kk Blog —— 通用基础

struct sock {
	...
	struct socket_wq __rcu *sk_wq; /* socket的等待队列和异步通知队列 */
	...
}

struct socket_wq {
	/* Note: wait MUST be first field of socket_wq */
	wait_queue_head_t wait; /* 等待队列头 */
	struct fasync_struct *fasync_list; /* 异步通知队列 */
	struct rcu_head *rcu;
};

struct fasync_struct {
	spinlock_t fa_lock;
	int magic;
	int fa_fd; /* 文件描述符 */
	struct fasync_struct *fa_next; /* 用于链入单向链表 */
	struct file *fa_file; /* fa_file->f_owner记录接收信号的进程 */
	struct rcu_head fa_rcu;
};

signal(SIGIO, my_handler); /* set new SIGIO handler */
fcntl(sockfd, F_SETOWN, getpid()); /* set sockfd's owner process */
oflags = fcntl(sockfd, F_GETFL); /* get old sockfd flags */
fcntl(sockfd, F_SETFL, oflags | O_ASYNC); /* set new sockfd flags */

SYSCALL_DEFINE3(fcntl, unsigned int, fd, unsigned int, cmd, unsigned long, arg)
{
	struct fd f = fdget_raw(fd);
	long err = -EBADF; /* Bad file number */

	if (! f.file)
		goto out;

	/* File is opened with O_PATH, almost nothing can be done with it */
	if (unlikely(f.file->f_mode & FMODE_PATH)) {
		if (! check_fcntl_cmd(cmd))
			goto out1;
	}

	err = security_file_fcntl(f.file, cmd, arg);
	if (! err)
		err = do_fcntl(fd, cmd, arg, f.file); /* 实际的处理函数 */

out1:
	fdput(f);
out:
	return err;
}

static long do_fcntl(int fd, unsigned int cmd, unsigned long arg, struct fil *filp)
{
	long err = -EINVAL;

	switch(cmd) {
	...
	case F_SETFL: /* 在这里设置O_ASYNC标志 */
		err = setfl(fd, filp, arg);
		break;
	...
	case F_SETOWN: /* 在这里设置所有者进程 */
		err = f_setown(filp, arg, 1);
		break;
	....
	}

	return err;
}

static int setfl(int fd, struct file *filp, unsigned long arg)
{
	...
	/* ->fasync() is responsible for setting the FASYNC bit. */
	if (((arg ^ filp->f_flags) & FASYNC) && filp->f_op->fasync) {
		error = filp->f_op->fasync(fd, filp, (arg & FASYNC) != 0);

		if (error < 0)
			goto out;
		if (error > 0)
			error = 0;
	}
	...
}

static const struct file_operations socket_file_ops = {
	...
	.fasync = sock_fasync,
	...
};

/* Update the socket async list. */
static int sock_fasync(int fd, struct file *filp, int on)
{
	struct socket *sock = filp->private_data;
	struct sock *sk = sock->sk;
	struct socket_wq *wq; /* Socket的等待队列和异步通知队列 */

	if (sk == NULL)
		return -EINVAL;

	lock_sock(sk);
	wq = rcu_dereference_protected(sock->wq, sock_owned_by_user(sk));

	fasync_helper(fd, filp, on, &wq->fasync_list); /* 使用此函数来插入或删除 */

	/* 设置或取消SOCK_FASYNC标志 */
	if (! wq->fasync_list)
		sock_reset_flag(sk, SOCK_FASYNC);
	else
		sock_set_flag(sk, SOCK_FASYNC);

	release_sock(sk);

	return 0;
}

/*
 * fasync_helper() is used by almost all character device drivers to set up the fasync
 * queue, and for regular files by the file lease code. It returns negative on error, 0 if
 * it did no changes and positive if it added / deleted the entry.
 */

int fasync_helper(int fd, struct file *filp, int on, struct fasync_struct **fapp)
{
	if (! on)
		return fasync_remove_entry(filp, fapp); /* 插入 */

	return fasync_add_entry(fd, filp, fapp); /* 删除 */
}

enum {
	SOCK_WAKE_IO, /* 直接发送SIGIO信号 */
	SOCK_WAKE_WAITD, /* 检测应用程序是否通过recv()类调用来等待接收数据，如果没有才发送SIGIO信号 */
	SOCK_WAKE_SPACE, /* 检测sock的发送队列是否曾经到达上限，如果有的话发送SIGIO信号 */
	SOCK_WAKE_URG, /* 直接发送SIGURG信号 */
};

#define __SI_POLL 0
#define POLL_IN (__SI_POLL | 1) /* data input available, 有接收数据可读 */
#define POLL_OUT (__SI_POLL | 2) /* output buffers available, 有输出缓存可写 */
#define POLL_MSG (__SI_POLL | 3) /* input message available, 有输入消息可读 */
#define POLL_ERR (__SI_POLL | 4) /* i/0 error, I/O错误 */
#define POLL_PRI (__SI_POLL | 5) /* high priority input available, 有紧急数据可读 */
#define POLL_HUP (__SI_POLL | 6) /* device disconnected, 设备关闭或文件关闭，无法继续读写 */

static inline void sk_wake_async(struct sock *sk, int how, int band)
{
	if (sock_flag(sk, SOCK_FASYNC)) /* sock需要支持异步通知 */
		sock_wake_async(sk->sk_socket, how, band);
}

int sock_wake_async(struct socket *sock, int how, int band)
{
	struct socket_wq *wq;

	if (! sock)
		return -1;

	rcu_read_lock();
	wq = rcu_dereference(sock->wq); /* socket的等待队列和异步通知队列 */

	if (! wq || !wq->fasync_list) { /* 如果有队列没有实例 */
		rcu_read_unlock();
		return -1;
	}

	switch(how) {
	/* 检测应用程序是否通过recv()类调用来等待接收数据，如果没有才发送SIGIO信号 */
	case SOCK_WAKE_WAITD:
		if (test_bit(SOCK_ASYNC_WAITDATA, &sock->flags))
			break;
		goto call_kill;

	/* 检测sock的发送队列是否曾经到达上限，如果有的话发送SIGIO信号 */
	case SOCK_WAKE_SPACE:
		if (! test_and_clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sock->flags))
			break;
	/* fall_through */

	case SOCK_WAKE_IO: /* 直接发送SIGIO信号 */
call_kill:
			/* 发送SIGIO信号给异步通知队列上的进程，告知IO消息 */
			kill_fasync(&wq->fasync_list, SIGIO, band);
			break;

	case SOCK_WAKE_URG:
			/* 发送SIGURG信号给异步通知队列上的进程 */
			kill_fasync(&wq->fasync_list, SIGURG, band);
	}

	rcu_read_unlock();
	return 0;
}

void kill_fasync(struct fasync_struct **fp, int sig, int band)
{
	/* First a quick test without locking: usually the list is empty. */
	if (*f) {
		rcu_read_lock();
		kill_fasync_rcu(rcu_dereference(*fp), sig, band);
		rcu_read_unlock();
	}
}

static void kill_fasync_rcu(struct fasync_struct *fa, int sig, int band)
{
	while (fa) {
		struct fown_struct *fown;
		unsigned long flags;

		if (fa->magic != FASYNC_MAGIC) {
			printk(KERN_ERR "kill_fasync: bad magic number in fasync_struct!\n");
			return;
		}

		spin_lock_irqsave(&fa->fa_lock, flags);
		if (fa->fa_file) {
			fown = &fa->file->f_owner; /* 持有文件的进程 */

			/* Don't send SIGURG to processes which have not set a queued signum:
			 * SIGURG has its own default signalling mechanism. */

			if (! (sig == SIGURG && fown->signum == 0))
				send_sigio(fown, fa->fa_fd, band); /* 发送信号给持有文件的进程 */
		}
		spin_unlock_irqrestore(&fa->fa_lock, flags);

		fa = rcu_dereference(fa->fa_next); /* 指向下一个异步通知结构体 */
	}
}

struct inode {
	.....................
	union {
		struct ext2_inode_info ext2_i;
		struct ext3_inode_info ext3_i;
		struct socket socket_i;
		.....................
	} u;
};

struct socket
{
	socket_state state;      // 该state用来表明该socket的当前状态
	typedef enum {
		SS_FREE = 0,         /* not allocated */
		SS_UNCONNECTED,      /* unconnected to any socket */
		SS_CONNECTING,       /* in process of connecting */
		SS_CONNECTED,        /* connected to socket */
		SS_DISCONNECTING     /* in process of disconnecting */
	} socket_state;
	unsigned long flags;     //该成员可能的值如下，该标志用来设置socket是否正在忙碌
	#define SOCK_ASYNC_NOSPACE 0
	#define SOCK_ASYNC_WAITDATA 1
	#define SOCK_NOSPACE 2
	struct proto_ops *ops;   //依据协议邦定到该socket上的特定的协议族的操作函数指针，例如IPv4 TCP就是inet_stream_ops
	struct inode *inode;     //表明该socket所属的inode
	struct fasync_struct *fasync_list; //异步唤醒队列
	struct file *file;       //file回指指针
	struct sock *sk;         //sock指针
	wait_queue_head_t wait;  //sock的等待队列，在TCP需要等待时就sleep在这个队列上
	short type;              //表示该socket在特定协议族下的类型例如SOCK_STREAM,
	unsigned char passcred;  //在TCP分析中无须考虑
};

struct sock {
	/* socket用来对进入的包进行匹配的5大因素 */
	__u32 daddr;        // dip，Foreign IPv4 addr
	__u32 rcv_saddr;    // 记录套接字所绑定的地址 Bound local IPv4 addr
	__u16 dport;        // dport
	unsigned short num; /* 套接字所在的端口号, 端口号小于1024的为特权端口, 只有特权用户才能绑定,当用户指定的端
						 * 口号为零时, 系统将提供一个未分配的用户端口，如果对于raw socket的话，该num又可以用来
						 * 保存socket(int family, int type, int protocol)中的protocol，而不是端口号了；在bind时候，会首先
						 * 将邦定的源端口号赋予该成员，最终sport成员从该成员出获取源端口号__tcp_v4_hash主要就
						 * 是利用了该成员来hash从而排出hash链
						 */
	int bound_dev_if;   // Bound device index if != 0

	/* 主hash链，系统已分配的端口用tcp_hashinfo.__tcp_bhash来索引, 索引槽结构为tcp_bind_hashbucket, 端口绑定结构用tcp_bind_bucket描述,
	它包含指向绑定到该端口套接字的指针(owners), 套接字的sk->prev指针指向该绑定结构 */
	struct sock *next;
	struct sock **pprev;
	/* sk->bind_next和sk->bind_pprev用来描述绑定到同一端口的套接字，例如http服务器 */
	struct sock *bind_next;
	struct sock **bind_pprev;
	struct sock *prev;

	volatile unsigned char state, zapped; // Connection state，zapped在TCP分析中无须考虑
	__u16 sport;                   // 源端口，见num

	unsigned short family;         // 协议族，例如PF_INET
	unsigned char reuse;           // 地址是否可重用，只有RAW才使用
	unsigned char shutdown;        // 判断该socket连接在某方向或者双向方向上都已经关闭
	#define SHUTDOWN_MASK 3
	#define RCV_SHUTDOWN 1
	#define SEND_SHUTDOWN 2
	atomic_t refcnt;               // 引用计数
	socket_lock_t lock;            // 锁标志， 每个socket都有一个自旋锁，该锁在用户上下文和软中断处理时提供了同步机制
	typedef struct {
		spinlock_t slock;
		unsigned int users;
		wait_queue_head_t wq;
	} socket_lock_t;
	wait_queue_head_t *sleep;      // Sock所属线程的自身休眠等待队列
	struct dst_entry *dst_cache;   // 目的地的路由缓存
	rwlock_t dst_lock;             // 为该socket赋dst_entry值时的锁

	/* sock的收发都是要占用内存的，即发送缓冲区和接收缓冲区。 系统对这些内存的使用是有限制的。 通常，每个sock都会从配额里
		预先分配一些，这就是forward_alloc， 具体分配时：
		1）比如收到一个skb，则要计算到rmem_alloc中，并从forward_alloc中扣除。 接收处理完成后（如用户态读取），则释放skb，并利
			用tcp_rfree()把该skb的内存反还给forward_alloc。
		2）发送一个skb，也要暂时放到发送缓冲区，这也要计算到wmem_queued中，并从forward_alloc中扣除。真正发送完成后，也释放
			skb，并反还forward_alloc。 当从forward_alloc中扣除的时候，有可能forward_alloc不够，此时就要调用tcp_mem_schedule()来增
			加forward_alloc，当然，不是随便想加就可以加的，系统对整个TCP的内存使用有总的限制，即sysctl_tcp_mem[3]。也对每个sock
			的内存使用分别有限制，即sysctl_tcp_rmem[3]和sysctl_tcp_wmem[3]。只有满足这些限制（有一定的灵活性），forward_alloc才
			能增加。 当发现内存紧张的时候，还会调用tcp_mem_reclaim()来回收forward_alloc预先分配的配额。
	*/
	int rcvbuf;                    // 接受缓冲区的大小（按字节）
	int sndbuf;                    // 发送缓冲区的大小（按字节）
	atomic_t rmem_alloc;           // 接受队列中存放的数据的字节数
	atomic_t wmem_alloc;           // 发送队列中存放的数据的字节数
	int wmem_queued;               // 所有已经发送的数据的总字节数
	int forward_alloc;             // 预分配剩余字节数

	struct sk_buff_head receive_queue; // 接受队列
	struct sk_buff_head write_queue;   // 发送队列
	atomic_t omem_alloc;               // 在TCP分析中无须考虑 * "o" is "option" or "other" */

	__u32 saddr; /* 指真正的发送地址，这里需要注意的是，rcv_saddr是记录套接字所绑定的地址，其可能是广播或者
					多播，对于我们要发送的包来说，只能使用接口的IP地址，而不能使用广播或者多播地址 */
	unsigned int allocation;       // 分配该sock之skb时选择的模式，GFP_ATOMIC还是GFP_KERNEL等等

	volatile char dead,            // tcp_close.tcp_listen_stop.inet_sock_release调用sock_orphan将该值置1，表示该socket已经和进程分开，变成孤儿
				done,              // 用于判断该socket是否已经收到 fin，如果收到则将该成员置1
				urginline,         // 如果该值被设置为1，表示将紧急数据放于普通数据流中一起处理，而不在另外处理
				keepopen,          // 是否启动保活定时器
				linger,            // lingertime一起，指明了close()后保留的时间
				destroy,           // 在TCP分析中无须考虑
				no_check,          // 是否对发出的skb做校验和，仅对UDP有效
				broadcast,         // 是否允许广播，仅对UPD有效
				bsdism;            // 在TCP分析中无须考虑
	unsigned char debug;           // 在TCP分析中无须考虑
	unsigned char rcvtstamp;       // 是否将收到skb的时间戳发送给app
	unsigned char use_write_queue; // 在init中该值被初始化为1，该值一直没有变化
	unsigned char userlocks;       // 包括如下几种值的组合，从而改变收包等操作的执行顺序
	#define SOCK_SNDBUF_LOCK 1
	#define SOCK_RCVBUF_LOCK 2
	#define SOCK_BINDADDR_LOCK 4
	#define SOCK_BINDPORT_LOCK 8
	int route_caps;                // 指示本sock用到的路由的信息
	int proc;                      // 保存用户线程的pid
	unsigned long lingertime;      // lingertime一起，指明了close()后保留的时间
	int hashent;                   // 存放4元的hash值
	struct sock *pair;             // 在TCP分析中无须考虑

	/* 一个进程也许会锁住socket导致该socket不能被改变。特别是这点意味着其甚至不能被驱动中断所改变，例如，
		到达的报会被堵塞，导致我们无法获取新的数据或者任何的状态改变。所以在这里，当socket被锁住的时候，中
		断处理可以将包往下面的backlog中添加*/
	struct {
		struct sk_buff *head;
		struct sk_buff *tail;
	} backlog;

	rwlock_t callback_lock;          // sock相关函数内部操作的保护锁
	struct sk_buff_head error_queue; // 错误报文的队列，很少使用
	struct proto *prot;              // 例如指向tcp_prot

	union {       // 私有TCP相关数据保存
		struct tcp_opt af_tcp;
		.............
	} tp_pinfo;

	int err,      // 保存各种错误，例如ECONNRESET Connection reset by peer，从而会影响到后续流程的处理
		err_soft; // 保存各种软错误，例如EPROTO Protocol error，从而会影响到后续流程的处理
	unsigned short ack_backlog;       // 当前已经accept的数目
	unsigned short max_ack_backlog;   // 当前listen sock能保留多少个待处理TCP连接.
	__u32 priority;                   /* Packet queueing priority，Used to set the TOS field. Packets with a higher priority may be processed first, depending on the device’s queueing discipline. See SO_PRIORITY */
	unsigned short type;              // 例如SOCK_STREAM，SOCK_DGRAM或者SOCK_RAW等
	unsigned char localroute;         // Route locally only if set – set by SO_DONTROUTE option.
	unsigned char protocol;           // socket(int family, int type, int protocol)中的protocol
	struct ucred peercred;            // 在TCP分析中无须考虑
	int rcvlowat;                     /* 声明在开始发送 数据 (SO_SNDLOWAT) 或正在接收数据的用户 (SO_RCVLOWAT) 传递数据之
	前缓冲区内的最小字节数. 在 Linux 中这两个值是不可改变的, 固定为 1 字节. */
	long rcvtimeo;                    // 接收时的超时设定, 并在超时时报错
	long sndtimeo;                    // 发送时的超时设定, 并在超时时报错

	union {       // 私有inet相关数据保存
		struct inet_opt af_inet;
		.................
	} protinfo;

	/* the timer is used for SO_KEEPALIVE (i.e. sending occasional keepalive probes to a remote site – by default, set to 2 hours in
	stamp is simply the time that the last packet was received. */
	struct timer_list timer;
	struct timeval stamp;
	struct socket *socket; // 对应的socket
	void *user_data;       // 私有数据，在TCP分析中无须考虑

	/* The state_change operation is called whenever the status of the socket is changed. Similarly, data_ready is called
		when data have been received, write_space when free memory available for writing has increased and error_report
		when an error occurs, backlog_rcv when socket locked, putting skb to backlog, destruct for release this sock*/
	void (*state_change)(struct sock *sk);
	void (*data_ready)(struct sock *sk,int bytes);
	void (*write_space)(struct sock *sk);
	void (*error_report)(struct sock *sk);
	int (*backlog_rcv) (struct sock *sk, struct sk_buff *skb);
	void (*destruct)(struct sock *sk);
};


struct inet_opt
{
	int ttl;                    // IP的TTL设置
	int tos;                    // IP的TOS设置
	unsigned cmsg_flags;        // 该标志用来决定是否向应用层打印相关信息，包括如下可能的值
	#define IP_CMSG_PKTINFO 1
	#define IP_CMSG_TTL 2
	#define IP_CMSG_TOS 4
	#define IP_CMSG_RECVOPTS 8
	#define IP_CMSG_RETOPTS 16
	struct ip_options *opt;     // IP选项，包括安全和处理限制、记录路径、时间戳、宽松的源站选路、严格的源站选路
	unsigned char hdrincl;      // 用于RAW
	__u8 mc_ttl;                // 多播TTL
	__u8 mc_loop;               // 多播回环
	unsigned recverr : 1,       // 是否允许传递扩展的可靠的错误信息.
	freebind : 1;               // 是否允许socket被绑定
	__u16 id;                   // 用于禁止分片的IP包的ID计数
	__u8 pmtudisc;              // 路径MTU发现
	int mc_index;               // 多播设备索引
	__u32 mc_addr;              // 自己的多播地址
	struct ip_mc_socklist *mc_list; // 多播组
};

struct tcp_opt {
	int tcp_header_len;         // tcp首部长度（包括选项）
	__u32 pred_flags; /* 首部预测标志，在syn_rcv、syn_sent、更新窗口或其他恰当的时候，设置pred_flags（主要
						是创建出不符合快速路径的条件，一般值为0x??10 << 16 + snd_wnd）?所对应的值不确定，
						在连接完毕之后，根据pred_flags以及其他因素来确定是否走快速路径。*/

	__u32 rcv_nxt;              // 期望接受到的下一个tcp包的seq
	__u32 snd_nxt;              // 要发送的下一个tcp包的seq
	__u32 snd_una;              // 表示最近一个尚未确认的但是已经发送过的报文的seq
	__u32 snd_sml;              // 最近发送的小包的最后一个字节数，主要用于Nagle算法
	__u32 rcv_tstamp;           // 最近收到的ACK的时间，用于保活
	__u32 lsndtime;             // 最近发送的数据包的时间，用于窗口restart

	/* 经受时延的确认的控制 */
	struct {
		__u8 pending;           /* 正处于ACK延时状态，包括如下几种状态 ACK is pending */
		enum tcp_ack_state_t
		{
			TCP_ACK_SCHED = 1,
			TCP_ACK_TIMER = 2,
			TCP_ACK_PUSHED= 4
		};
		__u8 quick;            /* 快速恢复算法时，用于决定是否需要重传的收到的重复ACK的最大数目 Scheduled number of quick acks */
		__u8 pingpong;         /* 当前该TCP会话处于交互状态（非延时ACK状态）The session is interactive */
		__u8 blocked;          /* 当前socket被锁住了，这时候延时的ACK不再等待，而是立即发送 Delayed ACK was blocked by socket lock*/]
		/*Adaptive Time-Out (ATO) is the time that must elapse before an acknowledgment is considered lost. RFC 2637*/
		__u32 ato;             /* 软件时钟的预测嘀嗒数目 Predicted tick of soft clock */
		unsigned long timeout; /* 当前延时确认的定时器时间 Currently scheduled timeout */
		__u32 lrcvtime;        /* 最后收到的数据报的时间戳 timestamp of last received data packet*/
		__u16 last_seg_size;   /* 最后收到的数据报的大小 Size of last incoming segment */

		/*
		1. tp->advmss：The MSS advertised by the host. This is initialised in the function tcp_advertise_mss, from the routing table's destination cache(dst->advmss).
Given that the cached entry is calculated from the MTU (maximum transfer unit) of the next hop, this will have a value of 1460 over Ethernet.

		2. tp->ack.rcv_mss：A lower-bound estimate of the peer's MSS. This is initiated in tcp_initialize_rcv mss, and updated whenever a segment is received by
tcp measure rcv mss.

		3. tp->mss_cache：The current effective sending MSS, which is calculated in the function tcp_sync_mss. When the socket is created, it is initialised to 536 by
tcp_v4_init_sock. Note that these are the only functions that alter the value of tp->mss cache.

		4. tp->mss clamp：An upper-bound value of the MSS of the connection. This is negotiated at connect(), such that it is the minimum of the MSS values advertised
by the two hosts.We will never see a segment larger than this.
*/
		__u16 rcv_mss;    /* 属于点到点的mss，用于延时确认 MSS used for delayed ACK decisions */
	} ack;

	__u16 mss_cache;      // 当前提供的有效mss， /* Cached effective mss, not including SACKS */
	__u16 mss_clamp;      // 最大mss，连接建立时协商的mss或者用户通过ioctl指定的mss的两者之中最大值
	/* Maximal mss, negotiated at connection setup */
	__u16 advmss;         /* MTU包括路径MTU，这里的advmss是本机告知周围网关的我自身的mss */

	/* 用于直接拷贝给应用层的数据，当用户正在读取该套接字时, TCP包将被排入套接字的预备队列(tcp_prequeue ())，将其
	传递到该用户线程上下文中进行处理. */
	struct {
		struct sk_buff_head prequeue; // 当前预备队列
		struct task_struct *task;     // 当前线程
		struct iovec *iov;            // 用户空间接受数据的地址
		int memory;                   // 当前预备队列中的包总字节数目
		int len;                      // 用户进程从预备队列中读取的数据字节数
	} ucopy;

	__u32 snd_wl1;        // 收到对方返回的skb，记下该包的seq号，用于判断窗口是否需要更新 /* Sequence for window update */
	__u32 snd_wnd;        // 记录对方提供的窗口大小 /* The window we expect to receive */
	__u32 max_window;     // 对方曾经提供的最大窗口 /* Maximal window ever seen from peer */
	__u32 pmtu_cookie;    // 将发送mss和当前的pmtu/exthdr设置同步 /* Last pmtu seen by socket */
	__u16 ext_header_len; // 网络层协议选项长度 /* Network protocol overhead (IP/IPv6 options) */
	__u8 ca_state;        // 快速重传状态机 /* State of fast-retransmit machine */
	enum tcp_ca_state
	{
		TCP_CA_Open = 0,
		TCP_CA_Disorder = 1,
		TCP_CA_CWR = 2,
		TCP_CA_Recovery = 3,
		TCP_CA_Loss = 4
	};
	/* RFC 1122指出，TCP实现必须包括Karn和Jacobson实现计算重传超时（retransmission timeout：RTO）的算法 */
	__u8 retransmits; // 某个还没有被确认的发送TCP包重传的次数 /* Number of unrecovered RTO timeouts. */

	/* 当收到下面数量的重复ack时，快速重传开始，而无需等待重传定时器超时 */
	__u8 reordering; /* Packet reordering metric. */

	/* 当我们发出一个tcp包之后，并不立刻释放掉该包，而是等待其对应的ack到来，如果这时候ack来了，那么我们将从
	write_queue队列中释放掉该包，同时将该事件的标志记录在tp->queue_shrunk中，如果原来进程由于write_queue中没
	有足够的空间继续发送数据而休眠的话，那么此时将会唤醒其对应的sock，从而进程可以继续发送数据 */
	__u8 queue_shrunk; /* Write queue has been shrunk recently.*/
	__u8 defer_accept; // 请参考附录1 /* User waits for some data after accept() */

	/* 往返时间测量 RTT，有关RTT的侧量这里不再详细讨论measurement ：Round-Trip Time (RTT) is the estimated round-trip time for an Acknowledgment to be received for a
given transmitted packet. When the network link is a local network, this delay will be minimal (if not zero). When the network link is
the Internet, this delay could be substantial and vary widely. RTT is adaptive. */
	__u8 backoff;         /* backoff */
	__u32 srtt;           /* smothed round trip time << 3 */
	__u32 mdev;           /* medium deviation */
	__u32 mdev_max;       /* maximal mdev for the last rtt period */
	__u32 rttvar;         /* smoothed mdev_max */
	__u32 rtt_seq;        /* sequence number to update rttvar */
	__u32 rto;            /* 重传超时时间 retransmit timeout */

	__u32 packets_out;    /* 已经发出去的数目 Packets which are "in flight" */
	__u32 left_out;       /* 发出去已经被确认的数目 Packets which leaved network */
	__u32 retrans_out;    /* 重传的发出去的包数目 Retransmitted packets out */

	// 慢启动和拥塞控制 Slow start and congestion control (see also Nagle, and Karn & Partridge)
	__u32 snd_ssthresh;   // 拥塞控制时的慢启动门限 /* Slow start size threshold */
	__u32 snd_cwnd;       // 当前采用的拥塞窗口 /* Sending congestion window */
	__u16 snd_cwnd_cnt;   // 线形增加的拥塞窗口计数器 /* Linear increase counter */
	__u16 snd_cwnd_clamp; // 拥塞窗口的最大值（一般为对方通告的窗口大小） /* Do not allow snd_cwnd to grow above this */
	__u32 snd_cwnd_used;  // 慢启动，每发出去一个包，snd_cwnd_used++
	__u32 snd_cwnd_stamp; // 该参数可以保证在重传模式下不会改变拥塞窗口的大小 */

	/* 重传定时器和延时确认定时器 Two commonly used timers in both sender and receiver paths. */
	unsigned long timeout;// 用于重传
	struct timer_list retransmit_timer;     /* Resend (no ack) */
	struct timer_list delack_timer;         /* Ack delay */
	struct sk_buff_head out_of_order_queue; // 乱序的TCP报都存放在该队列中 /* Out of order segments go here */

	struct tcp_func *af_specific;           // ipv4/ipv6 相关特定处理函数 /* Operations which are AF_INET{4,6} specific */
	struct tcp_func ipv4_specific = {
		ip_queue_xmit,
		tcp_v4_send_check,
		tcp_v4_rebuild_header,
		tcp_v4_conn_request,
		tcp_v4_syn_recv_sock,
		tcp_v4_remember_stamp,
		sizeof(struct iphdr),

		ip_setsockopt,
		ip_getsockopt,
		v4_addr2sockaddr,
		sizeof(struct sockaddr_in)
	};
	struct sk_buff *send_head;  // 最先要发送的TCP报文 /* Front of stuff to transmit */
	struct page *sndmsg_page;   // sendmsg所使用的缓冲内存页面 /* Cached page for sendmsg */
	u32 sndmsg_off;             // sendmsg所使用的缓冲偏移 /* Cached offset for sendmsg */

	__u32 rcv_wnd;              // 当前接受窗口 /* Current receiver window */
	__u32 rcv_wup;              // 对方窗口最后一次更新时的rcv_nxt /* rcv_nxt on last window update sent */
	__u32 write_seq;            // tcp发送总数据字节量+1 /* Tail(+1) of data held in tcp send buffer */
	__u32 pushed_seq;           // 上次发送带PSH标志的TCP包的seq /* Last pushed seq, required to talk to windows */
	__u32 copied_seq;           // 尚未读取的数据第一个字节位置 /* Head of yet unread data */

	// Options received (usually on last packet, some only on SYN packets).
	char tstamp_ok,        /* syn包上的时间戳 TIMESTAMP seen on SYN packet */
	wscale_ok,             /* SACK选项处理Kind=5不再详细叙说 Wscale seen on SYN packet */
	sack_ok;               /* SACK选项处理Kind=5不再详细叙说 SACK seen on SYN packet */
	char saw_tstamp;       /* 最后一个TCP包的时间戳 Saw TIMESTAMP on last packet */
	__u8 snd_wscale;       /* 接受窗口扩大因子 Window scaling received from sender */
	__u8 rcv_wscale;       /* 发送窗口扩大因子 Window scaling to send to receiver */
	__u8 nonagle;          /* 是否允许Nagle算法 Disable Nagle algorithm? */
	__u8 keepalive_probes; /* 保活探测的数量 num of allowed keep alive probes */

	/* PAWS：防止回绕的序号，不再详细叙说 PAWS/RTTM data */
	__u32 rcv_tsval;       /* Time stamp value */
	__u32 rcv_tsecr;       /* Time stamp echo reply */
	__u32 ts_recent;       /* Time stamp to echo next */
	long ts_recent_stamp;  /* Time we stored ts_recent (for aging) */

	/* SACK选项处理Kind=5不再详细叙说 SACKs data1 */
	__u16 user_mss;        /* 用户通过ioctl指定的mssmss requested by user in ioctl */
	__u8 dsack;            /* D-SACK is scheduled */
	__u8 eff_sacks;        /* Size of SACK array to send with next packet */
	struct tcp_sack_block duplicate_sack[1]; /* D-SACK block */
	struct tcp_sack_block selective_acks[4]; /* The SACKS themselves*/

	/* 通告窗口(advertised window，tp->tcv_wnd)，window_clamp是最大的通告窗口，说白了就是
	应用程序的缓冲区真实大小。rcv_ssthresh是更为严格的window_clamp，主要用于慢启动期间
	预测连接的行为 */
	__u32 window_clamp;   /* Maximal window to advertise */
	__u32 rcv_ssthresh;   /* Current window clamp */

	__u8 probes_out;      /* 用于零窗口探测 unanswered 0 window probes */
	__u8 num_sacks;       /* Number of SACK blocks */

	__u8 syn_retries;     /* syn重试次数 num of allowed syn retries */
	__u8 ecn_flags;       /* 显式拥塞通知状态位，不再详叙 ECN status bits. */
	__u16 prior_ssthresh; /* 在经过重传后恢复时的ssthresh保存值 ssthresh saved at recovery start */

	/* SACK选项处理Kind=5不再详细叙说 SACKs data2 */
	__u32 lost_out;       /* Lost packets */
	__u32 sacked_out;     /* SACK'd packets */
	__u32 fackets_out;    /* FACK'd packets */
	__u32 high_seq;       /* snd_nxt at onset of congestion */

	__u32 retrans_stamp;  // 上次重传的时间，其也会记住第一个syn的时间戳
	__u32 undo_marker;    /* 开始跟踪重传的标示符 tracking retrans started here. */
	int undo_retrans;     /* 用于Undo冗余的重传 number of undoable retransmissions. */
	__u32 urg_seq;        /* 紧急指针的seq Seq of received urgent pointer */
	__u16 urg_data;       /* 紧急指针的相关控制标志保存 Saved octet of OOB data and control flags */
	__u8 pending;         /* 确定定时器的事件 Scheduled timer event，包括如下四种情况 */
	#define TCP_TIME_RETRANS 1  /* Retransmit timer */
	#define TCP_TIME_DACK 2     /* Delayed ack timer */
	#define TCP_TIME_PROBE0 3   /* Zero window probe timer */
	#define TCP_TIME_KEEPOPEN 4 /* Keepalive timer */

	__u8 urg_mode;        /* 是否处于紧急模式 In urgent mode */
	__u32 snd_up;         /* 紧急指针位置 Urgent pointer */

	/* The syn_wait_lock is necessary only to avoid tcp_get_info having to grab the main lock sock while browsing the listening hash
	 * (otherwise it's deadlock prone). This lock is acquired in read mode only from tcp_get_info() and it's acquired in write mode _only_ from
	 * code that is actively changing the syn_wait_queue. All readers that are holding the master sock lock don't need to grab this lock in read
	 * mode too as the syn_wait_queue writes are always protected from the main sock lock.
	 */
	rwlock_t syn_wait_lock;
	struct tcp_listen_opt *listen_opt;

	/* 服务器段listening socket的已经建立的子socket FIFO队列 FIFO of established children */
	struct open_request *accept_queue;
	struct open_request *accept_queue_tail;

	int write_pending;             /* 是否有对socket的写请求 A write to socket waits to start. */
	unsigned int keepalive_time;   /* 保活定时器启动的时间阀值 time before keep alive takes place */
	unsigned int keepalive_intvl;  /* 保活探测时间间隔 time interval between keep alive probes */
	int linger2;                   // lingertime一起，指明了close()后保留的时间
	int frto_counter;              /* 开始重传后的新的ack数目 Number of new acks after RTO */
	__u32 frto_highmark;           /* 重传发生时的要发送的下一个tcp包的seq snd_nxt when RTO occurred */

	unsigned long last_synq_overflow; // 用于syn_cookie处理
};

/* 
 *  Perform a listen. Basically, we allow the protocol to do anything 
 *  necessary for a listen, and if that works, we mark the socket as 
 *  ready for listening. 
 */  

SYSCALL_DEFINE2(listen, int, fd, int, backlog)  
{  
	struct socket *sock;  
	int err, fput_needed;  
	int somaxconn;  
  
	sock = sockfd_lookup_light(fd, &err, &fput_needed);  
	if (sock) {  
		/* 
		 * sysctl_somaxconn存储的是服务器监听时，允许每个套接字连接队列长度  
		 * 的最大值，默认值是SOMAXCONN，即128，在sysctl_core_net_init()函数中初始化。 
		 * 在proc文件系统中可以通过修改/proc/sys/net/core/somaxconn文件来修改这个值。 
		 */  
		somaxconn = sock_net(sock->sk)->core.sysctl_somaxconn;  
		/* 
		 * 如果指定的最大连接数超过系统限制，则使用系统当前允许的连接队列 
		 * 中连接的最大数。 
		 */  
		if ((unsigned)backlog > somaxconn)  
			backlog = somaxconn;  
  
		err = security_socket_listen(sock, backlog);  
		if (!err)  
			/* 
			 * 如果是TCP套接字，sock->ops指向的是inet_stream_ops， 
			 * sock->ops是在inet_create()函数中初始化，所以listen接口 
			 * 调用的是inet_listen()函数。 
			 */  
			err = sock->ops->listen(sock, backlog);  
  
		fput_light(sock->file, fput_needed);  
	}  
	return err;  
}  

	sys_listen()
		|
		|---> sockfd_lookup_light()
		|
		|---> 确定最大连接队列
		|
		 ---> inet_listen()

if ((unsigned)backlog > somaxconn)  
			backlog = somaxconn;  

/* 
 *  Move a socket into listening state. 
 */  
/* 
 * inet_listen()函数为listen系统调用套接字层的实现。 
 */  
int inet_listen(struct socket *sock, int backlog)  
{  
	struct sock *sk = sock->sk;  
	unsigned char old_state;  
	int err;  
  
	lock_sock(sk);  
  
	err = -EINVAL;  
	/* 
	 * 检测调用listen的套接字的当前状态和类型。如果套接字状态 
	 * 不是SS_UNCONNECTED，或套接字类型不是SOCK_STREAM，则不 
	 * 允许进行监听操作，返回相应错误码 
	 */  
	if (sock->state != SS_UNCONNECTED || sock->type != SOCK_STREAM)  
		goto out;  
  
	old_state = sk->sk_state;  
	/* 
	 * 检查进行listen调用的传输控制块的状态。如果该传输控制块不在 
	 * 在TCPF_CLOSE或TCPF_LISTEN状态，则不能进行监听操作，返回 
	 * 相应错误码 
	 */  
	if (!((1 << old_state) & (TCPF_CLOSE | TCPF_LISTEN)))  
		goto out;  
  
	/* Really, if the socket is already in listen state 
	 * we can only allow the backlog to be adjusted. 
	 */  
	/* 
	 * 如果传输控制块不在LISTEN状态，则调用inet_csk_listen_start() 
	 * 进行监听操作。最后，无论是否在LISTEN状态都需要设置传输控制块 
	 * 的连接队列长度的上限。从这里可以看出，可以通过调用listen() 
	 * 来修改最大连接队列的长度。 
	 */  
	if (old_state != TCP_LISTEN) {  
		err = inet_csk_listen_start(sk, backlog);  
		if (err)  
			goto out;  
	}  
	sk->sk_max_ack_backlog = backlog;  
	err = 0;  
  
out:  
	release_sock(sk);  
	return err;  
}  

sk->sk_max_ack_backlog = backlog;  

/* 
 * 使TCP传输控制块进入监听状态，实现监听状态:为管理连接 
 * 请求块的散列表分配存储空间，接着使TCP传输控制块的状态 
 * 迁移到LISTEN状态，然后将传输控制块添加到监听散列表中。 
 * @nr_table_entries:允许连接的队列长度上限，通过此值 
 *                   合理计算出存储连接请求块的散列表大小 
 */  
int inet_csk_listen_start(struct sock *sk, const int nr_table_entries)  
{  
	struct inet_sock *inet = inet_sk(sk);  
	struct inet_connection_sock *icsk = inet_csk(sk);  
	/* 
	 * 为管理连接请求块的散列表分配存储空间，如果分配失败则返回 
	 * 相应错误码 
	 */  
	int rc = reqsk_queue_alloc(&icsk->icsk_accept_queue, nr_table_entries);  
  
	if (rc != 0)  
		return rc;  
  
	/* 
	 * 初始化连接队列长度上限，清除当前已建立连接数 
	 */  
	sk->sk_max_ack_backlog = 0;  
	sk->sk_ack_backlog = 0;  
	/* 
	 * 初始化传输控制块中与延时发送ACK段有关的控制数据结构icsk_ack 
	 */  
	inet_csk_delack_init(sk);  
  
	/* There is race window here: we announce ourselves listening, 
	 * but this transition is still not validated by get_port(). 
	 * It is OK, because this socket enters to hash table only 
	 * after validation is complete. 
	 */  
	/* 
	 * 设置传输控制块状态为监听状态 
	 */  
	sk->sk_state = TCP_LISTEN;  
	/* 
	 * 调用的是inet_csk_get_port()，如果没有绑定端口，则进行绑定 
	 * 端口操作；如果已经绑定了端口，则对绑定的端口进行校验。绑定 
	 * 或校验端口成功后，根据端口号在传输控制块中设置网络字节序的 
	 * 端口号成员，然后再清除缓存在传输控制块中的目的路由缓存，最后 
	 * 调用hash接口inet_hash()将该传输控制块添加到监听散列表listening_hash 
	 * 中，完成监听 
	 */  
	if (!sk->sk_prot->get_port(sk, inet->num)) {  
		inet->sport = htons(inet->num);  
  
		sk_dst_reset(sk);  
		sk->sk_prot->hash(sk);  
  
		return 0;  
	}  
  
	/* 
	 * 如果绑定或校验端口失败，则说明监听失败，设置传输控制块状态 
	 * 为TCP_CLOSE状态 
	 */  
	sk->sk_state = TCP_CLOSE;  
	/* 
	 * 释放之前分配的inet_bind_bucket实例 
	 */  
	__reqsk_queue_destroy(&icsk->icsk_accept_queue);  
	return -EADDRINUSE;  
}  

/* 
 * 用来分配连接请求块散列表，然后将其连接到所在传输控制块的请求 
 * 块容器中。 
 */  
int reqsk_queue_alloc(struct request_sock_queue *queue,  
			  unsigned int nr_table_entries)  
{  
	size_t lopt_size = sizeof(struct listen_sock);  
	struct listen_sock *lopt;  
  
	/* 
	 * 取用户设定的连接队列长度最大值参数nr_table_entries和系统最多 
	 * 可同时存在未完成三次握手SYN请求数sysctl_max_syn_backlog两者的 
	 * 最小值，他们都用来控制连接队列的长度，只是前者针对某传输控制 
	 * 块，而后者控制的是全局的 
	 */  
	nr_table_entries = min_t(u32, nr_table_entries, sysctl_max_syn_backlog);  
	nr_table_entries = max_t(u32, nr_table_entries, 8);  
	/* 
	 * 调用roundup_pow_of_two以确保nr_table_entries的值为2的n次方 
	 */  
	nr_table_entries = roundup_pow_of_two(nr_table_entries + 1);  
	/* 
	 * 计算用来保存SYN请求连接的listen_sock结构的大小 
	 */  
	lopt_size += nr_table_entries * sizeof(struct request_sock *);  
	if (lopt_size > PAGE_SIZE)  
		/* 
		 * 如果用于保存SYN请求连接的listen_sock结构大于一个页面， 
		 * 则调用__vmalloc()从高位内存中分配虚拟内存，并且清零 
		 */  
		lopt = __vmalloc(lopt_size,  
			GFP_KERNEL | __GFP_HIGHMEM | __GFP_ZERO,  
			PAGE_KERNEL);  
	else  
		/* 
		 * 如果小于一个页面，则在常规内存中分配内存并清零。kzalloc() 
		 * 封装了kmalloc()及memset() 
		 */  
		lopt = kzalloc(lopt_size, GFP_KERNEL);  
	if (lopt == NULL)  
		return -ENOMEM;  
	/* 
	 * 从nr_table_entries = max_t(u32, nr_table_entries, 8);中可以看出 
	 * nr_table_entries最小值为8，所以这里从3开始 
	 */  
	for (lopt->max_qlen_log = 3;  
		 (1 << lopt->max_qlen_log) < nr_table_entries;  
		 lopt->max_qlen_log++);  
  
	/* 
	 * 初始化listen_sock结构中的一些成员，如用于生成连接请求块 
	 * 散列表的hash_rnd等 
	 */  
	get_random_bytes(&lopt->hash_rnd, sizeof(lopt->hash_rnd));  
	rwlock_init(&queue->syn_wait_lock);  
	queue->rskq_accept_head = NULL;  
	lopt->nr_table_entries = nr_table_entries;  
  
	/* 
	 * 将散列表连接到所在传输控制块的请求块容器中 
	 */  
	write_lock_bh(&queue->syn_wait_lock);  
	queue->listen_opt = lopt;  
	write_unlock_bh(&queue->syn_wait_lock);  
  
	return 0;  
}  

for (lopt->max_qlen_log = 3;  
		 (1 << lopt->max_qlen_log) < nr_table_entries;  
		 lopt->max_qlen_log++);