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>
