recvmsg & sendmsg

我们可以把read，readv, recv, recvfrom 调用替换为recvmsg，各类输出函数调用也可以替换为sendmsg。

 

函数原型：

ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);
ssize_t sendmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

struct msghdr结构体：

struct msghdr {
    void            *msg_name;           /* protocol address */
    socklen_t        msg_namelen;        /* size of protocol address */
    struct iovec    *msg_iov;            /* scatter/gather array */
    int              msg_iovlen;         /* # elements in msg_iov */
    void            *msg_control;        /* ancillary data (cmsghdr struct) */
    socklen_t        msg_controllen;     /* length of ancillary data */
    int              msg_flags;          /* flags returned by recvmsg() */
};

msg_name和msg_namelen：

这两个成员用于套接口未连接的场合（譬如未连接UDP套接口）。它们类似reacvfrom和sendto的第5和第6个参数：msg_name指向一个套接口地址结构，调用者在其中存放接收者（对于sendmsg调用）或发送者（对于recvmsg调用）的协议地址。如果无需指明协议地址（例如对于TCP套接口或已连接UDP套接口），msg_name应置为空指针。msg_namelen对于sendmsg是一个值参数，对于recvmsg却是一个值-结果参数。

msg_iov和msg_iovlen：

这两个成员指定输入或输出缓冲区数组（即iovec结构数组），类似readv和writev的第2和第3个参数。

struct iovec参考之前文章：
https://blog.youkuaiyun.com/u010034085/article/details/103588187

 

msg_control和msg_controllen：

这两个成员指定可选的辅助数据的位置和大小。

 

对于recvmsg和sendmsg，我们必须区别它们的两个标志变量：

一个是传递值的flags参数，另一个是所传递msghdr结构的msg_flags成员，它传递的是引用，因为传递给函数的是该结构的地址。

• 只有recvmsg使用msg_flags成员。recvmsg被调用时，flags参数被拷贝到msg_flags成员，并由内核使用其值驱动接收处理过程。内核还依据recvmsg的结构更新msg_flags成员的值。
• sendmsg忽略msg_flags成员，因为它直接使用flags参数驱动发送处理过程。这一点意味着如果想在某个sendmsg调用中设置MSG_DONTWAIT标志，那就把flags参数设置为该值；把msg_flags成员设置为该值不起作用。

 

如下图所示，展示了一个msghdr结构以及它指向的各种信息，图中假设进程即将对一个UDP套接口调用recvmsg。

• 图中给协议地址分配了16个字节，给辅助数据分配了20个字节。
• 为缓冲数据初始化了3个iovec结构构成的数组：第一个指定一个100字节的缓冲区，第二个指定一个60字节的缓冲区，第三个指定一个80字节的缓冲区。
• 还假设已为这个套接口设置了IP_RECVDSTADDR套接口选项，以接收所读取UDP数报的宿IP地址。

 

假设从192.6.38.100端口2000到达一个170字节的UDP数据报，它的目的地是我们的UDP套接口，宿IP地址为206.168.112.96。如下图所示，展示了recvmsg返回时msghdr结构中的所有信息。（图中被修改过的字段标了阴影）

• msg_name成员指向的缓冲区被填充一个网际套接字结构地址，其中有所收到的数据报源IP地址和端口号。
• msg_namelen成员被更新为存放在msg_name所指缓冲区中的数据量。
• 所取得数据报前100字节数据存放在第一个缓冲区，中60字节数据存放在第二个缓冲区，后10字节存放在第三个缓冲区。
• msg_control成员指向的缓冲区被填写一个cmsghdr结构.
• msg_controllen成员被更新为所存放辅助数据的实际数据量。

 

函数使用：

client:

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "sys/select.h"
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAXSIZE 100

int main(int argc, char ** argv) 
{
	int		sockfd;
	struct	sockaddr_in serv_socket;
	struct	msghdr msg;
	struct	iovec io;
	char	send[] = "hello world";

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//UDP
	bzero(&serv_socket, sizeof(serv_socket));
	serv_socket.sin_family	= AF_INET;//ipv4
	serv_socket.sin_port	= htons(8888);
	inet_pton(AF_INET, "192.168.1.88", &serv_socket.sin_addr);//服务器IP

	msg.msg_name	= &serv_socket;
	msg.msg_namelen = sizeof(struct sockaddr_in);
	io.iov_base		= send;//"hello world"
	io.iov_len		= sizeof(send);
	msg.msg_iov		= &io;
	msg.msg_iovlen	= 1;

	ssize_t send_size = sendmsg(sockfd, &msg, 0);//发送数据到服务器

	close(sockfd);

	return;
}

 server:

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/wait.h"
#include "sys/select.h"
#include "sys/poll.h"
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>

#define MAXSIZE 100

int main(int argc, char ** argv) 
{
	int		sockfd;
	struct	sockaddr_in serv_socket;
	struct	msghdr msg;
	struct	iovec io;
	struct	sockaddr_in  * client_socket = (struct sockaddr_in *) malloc (sizeof(struct sockaddr_in));
	char	buf[MAXSIZE + 1];
	char	ip[16];

	sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);//UDP
	bzero(&serv_socket, sizeof(serv_socket));
	serv_socket.sin_family		= AF_INET; //IPV4
	serv_socket.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);//本地任意ip
	serv_socket.sin_port		= htons(8888);

	bind(sockfd, (struct sockaddr *)&serv_socket, sizeof(serv_socket));	

	msg.msg_name	= client_socket;
	msg.msg_namelen = sizeof(struct sockaddr_in);
	io.iov_base		= buf;
	io.iov_len		= MAXSIZE;
	msg.msg_iov		= &io;
	msg.msg_iovlen	= 1;

	ssize_t len = recvmsg(sockfd, &msg, 0);//server 在recvmsg阻塞等待客户端数据

	//解析数据
	client_socket = (struct sockaddr_in *)msg.msg_name;
	inet_ntop(AF_INET, &(client_socket->sin_addr), ip, sizeof(ip));
	int port = ntohs(client_socket->sin_port);
	char * temp = msg.msg_iov[0].iov_base;
	temp[len] = '\0';

	printf("get message from %s[%d]: %s\n", ip, port, temp);

	close(sockfd);

	return;
}