Linux用户态数据发送和接收
前言：在前面的文章中介绍了协议无关层和系统调用接口层。当用户态程序调用sendto()和recvfrom()来发送和接收数据时，其中的过程是怎么样的呢？又是经过了几次数据拷贝呢？这篇重点说明这两个接口，接着上篇来说明数据传输的过程。
1. sendto()
在上一篇中，我们知道，当在应用中调用sendto()发送函数时，就会调用到系统调用sys_sendto,在socket.c文件中，我们找到了这个系统调用的实现。
SYSCALL_DEFINE6(sendto, int, fd, void __user *, buff, size_t, len,
unsigned, flags, struct sockaddr __user *, addr,
int, addr_len)
首先根据文件描述符找到对应的socket结构;
sock = sockfd_lookup_light(fd, &err, &fput_needed);
if (!sock)
goto out;
然后填充要发送的消息的消息头，包括用户态数据起始地址，长度等信息。
iov.iov_base = buff;
iov.iov_len = len;
msg.msg_name = NULL;
msg.msg_iov = &iov;
msg.msg_iovlen = 1;
msg.msg_control = NULL;
msg.msg_controllen = 0;
msg.msg_namelen = 0;
之后把相关的地址信息copy到内核态
最后进行发送：
err = sock_sendmsg(sock, &msg, len);
||
__sock_sendmsg(&iocb, sock, msg, size);
||
sock->ops->sendmsg(iocb, sock, msg, size);
到这里，我们看到调用到了协议族注册的发送函数，如果是DGRAM类型的socket，对应的INET族的发送函数是--inet_sendmsg()。我们继续沿着这条线往下走，在INET族中，DGRAM类型对应的就是UDP协议，所以，最终会调用到udp_sendmsg()中。
接下来看一下这个函数，在这里不打算仔细说这个函数（暂时还真说不清。。。太庞大了！）。只关心用户数据是怎么拷贝到内核空间，组装成udp报文的。
关于函数最开始的很多工作，先跳过，直接到标签do_append_data处：
首先确认了得到用户态数据包的处理函数，然后就开始添加数据头。
getfrag = is_udplite ? udplite_getfrag : ip_generic_getfrag;
err = ip_append_data(sk, getfrag, msg->msg_iov, ulen,
sizeof(struct udphdr), &ipc, &rt,
corkreq ? msg->msg_flags|MSG_MORE : msg->msg_flags);
其实，拷贝用户态的数据就在getfrag函数实现的。
static __inline__ int udplite_getfrag(void *from, char *to, int offset,
int len, int odd, struct sk_buff *skb)
{
return memcpy_fromiovecend(to, (struct iovec *) from, offset, len);
}
其他的就先不多说了，留到分析传输层UDP的时候再细说。sendto也就说到这里。
2. recvfrom()
第一节，我们看了发送的过程调用，下面看一下接收的过程。在无关层调用上，sendto()和recvfrom()的处理过程是一样的，就是根据socket类型找到对应的处理函数，在INET域，最后就是udp_recvmsg()
这个函数就相对简单，首先从队列中取出网卡驱动收到的数据：
skb = __skb_recv_datagram(sk, flags | (noblock ? MSG_DONTWAIT : 0),
&peeked, &err);
if (!skb)
goto out;
然后就把收到的收据拷贝到用户态中：
if (skb_csum_unnecessary(skb))
err = skb_copy_datagram_iovec(skb, sizeof(struct udphdr),
msg->msg_iov, copied);
else {
err = skb_copy_and_csum_datagram_iovec(skb,
sizeof(struct udphdr),
msg->msg_iov);
最后打上时间戳和接收到的数据包的地址信息：
sock_recv_timestamp(msg, sk, skb);
/* Copy the address. */
if (sin) {
sin->sin_family = AF_INET;
sin->sin_port = udp_hdr(skb)->source;
sin->sin_addr.s_addr = ip_hdr(skb)->saddr;
memset(sin->sin_zero, 0, sizeof(sin->sin_zero));
}
基本的过程就做完了，其余的都是异常处理等流程，可以针对性的看。更详细的分析，等到说传输层UDP的时候再议。
