• 当前位置：首页
  • IT科技
  • 通过Linux套接字发送文件描述符

通过Linux套接字发送文件描述符

2024-10-14 08:40:00
admin
原创
253
摘要：问题描述：我正在尝试通过 Linux 套接字发送一些文件描述符，但不起作用。我做错了什么？应该如何调试这样的事情？我尝试将 perror() 放在所有可能的地方，但他们声称一切正常。以下是我写的：#include <stdio.h> #include <stdlib.h>...

问题描述：

我正在尝试通过 Linux 套接字发送一些文件描述符，但不起作用。我做错了什么？应该如何调试这样的事情？我尝试将 perror() 放在所有可能的地方，但他们声称一切正常。以下是我写的：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>

void wyslij(int socket, int fd)  // send fd by socket
{
    struct msghdr msg = {0};

    char buf[CMSG_SPACE(sizeof fd)];

    msg.msg_control = buf;
    msg.msg_controllen = sizeof buf;

    struct cmsghdr * cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
    cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET;
    cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
    cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof fd);

    *((int *) CMSG_DATA(cmsg)) = fd;

    msg.msg_controllen = cmsg->cmsg_len;  // why does example from man need it? isn't it redundant?

    sendmsg(socket, &msg, 0);
}


int odbierz(int socket)  // receive fd from socket
{
    struct msghdr msg = {0};
    recvmsg(socket, &msg, 0);

    struct cmsghdr * cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);

    unsigned char * data = CMSG_DATA(cmsg);

    int fd = *((int*) data);  // here program stops, probably with segfault

    return fd;
}


int main()
{
    int sv[2];
    socketpair(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0, sv);

    int pid = fork();
    if (pid > 0)  // in parent
    {
        close(sv[1]);
        int sock = sv[0];

        int fd = open("./z7.c", O_RDONLY);

        wyslij(sock, fd);

        close(fd);
    }
    else  // in child
    {
        close(sv[0]);
        int sock = sv[1];

        sleep(0.5);
        int fd = odbierz(sock);
    }

}

解决方案 1：

Stevens (et al) UNIX® 网络编程，第 1 卷：套接字网络 API在第 15 章Unix 域协议（特别是 §15.7传递描述符）中描述了在进程之间传输文件描述符的过程。完整描述起来很麻烦，但必须在 Unix 域套接字（AF_UNIX或）上完成AF_LOCAL，发送方进程使用，sendmsg()而接收方使用recvmsg()。

我从问题中获得了这个经过轻微修改（和检测）的代码版本，可以在带有 GCC 4.9.1 的 Mac OS X 10.10.1 Yosemite 上工作：

#include "stderr.h"
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

static
void wyslij(int socket, int fd)  // send fd by socket
{
    struct msghdr msg = { 0 };
    char buf[CMSG_SPACE(sizeof(fd))];
    memset(buf, '', sizeof(buf));
    struct iovec io = { .iov_base = "ABC", .iov_len = 3 };

    msg.msg_iov = &io;
    msg.msg_iovlen = 1;
    msg.msg_control = buf;
    msg.msg_controllen = sizeof(buf);

    struct cmsghdr * cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
    cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET;
    cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
    cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(fd));

    *((int *) CMSG_DATA(cmsg)) = fd;

    msg.msg_controllen = CMSG_SPACE(sizeof(fd));

    if (sendmsg(socket, &msg, 0) < 0)
        err_syserr("Failed to send message
");
}

static
int odbierz(int socket)  // receive fd from socket
{
    struct msghdr msg = {0};

    char m_buffer[256];
    struct iovec io = { .iov_base = m_buffer, .iov_len = sizeof(m_buffer) };
    msg.msg_iov = &io;
    msg.msg_iovlen = 1;

    char c_buffer[256];
    msg.msg_control = c_buffer;
    msg.msg_controllen = sizeof(c_buffer);

    if (recvmsg(socket, &msg, 0) < 0)
        err_syserr("Failed to receive message
");

    struct cmsghdr * cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);

    unsigned char * data = CMSG_DATA(cmsg);

    err_remark("About to extract fd
");
    int fd = *((int*) data);
    err_remark("Extracted fd %d
", fd);

    return fd;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    const char *filename = "./z7.c";

    err_setarg0(argv[0]);
    err_setlogopts(ERR_PID);
    if (argc > 1)
        filename = argv[1];
    int sv[2];
    if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0, sv) != 0)
        err_syserr("Failed to create Unix-domain socket pair
");

    int pid = fork();
    if (pid > 0)  // in parent
    {
        err_remark("Parent at work
");
        close(sv[1]);
        int sock = sv[0];

        int fd = open(filename, O_RDONLY);
        if (fd < 0)
            err_syserr("Failed to open file %s for reading
", filename);

        wyslij(sock, fd);

        close(fd);
        nanosleep(&(struct timespec){ .tv_sec = 1, .tv_nsec = 500000000}, 0);
        err_remark("Parent exits
");
    }
    else  // in child
    {
        err_remark("Child at play
");
        close(sv[0]);
        int sock = sv[1];

        nanosleep(&(struct timespec){ .tv_sec = 0, .tv_nsec = 500000000}, 0);

        int fd = odbierz(sock);
        printf("Read %d!
", fd);
        char buffer[256];
        ssize_t nbytes;
        while ((nbytes = read(fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0)
            write(1, buffer, nbytes);
        printf("Done!
");
        close(fd);
    }
    return 0;
}

原始代码经过检测但未修复的版本的输出为：

$ ./fd-passing
fd-passing: pid=1391: Parent at work
fd-passing: pid=1391: Failed to send message
error (40) Message too long
fd-passing: pid=1392: Child at play
$ fd-passing: pid=1392: Failed to receive message
error (40) Message too long

请注意，父进程在子进程之前完成，因此提示出现在输出的中间。

“修复”代码的输出是：

$ ./fd-passing
fd-passing: pid=1046: Parent at work
fd-passing: pid=1048: Child at play
fd-passing: pid=1048: About to extract fd
fd-passing: pid=1048: Extracted fd 3
Read 3!
This is the file z7.c.
It isn't very interesting.
It isn't even C code.
But it is used by the fd-passing program to demonstrate that file
descriptors can indeed be passed between sockets on occasion.
Done!
fd-passing: pid=1046: Parent exits
$

主要的重要变化是将 添加到两个函数struct iovec中的 中的数据中struct msghdr，并在接收函数 ( odbierz()) 中为控制消息提供空间。我报告了调试中的一个中间步骤，其中我struct iovec向父级提供了 ，父级的“消息太长”错误被删除。为了证明它正在工作（传递了一个文件描述符），我添加了代码来从传递的文件描述符中读取和打印文件。原始代码有 ，sleep(0.5)但由于sleep()采用无符号整数，这相当于不休眠。我使用 C99 复合文字让子级休眠 0.5 秒。父级休眠 1.5 秒，以便在父级退出之前子级的输出完成。我也可以使用wait()或waitpid()，但我太懒了，没有这样做。

我没有回去检查是否所有的添加都是必要的。

标"stderr.h"头声明了err_*()函数。这是我编写的代码（1987 年之前的第一个版本），用于简洁地报告错误。调用err_setlogopts(ERR_PID)会为所有消息加上 PID 前缀。对于时间戳，也err_setlogopts(ERR_PID|ERR_STAMP)可以完成这项工作。

对齐问题

Nominal Animal在评论中建议：

我可以建议您修改代码以int使用复制描述符memcpy()而不是直接访问数据吗？它不一定正确对齐 — — 这也是手册页示例也使用的原因memcpy()— — 并且在许多 Linux 架构中，未对齐的int访问会导致问题（直到 SIGBUS 信号终止进程）。

不仅仅是 Linux 架构：SPARC 和 Power 都需要对齐数据，并且通常分别运行 Solaris 和 AIX。DEC Alpha 曾经也需要这样做，但现在它们在现场很少见。

cmsg(3)手册页中与此相关的代码是：

struct msghdr msg = {0};
struct cmsghdr *cmsg;
int myfds[NUM_FD]; /* Contains the file descriptors to pass. */
char buf[CMSG_SPACE(sizeof myfds)];  /* ancillary data buffer */
int *fdptr;

msg.msg_control = buf;
msg.msg_controllen = sizeof buf;
cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET;
cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(int) * NUM_FD);
/* Initialize the payload: */
fdptr = (int *) CMSG_DATA(cmsg);
memcpy(fdptr, myfds, NUM_FD * sizeof(int));
/* Sum of the length of all control messages in the buffer: */
msg.msg_controllen = CMSG_SPACE(sizeof(int) * NUM_FD);

分配给fdptr似乎假设CMSG_DATA(cmsg)已经足够好地对齐以转换为int *并且memcpy()使用是基于假设NUM_FD不仅仅是 1。话虽如此，它应该指向数组buf，并且可能没有像 Nominal Animal 建议的那样足够好地对齐，所以在我看来fdptr只是一个闯入者，如果使用的示例会更好：

memcpy(CMSG_DATA(cmsg), myfds, NUM_FD * sizeof(int));

然后接收端的反向过程将是合适的。此程序仅传递单个文件描述符，因此代码可修改为：

memmove(CMSG_DATA(cmsg), &fd, sizeof(fd));  // Send
memmove(&fd, CMSG_DATA(cmsg), sizeof(fd));  // Receive

我似乎还记得各种操作系统上关于辅助数据没有正常有效载荷数据的历史问题，通过发送至少一个虚拟字节来避免，但我找不到任何参考资料来验证，所以我可能记错了。

鉴于 Mac OS X（具有 Darwin/BSD 基础）至少需要一个struct iovec，即使它描述了零长度消息，我愿意相信上面显示的代码（其中包含 3 字节消息）是朝着正确方向迈出的良好一步。消息可能应该是一个空字节，而不是 3 个字母。

我修改了代码，如下所示。它用于memmove()将文件描述符复制到缓冲区和从cmsg缓冲区复制文件描述符。它传输单个消息字节，即空字节。

它还让父进程读取（最多）32 个字节的文件，然后再将文件描述符传递给子进程。子进程会从父进程停止的地方继续读取。这表明传输的文件描述符包括文件偏移量。

接收方cmsg在将其视为文件描述符传递消息之前，应该对其进行更多验证。

#include "stderr.h"
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/wait.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

static
void wyslij(int socket, int fd)  // send fd by socket
{
    struct msghdr msg = { 0 };
    char buf[CMSG_SPACE(sizeof(fd))];
    memset(buf, '', sizeof(buf));

    /* On Mac OS X, the struct iovec is needed, even if it points to minimal data */
    struct iovec io = { .iov_base = "", .iov_len = 1 };

    msg.msg_iov = &io;
    msg.msg_iovlen = 1;
    msg.msg_control = buf;
    msg.msg_controllen = sizeof(buf);

    struct cmsghdr * cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);
    cmsg->cmsg_level = SOL_SOCKET;
    cmsg->cmsg_type = SCM_RIGHTS;
    cmsg->cmsg_len = CMSG_LEN(sizeof(fd));

    memmove(CMSG_DATA(cmsg), &fd, sizeof(fd));

    msg.msg_controllen = CMSG_SPACE(sizeof(fd));

    if (sendmsg(socket, &msg, 0) < 0)
        err_syserr("Failed to send message
");
}

static
int odbierz(int socket)  // receive fd from socket
{
    struct msghdr msg = {0};

    /* On Mac OS X, the struct iovec is needed, even if it points to minimal data */
    char m_buffer[1];
    struct iovec io = { .iov_base = m_buffer, .iov_len = sizeof(m_buffer) };
    msg.msg_iov = &io;
    msg.msg_iovlen = 1;

    char c_buffer[256];
    msg.msg_control = c_buffer;
    msg.msg_controllen = sizeof(c_buffer);

    if (recvmsg(socket, &msg, 0) < 0)
        err_syserr("Failed to receive message
");

    struct cmsghdr *cmsg = CMSG_FIRSTHDR(&msg);

    err_remark("About to extract fd
");
    int fd;
    memmove(&fd, CMSG_DATA(cmsg), sizeof(fd));
    err_remark("Extracted fd %d
", fd);

    return fd;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    const char *filename = "./z7.c";

    err_setarg0(argv[0]);
    err_setlogopts(ERR_PID);
    if (argc > 1)
        filename = argv[1];
    int sv[2];
    if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, 0, sv) != 0)
        err_syserr("Failed to create Unix-domain socket pair
");

    int pid = fork();
    if (pid > 0)  // in parent
    {
        err_remark("Parent at work
");
        close(sv[1]);
        int sock = sv[0];

        int fd = open(filename, O_RDONLY);
        if (fd < 0)
            err_syserr("Failed to open file %s for reading
", filename);

        /* Read some data to demonstrate that file offset is passed */
        char buffer[32];
        int nbytes = read(fd, buffer, sizeof(buffer));
        if (nbytes > 0)
            err_remark("Parent read: [[%.*s]]
", nbytes, buffer);

        wyslij(sock, fd);

        close(fd);
        nanosleep(&(struct timespec){ .tv_sec = 1, .tv_nsec = 500000000}, 0);
        err_remark("Parent exits
");
    }
    else  // in child
    {
        err_remark("Child at play
");
        close(sv[0]);
        int sock = sv[1];

        nanosleep(&(struct timespec){ .tv_sec = 0, .tv_nsec = 500000000}, 0);

        int fd = odbierz(sock);
        printf("Read %d!
", fd);
        char buffer[256];
        ssize_t nbytes;
        while ((nbytes = read(fd, buffer, sizeof(buffer))) > 0)
            write(1, buffer, nbytes);
        printf("Done!
");
        close(fd);
    }
    return 0;
}

示例运行如下：

$ ./fd-passing
fd-passing: pid=8000: Parent at work
fd-passing: pid=8000: Parent read: [[This is the file z7.c.
It isn't ]]
fd-passing: pid=8001: Child at play
fd-passing: pid=8001: About to extract fd
fd-passing: pid=8001: Extracted fd 3
Read 3!
very interesting.
It isn't even C code.
But it is used by the fd-passing program to demonstrate that file
descriptors can indeed be passed between sockets on occasion.
And, with the fully working code, it does indeed seem to work.
Extended testing would have the parent code read part of the file, and
then demonstrate that the child codecontinues where the parent left off.
That has not been coded, though.
Done!
fd-passing: pid=8000: Parent exits
$
相关推荐
置顶 政府信创国产化的10大政策解读
政府信创国产化的10大政策解读
  政府信创国产化的10大政策解读一、信创国产化的背景与意义信创国产化，即信息技术应用创新国产化，是当前中国信息技术领域的一个重要发展方向。其核心在于通过自主研发和创新，实现信息技术应用的自主可控，减少对外部技术的依赖，并规避潜在的技术制裁和风险。随着全球信息技术竞争的加剧，以及某些国家对中国在科技领域的打压，信创国产化显...
工程项目管理   2079  
置顶 2025年20款好用的项目管理软件推荐，项目管理提效的20个工具和技巧
2025年20款好用的项目管理软件推荐，项目管理提效的20个工具和技巧
  为什么项目管理通常仍然耗时且低效？您是否还在反复更新电子表格、淹没在便利贴中并参加每周更新会议？这确实是耗费时间和精力。借助软件工具的帮助，您可以一目了然地全面了解您的项目。如今，国内外有足够多优秀的项目管理软件可以帮助您掌控每个项目。什么是项目管理软件？项目管理软件是广泛行业用于项目规划、资源分配和调度的软件。它使项...
项目管理软件   1459  
建筑PLM系统实施指南：2025年基于BIM的9种项目进度优化工具
建筑PLM系统实施指南：2025年基于BIM的9种项目进度优化工具
  建筑行业正处于数字化转型的关键时期，建筑产品生命周期管理（PLM）系统的实施对于提升项目效率、质量和协同性至关重要。特别是在 2025 年，基于建筑信息模型（BIM）的项目进度优化工具成为众多建筑企业关注的焦点。这些工具不仅能够整合项目全生命周期的数据，还能通过精准的分析和模拟，为项目进度管理提供强大支持。BIM 与建...
plm是什么软件   0  
2025年PLM系统开发趋势：基于8种接口测试工具的缺陷预防机制
2025年PLM系统开发趋势：基于8种接口测试工具的缺陷预防机制
  PLM系统开发的重要性与现状PLM（产品生命周期管理）系统在现代企业的产品研发、生产与管理过程中扮演着至关重要的角色。它贯穿产品从概念设计到退役的整个生命周期，整合了产品数据、流程以及人员等多方面的资源，极大地提高了企业的协同效率和创新能力。通过PLM系统，企业能够实现产品信息的集中管理与共享，不同部门之间可以实时获取...
国产plm软件   0  
PLM系统迭代周期优化：2025年敏捷认证要求的6种燃尽图应用
PLM系统迭代周期优化：2025年敏捷认证要求的6种燃尽图应用
  PLM（产品生命周期管理）系统在企业产品研发与管理过程中扮演着至关重要的角色。随着市场竞争的加剧和技术的飞速发展，企业对PLM系统的迭代周期优化需求日益迫切。2025年敏捷认证对项目管理提出了新的要求，其中燃尽图作为一种强大的可视化工具，在PLM系统迭代周期优化中有着广泛且重要的应用。深入探讨这些应用，对于提升企业的项...
plm系统主要干什么的   0  
热门文章
项目管理软件
政府信创国产化的10大政策解读
2025soft
2025年20款好用的项目管理软件推荐，项目管理提效的20个工具和技巧
img020
使用 Python 'Requests' 模块的代理
img044
10个项目管理常见问题解答：包括难点和解决方法
项目管理软件
项目延期的原因有哪些？如何有效预防和管理？
项目里程碑计划模板
项目里程碑计划模板怎么写?设定项目里程碑的5个方法
项目管理软件
项目管理指南：制定项目实施计划的6大步骤有哪些？
项目管理软件有哪些？
热门标签
更多>
IPD流程 项目管理 plm项目管理软件 敏捷开发 项目管理软件 Scrum 敏捷项目管理 IPD流程管理 项目风险管理 项目管理工具 项目经理 极限编程  产品管理  项目经理职责 项目路线图 项目进度管理 团队管理 测试管理工具 项目预算管理 PMP认证 瀑布式管理 项目范围管理 IT科技 项目管理平台 工程项目管理 项目资源管理 pmp证书考试
云禅道AD
禅道项目管理软件

云端的项目管理软件

尊享禅道项目软件收费版功能

无需维护，随时随地协同办公

内置subversion和git源码管理

每天备份，随时转为私有部署

免费试用