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通過TCP套接字進行i/o呼叫的問題

2021-12-03 06:13:55 作業系統

對于某些背景,我正在撰寫一個 TCP 套接字服務器/客戶端通信程式來將一個文本檔案復制到另一個。我正在努力實作通過套接字讀取的實作。我正在Linux上開發。

這是當客戶端讀取函式通過套接字發送讀取操作碼時呼叫的服務器端讀取函式。程式使用正確的 fd 和計數正確地到達此代碼。

/* s_read
 * server side read
 * Send in socket: 4 bytes return value, 4 bytes errno, n bytes data
 */
int s_read(int conn){
    
    // Get fd
    unsigned char fdstr[4];
    int L     = sizeof(char) * 4;
    int bytes = 0;
    int total = 0;
    while ( total < L ) {
        if ( (bytes = read(conn, fdstr   total, L - total)) < 0) {
            printf("r_server.c::s_read: Couldn't receive fd\n");
            return -1;
        }
        total  = bytes;
    }
    int fd = 0;
    fd = (fdstr[0] << 24) | (fdstr[1] << 16) | (fdstr[2] <<  8) | fdstr[3];
    
    // Get count
    unsigned char countstr[4];
    L     = sizeof(char) * 4;
    bytes = 0;
    total = 0;
    while ( total < L ) {
        if ( (bytes = read(conn, countstr   total, L - total)) < 0) {
            printf("r_server.c::s_read: Couldn't receive count\n");
            return -1;
        }
        total  = bytes;
    }
    int count = 0;
    count = (countstr[0] << 24) | (countstr[1] << 16) | (countstr[2] <<  8) | countstr[3];
    
    // Prepare return message
    int    return_value;
    L = 8             // 4 bytes for return value, 4 bytes for errno
        count;        // count bytes for read in data
    int    error = 0;
    char * msg;
    char * read_value = malloc(count);
    
    // Execute open call
    bytes = 0;
    total = 0;
    while ( total < count ) {
        if ( (return_value = read(fd, read_value   total, count - total)) < 0 ) {
            error = errno;
            break;
        }
        total  = return_value;
    }
    
    // Build return message
    msg = malloc(L);
    L=0;
    msg[L  ] = (return_value >> 24) & 0xff; // put the kernel return value
    msg[L  ] = (return_value >> 16) & 0xff;
    msg[L  ] = (return_value >>  8) & 0xff;
    msg[L  ] = (return_value      ) & 0xff;
    msg[L  ] = (error >> 24) & 0xff;        // put the errno
    msg[L  ] = (error >> 16) & 0xff;
    msg[L  ] = (error >>  8) & 0xff;
    msg[L  ] = (error      ) & 0xff;
    for (int i=0; i < count; i  )
        msg[L  ] = read_value[i];           // put the read in data.
    
    // Send return message
    bytes = 0;
    total = 0;
    while ( total < L ) {
        if ( (bytes = write(conn, msg   total, L - total)) < 0) {
            printf("r_server.c::s_read: Error sending r_read return value to client\n");
            return -1;
        }
        total  = bytes;
    }
    
    free(read_value);
    free(msg);
    
    return 0;
}

這是客戶端讀取功能,它將有效負載放在一起并通過套接字發送它以請求服務器在其末端讀取。

/* r_read
 * remote read
 */
int r_read(int fd, void *buf, int count) {
    
    int    L;
    char * msg;
    int    in_msg;
    int    in_err;
    
    L = 1               // byte for opcode
        sizeof(fd)      // int bytes for fd.
        sizeof(count);  // int bytes for count.
    
    msg = malloc(L);
    L=0;
    msg[L  ] = 3;                    // this is the code for read.
    
    msg[L  ] = (fd >> 24) & 0xff;    // put the fd.
    msg[L  ] = (fd >> 16) & 0xff;
    msg[L  ] = (fd >>  8) & 0xff;
    msg[L  ] = (fd      ) & 0xff;
    
    msg[L  ] = (count >> 24) & 0xff; // put the count.
    msg[L  ] = (count >> 16) & 0xff;
    msg[L  ] = (count >>  8) & 0xff;
    msg[L  ] = (count      ) & 0xff;
    
    int bytes = 0;
    int total = 0;
    while ( total < L ) {
        if ( (bytes = write(sock, msg   total, L - total)) < 0) {
            printf("Failed to send r_read to server\n");
            return -1;
        }
        total  = bytes;
    }
    
    bytes = 0;
    total = 0;
    while ( total < 8 ) {
        if ( (bytes = read(sock, msg   total, 8 - total)) < 0) {
            printf("Failed to receive r_read from server\n");
            return -1;
        }
        total  = bytes;
    }
    
    in_msg = (msg[0] << 24) | (msg[1] << 16) | (msg[2] << 8) | msg[3];
    in_err = (msg[4] << 24) | (msg[5] << 16) | (msg[6] << 8) | msg[7];
    for (int i = 0; i < count; i  ) {
        *(char *)(buf   i) = msg[i   8];
    }
    
    errno = in_err;
    
    free(msg);
    
    return in_msg;
}

客戶端在 in_msg 中接收到一個虛假的 return_value,但服務器在發送之前看到了正確的 return_value。實際讀取的資料在兩端似乎也是假的。

This is the code actually calling the i/o functions to copy the one file to the other. I have a similar one that copies from a local file to a remote file, and that one works properly. It is called from main after main receives the socket information and strips those args from argv[].

int entry(int argc, char* argv[]){
    
    // Input guards
    if (argc != 3) {
        printf("Invalid arguments\n");
        return -1;
    }
    
    // Get file names
    char *filename = argv[1];
    char *copyfilename = argv[2];
    printf("rclient2.c::entry: Copying remote file %s to local file %s\n", filename, copyfilename);
    
    // Open files
    int fd = r_open((const char*) filename, O_RDWR, (mode_t) 0600);
    if (fd < 0) {
        printf("rclient2.c::entry: r_open failed.\n");
        return -1;
    }
    int copyfd = open((const char*) copyfilename, O_RDWR | O_CREAT, (mode_t) 0600);
    if (copyfd < 0) {
        printf("rclient2.c::entry: open failed.\n");
        return -1;
    }
    
    // Seek to position 10
    //r_lseek(fd, 10, SEEK_SET); // Later requirement once read is working

    // Copy file
    char buf;
    while ( r_read(fd, &buf, 1) > 0 ) {
        if (write(copyfd, &buf, 1) < 0) {
            printf("rclient2::entry: write failed.\n");
            return -1;
        }
    }
    
    // Close files
    r_close(fd);
    close(copyfd);
    
    return 0;
}

關于錯誤行為的更多細節:服務器在關閉之前只收到 s_read() 呼叫 6 次,在這種情況下它應該得到大約 41 次呼叫。在閱讀“復制”檔案時,它充滿了人類無法讀取的虛假值。除了 close() 呼叫之后的一個錯誤之外,我的所有錯誤都沒有被絆倒。特別是“r_server.c::main:無法接收操作碼”。錯誤。因此,我在下面包含了服務器的主要功能(它讀取客戶端功能提供的操作碼)。

/* main - server implementation
 */
int main(int argc, char *argv[]){
    
    // Setup socket data
    int listener, conn;
    unsigned int length;
    struct sockaddr_in s1, s2;
    
    // Create server socket
    listener = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
    if (listener < 0) {
        printf("r_server.c::main: Error creating server socket\n");
        return -1;
    }
    
    // Establish server socket
    bzero((char *) &s1, sizeof(s1));
    s1.sin_family = AF_INET;
    s1.sin_port = htons(0);
    s1.sin_addr.s_addr = inet_addr("127.0.0.1");
    if( bind( listener, (struct sockaddr *) &s1, sizeof(s1)) < 0) {
        printf("r_server.c::main: Server couldn't bind to the port\n");
        return -1;
    }
    
    // Print port and start server
    length = sizeof(s1);
    getsockname(listener, (struct sockaddr *) &s1, &length);
    printf("%d\n", s1.sin_port);
    if ( listen(listener, 1) < 0) {
        printf("r_server.c::main: Server error while listening\n");
        return -1;
    }

    // While server running
    while(1) {
        
        // Connect to new client
        length = sizeof(s2);
        conn = accept(listener, (struct sockaddr *) &s2, &length);
        if( conn < 0 ) {
            printf("r_server.c::main: Server failed to accept incoming stuff\n");
            return -1;
        }
        
        // Fork to manage client and listen for new clients
        if (fork() == 0) {
            
            // Until client disconnects
            while (1) {
                
                // Get opcode
                unsigned char opcode;
                int success;
                if ((success = read(conn, &opcode, sizeof(opcode))) < 0) {
                    printf("r_server.c::main: Couldn't receive opcode. opcode = %d\n", opcode);
                    return -1;
                }
                
                // Client disconnected
                if (success == 0) {
                    return 0;
                }
                
                // Call related server side function
                switch (opcode) {
                    case (1):
                        printf("Opening...\n");
                        if (s_open(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    case (2):
                        printf("Closing...\n");
                        if (s_close(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    case (3):
                        printf("Reading...\n");
                        if (s_read(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    case (4):
                        printf("Writing...\n");
                        if (s_write(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    case (5):
                        printf("Seeking...\n");
                        if (s_lseek(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    case (6):
                        printf("Piping...\n");
                        if (s_pipe(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    case (7):
                        printf("Duping...\n");
                        if (s_dup2(conn) < 0)
                            return -1;
                        break;
                    default:
                        return -1;              
                }
            }
            return 0;
        }
    }
    return 0;
}

uj5u.com熱心網友回復:

該代碼盲目地假設read將始終準確讀取所要求的位元組數并write始終寫入給定的完整緩沖區。這兩個假設都是錯誤的。

read只會讀取給定的大小,但實際上可能讀取的更少。類似的最多write只會寫入完整的緩沖區,但可能會寫入更少。因此必須檢查回傳值以找出實際讀取或寫入的資料量。如果不是所有內容都被讀取或寫入,則必須對剩余資料重復操作,甚至可能多次。

uj5u.com熱心網友回復:

在 r_read() 函式中,我們從未讀入服務器放入回應中的值。我們只讀取與 return_value 和 errno 對應的 8 個位元組。

代替

int bytes = 0;
int total = 0;
while ( total < L ) {
    if ( (bytes = write(sock, msg   total, L - total)) < 0) {
        printf("Failed to send r_read to server\n");
        return -1;
    }
    total  = bytes;
}
    
bytes = 0;
total = 0;
while ( total < 8 ) {
    if ( (bytes = read(sock, msg   total, 8 - total)) < 0) {
        printf("Failed to receive r_read from server\n");
        return -1;
    }
    total  = bytes;
}

in_msg = (msg[0] << 24) | (msg[1] << 16) | (msg[2] << 8) | msg[3];
in_err = (msg[4] << 24) | (msg[5] << 16) | (msg[6] << 8) | msg[7];
for (int i = 0; i < count; i  ) {
    *(char *)(buf   i) = msg[i   8];
}

我們需要做

int bytes = 0;
int total = 0;
while ( total < L ) {
    if ( (bytes = write(sock, msg   total, L - total)) < 0) {
        printf("Failed to send r_read to server\n");
        return -1;
    }
    total  = bytes;
}

bytes = 0;
total = 0;
while ( total < 8 ) {
    if ( (bytes = read(sock, msg   total, 8 - total)) < 0) {
        printf("Failed to receive r_read from server\n");
        return -1;
    }
    total  = bytes;
}

in_msg = (msg[0] << 24) | (msg[1] << 16) | (msg[2] << 8) | msg[3]; // # of bytes remaining in the socket buffer (the data we asked for)
in_err = (msg[4] << 24) | (msg[5] << 16) | (msg[6] << 8) | msg[7];


bytes = 0;
total = 0;
while ( total < in_msg ) {
    if ( (bytes = read(sock, buf   total, in_msg - total)) < 0) {
        printf("Failed to read the r_read data from server\n");
        return -1;
    }
}

請注意,while ( total ...)僅當您需要處理讀取或寫入呼叫未完全成功的情況時才需要邏輯就我而言,如果發生這種情況,我們可以簡單地退出并顯示錯誤。

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/caozuo/371991.html

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    作業系統存在著大量的資料檔案資訊,相應檔案資訊會存在于系統相應目錄中,為了更好的管理資料資訊,會將系統進行一些目錄規劃,不同目錄存放不同的資源。 ......

    uj5u.com 2020-09-10 00:13:35 more
最新发布
  • vim的常用命令

    Vim的6種基本模式 1. 普通模式在普通模式中,用的編輯器命令,比如移動游標,洗掉文本等等。這也是Vim啟動后的默認模式。這正好和許多新用戶期待的操作方式相反(大多數編輯器默認模式為插入模式)。 2. 插入模式在這個模式中,大多數按鍵都會向文本緩沖中插入文本。大多數新用戶希望文本編輯器編輯程序中一 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:43:21 more
  • vim的常用命令

    Vim的6種基本模式 1. 普通模式在普通模式中,用的編輯器命令,比如移動游標,洗掉文本等等。這也是Vim啟動后的默認模式。這正好和許多新用戶期待的操作方式相反(大多數編輯器默認模式為插入模式)。 2. 插入模式在這個模式中,大多數按鍵都會向文本緩沖中插入文本。大多數新用戶希望文本編輯器編輯程序中一 ......

    uj5u.com 2023-04-20 08:42:36 more
  • docker學習

    ###Docker概述 真實專案部署環境可能非常復雜,傳統發布專案一個只需要一個jar包,運行環境需要單獨部署。而通過Docker可將jar包和相關環境(如jdk,redis,Hadoop...)等打包到docker鏡像里,將鏡像發布到Docker倉庫,部署時下載發布的鏡像,直接運行發布的鏡像即可。 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:26:53 more
  • 設定Windows主機的瀏覽器為wls2的默認瀏覽器

    這里以Chrome為例。 1. 準備作業 wsl是可以使用Windows主機上安裝的exe程式,出于安全考慮,默認情況下改功能是無法使用。要使用的話,終端需要以管理員權限啟動。 我這里以Windows Terminal為例,介紹如何默認使用管理員權限打開終端,具體操作如下圖所示: 2. 操作 wsl ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:25:49 more
  • docker學習

    ###Docker概述 真實專案部署環境可能非常復雜,傳統發布專案一個只需要一個jar包,運行環境需要單獨部署。而通過Docker可將jar包和相關環境(如jdk,redis,Hadoop...)等打包到docker鏡像里,將鏡像發布到Docker倉庫,部署時下載發布的鏡像,直接運行發布的鏡像即可。 ......

    uj5u.com 2023-04-19 09:19:04 more
  • Linux學習筆記

    IP地址和主機名 IP地址 ifconfig可以用來查詢本機的IP地址,如果不能使用,可以通過install net-tools安裝。 Centos系統下ens33表示主網卡;inet后表示IP地址;lo表示本地回環網卡; 127.0.0.1表示代指本機;0.0.0.0可以用于代指本機,同時在放行設 ......

    uj5u.com 2023-04-18 06:52:01 more
  • 解決linux系統的kdump服務無法啟動的問題

    問題:專案麒麟系統服務器的kdump服務無法啟動,沒有相關日志無法定位問題。 1、查看服務狀態是關閉的,重啟系統也無法啟動 systemctl status kdump 2、修改grub引數,修改“crashkernel”為“512M(有的機器數值太大太小都會導致報錯,建議從128M開始試,或者加個 ......

    uj5u.com 2023-04-12 09:59:50 more
  • 解決linux系統的kdump服務無法啟動的問題

    問題:專案麒麟系統服務器的kdump服務無法啟動,沒有相關日志無法定位問題。 1、查看服務狀態是關閉的,重啟系統也無法啟動 systemctl status kdump 2、修改grub引數,修改“crashkernel”為“512M(有的機器數值太大太小都會導致報錯,建議從128M開始試,或者加個 ......

    uj5u.com 2023-04-12 09:59:01 more
  • 你是不是暴露了?

    作者:袁首京 原創文章,轉載時請保留此宣告,并給出原文連接。 如果您是計算機相關從業人員,那么應該經歷不止一次網路安全專項檢查了,你肯定是收到過資訊系統技術檢測報告,要求你加強風險監測,確保你提供的系統服務堅實可靠了。 沒檢測到問題還好,檢測到問題的話,有些處理起來還是挺麻煩的,尤其是線上正在運行的 ......

    uj5u.com 2023-04-05 16:52:56 more
  • 細節拉滿,80 張圖帶你一步一步推演 slab 記憶體池的設計與實作

    1. 前文回顧 在之前的幾篇記憶體管理系列文章中,筆者帶大家從宏觀角度完整地梳理了一遍 Linux 記憶體分配的整個鏈路,本文的主題依然是記憶體分配,這一次我們會從微觀的角度來探秘一下 Linux 內核中用于零散小記憶體塊分配的記憶體池 —— slab 分配器。 在本小節中,筆者還是按照以往的風格先帶大家簡單 ......

    uj5u.com 2023-04-05 16:44:11 more