientfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
        return -1; /* check errno for cause of error */
   
    /* Fill in the server's IP address and port */
    if ((hp = gethostbyname(hostname)) == NULL)
        return -2; /* check h_errno for cause of error */
    bzero((char *) &serveraddr, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    bcopy((char *)hp->h_addr_list[0],
          (char *)&serveraddr.sin_addr.s_addr, hp->h_length);
    serveraddr.sin_port = htons(port);
   
    /* Establish a connection with the server */
    if (connect(clientfd, (SA *) &serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
        return -1;
    return clientfd;
}
/* $end open_clientfd */
   
/*
 * open_listenfd - open and return a listening socket on port
 *     Returns -1 and sets errno on Unix error.
 */
/* $begin open_listenfd */
int open_listenfd(int port)
{
    int listenfd, optval=1;
    struct sockaddr_in serveraddr;
   
    /* Create a socket descriptor */
    if ((listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0)
        return -1;
   
    /* Eliminates "Address already in use" error from bind. */
    if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR,
                   (const void *)&optval , sizeof(int)) < 0)
        return -1;
   
    /* Listenfd will be an endpoint for all requests to port
       on any IP address for this host */
    bzero((char *) &serveraddr, sizeof(serveraddr));
    serveraddr.sin_family = AF_INET;
    serveraddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
    serveraddr.sin_port = htons((unsigned short)port);
    if (bind(listenfd, (SA *)&serveraddr, sizeof(serveraddr)) < 0)
        return -1;
   
    /* Make it a listening socket ready to accept connection requests */
    if (listen(listenfd, LISTENQ) < 0)
        return -1;
    return listenfd;
}
/* $end open_listenfd */
   
/******************************************
 * Wrappers for the client/server helper routines
 ******************************************/
int Open_clientfd(char *hostname, int port)
{
    int rc;
   
    if ((rc = open_clientfd(hostname, port)) < 0)
    {
        if (rc == -1)
            unix_error("Open_clientfd Unix error");
        else
            dns_error("Open_clientfd DNS error");
    }
    return rc;
}
   
int Open_listenfd(int port)
{
    int rc;
   
    if ((rc = open_listenfd(port)) < 0)
        unix_error("Open_listenfd error");
    return rc;
}
/* $end csapp.c */

posted @ 2014-05-04 13:21 Ste7enF 阅读(1193) 评论(0) 编辑收藏举报

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