菜鳥的三年成長史

recvfrom vs. recvmsg

目標:收到一個UDP的封包,並且找出incoming interface

看起來很簡單的目標但著實不簡單,首先要告訴你,recvfrom無法做到這種高尚的工作,若是原來的程式是用recvfrom寫成的,第一步就必須是要將recvfrom改寫成recvmsg。

以下將介紹如何改寫recvfrom,但不會去講解這兩者的差異和原理。我們的目標是改寫原來的

len = recvfrom(fd, msgbuf, UDP_MAX_PAYLOAD_LEN, 0, (struct sockaddr *)dest, (socklen_t*)&destlen);

將其改為recvmsg並且設定一些sockopt去取得interface的相關資訊

setsockopt(fd, SOL_IP, IP_PKTINFO, &on, sizeof(on));
iov.iov_base = (void*)msgbuf;
iov.iov_len = (size_t) UDP_MAX_PAYLOAD_LEN;
msg.msg_name = (struct sockaddr*)dest;
msg.msg_namelen = (socklen_t)destlen;
msg.msg_iov = &iov;
msg.msg_iovlen = 1;
msg.msg_control = cbuf;
msg.msg_controllen = sizeof(cbuf);

for(cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg); cmsg != NULL; cmsg = CMSG_NEXTHDR(&msg, cmsg))
{
    if(cmsg->cmsg_level == SOL_IP && cmsg->cmsg_type == IP_PKTINFO)
    {
        struct in_pktinfo *i = (struct in_pktinfo *)CMSG_DATA(cmsg);
        if(i->ipi_ifindex)
        {
            if_indextoname(i->ipi_ifindex, ifname);
            printf("incoming interface(if: %d, name: %s)\n", i->ipi_ifindex, fname);
        }
        break;
    }
}

有兩個重點iov和msg_control。

iov我晚點會敘述,msg_control則是要達到setsockopt額外功能的話必備的,如果只是要將recvfrom改成recvmsg或是想使用iov的功能則可以清空不填。

重頭戲是如何取得IP_PKTINFO這個option的data呢?

man 7 ip和man recvmsg還有man getsockopt裡面幾乎都是屁話,一般來說,欲取得sockopt都是用getsockopt,所以,嘿嘿大錯特錯,這邊請特別注意用法,這是我特地去查linux kernel code才知道的,請用setsockopt並且帶上IP_PKTINFO,level也必須給對,是SOL_IP,而不是IPPROTO_IP。

用處是給msghdr帶上flag,當recvmsg看到這個flag,就會將東西放進msg_control中,而msg_control也不能直接取得東西,因為可能會上很多flag,所以他裡面是用串的,必須一個一個找,比對level和type都正確之後,就強制轉型成struct in_pktinfo (man 7 ip)

如此即可拿到device index,然後(好煩XDD),用ioctl SIOCGIFNAME去轉出interface name

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後記:

前面有提到iov,iov其實是一種進階socket的用法,一般來說,socket讀取的東西只會放在一個buffer裡面,若多個地方去接收,程式必須自己去maintain重組或memcpy之類的事。

iov可以代入一個陣列,並且recvmsg會自動幫你把東西放對位置,大幅減少memory的access,只需要用pointer就可以搞定,詳細用法之後有機會會再放個程式碼 。