ioctl socket getsockopt

一 ioctl

函数产生原因：

虽然在文件操作结构体"struct file_operations"中有很多对应的设备操作函数，但是有些命令是实在找不到对应的操作函数。如CD-ROM的驱动，想要一个弹出光驱的操作，这种操作并不是所有的字符设备都需要的，所以文件操作结构体也不会有对应的函数操作。

出于这样的原因，ioctl就有它的用处了——一些没办法归类的函数就统一放在ioctl这个函数操作中，通过指定的命令来实现对应的操作。所以，ioctl函数里面都实现了多个的对硬件的操作，通过应用层传入的命令来调用相应的操作。

函数作用：

ioctl函数操纵底层设备参数

 

函数参数：

ioctl(int fd,int command, (char*)argstruct)

fd 文件描述符，实际上是由socket()系统调用返回的。

command是设备相关的请求的代码

第三个参数是一个无类型指针的内存。

函数例子：

 

二 select

Select在Socket编程中还是比较重要的，可是对于初学Socket的人来说都不太爱用Select写程序，他们只是习惯写诸如connect、accept、recv或recvfrom这样的阻塞程序（所谓阻塞方式block，顾名思义，就是进程或是线程执行到这些函数时必须等待某个事件的发生，如果事件没有发生，进程或线程就被阻塞，函数不能立即返回）。可是使用Select就可以完成非阻塞（所谓非阻塞方式non-block，就是进程或线程执行此函数时不必非要等待事件的发生，一旦执行肯定返回，以返回值的不同来反映函数的执行情况，如果事件发生则与阻塞方式相同，若事件没有发生则返回一个代码来告知事件未发生，而进程或线程继续执行，所以效率较高）方式工作的程序，它能够监视我们需要监视的文件描述符的变化情况——读写或是异常。

函数原型

Select的函数格式(我所说的是Unix系统下的伯克利socket编程，和windows下的有区别，一会儿说明)：

int select(int maxfdp,fd_set *readfds,fd_set *writefds,fd_set *errorfds,struct timeval *timeout);

 

先说明两个结构体：

 

第一，struct fd_set可以理解为一个集合，这个集合中存放的是文件描述符(file descriptor)，即文件句柄，这可以是我们所说的普通意义的文件，当然Unix下任何设备、管道、FIFO等都是文件形式，全部包括在内，所以毫无疑问一个socket就是一个文件，socket句柄就是一个文件描述符。fd_set集合可以通过一些宏由人为来操作，比如清空集合FD_ZERO(fd_set *)，将一个给定的文件描述符加入集合之中FD_SET(int ,fd_set *)，将一个给定的文件描述符从集合中删除FD_CLR(int ,fd_set*)，检查集合中指定的文件描述符是否可以读写FD_ISSET(int ,fd_set* )。一会儿举例说明。

 

第二，struct timeval是一个大家常用的结构，用来代表时间值，有两个成员，一个是秒数，另一个是毫秒数。

 

具体解释select的参数：

 

int maxfdp是一个整数值，是指集合中所有文件描述符的范围，即所有文件描述符的最大值加1，不能错！在Windows中这个参数的值无所谓，可以设置不正确。

 

fd_set *readfds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的读变化的，即我们关心是否可以从这些文件中读取数据了，如果这个集合中有一个文件可读，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可读，如果没有可读的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的读变化。

 

fd_set *writefds是指向fd_set结构的指针，这个集合中应该包括文件描述符，我们是要监视这些文件描述符的写变化的，即我们关心是否可以向这些文件中写入数据了，如果这个集合中有一个文件可写，select就会返回一个大于0的值，表示有文件可写，如果没有可写的文件，则根据timeout参数再判断是否超时，若超出timeout的时间，select返回0，若发生错误返回负值。可以传入NULL值，表示不关心任何文件的写变化。

 

fd_set *errorfds同上面两个参数的意图，用来监视文件错误异常。

 

struct timeval* timeout是select的超时时间，这个参数至关重要，它可以使select处于三种状态，第一，若将NULL以形参传入，即不传入时间结构，就是将select置于阻塞状态，一定等到监视文件描述符集合中某个文件描述符发生变化为止；第二，若将时间值设为0秒0毫秒，就变成一个纯粹的非阻塞函数，不管文件描述符是否有变化，都立刻返回继续执行，文件无变化返回0，有变化返回一个正值；第三，timeout的值大于0，这就是等待的超时时间，即select在timeout时间内阻塞，超时时间之内有事件到来就返回了，否则在超时后不管怎样一定返回，返回值同上述。

 

返回值：

 

负值：select错误 正值：某些文件可读写或出错 0：等待超时，没有可读写或错误的文件

简单例子：

#include <stdio.h>

       #include <sys/time.h>

       #include <sys/types.h>

       #include <unistd.h>

 

       int

       main(void) {

           fd_set rfds;

           struct timeval tv;

           int retval;

 

           /* Watch stdin (fd 0) to see when it has input. */

           FD_ZERO(&rfds);

           FD_SET(0, &rfds);

           /* Wait up to five seconds. */

           tv.tv_sec = 5;

           tv.tv_usec = 0;

 

           retval = select(1, &rfds, NULL, NULL, &tv);

           /* Don’t rely on the value of tv now! */

 

           if (retval)

               printf("Data is available now.\n");

               /* FD_ISSET(0, &rfds) will be true. */

           else

               printf("No data within five seconds.\n");

 

           return 0;

       }

三 setsockopt

函数原型：

int PASCAL FAR setsockopt( SOCKET s, int level, int optname, const char FAR* optval, int optlen);

设置套接口的选项。

s：标识一个套接口的描述字。

level：选项定义的层次；目前仅支持SOL_SOCKET和IPPROTO_TCP层次。

optname：需设置的选项。

optval：指针，指向存放选项值的缓冲区。

optlen：optval缓冲区的长度。

setsockopt()的使用是十分复杂的，其功能是很丰富的。setsockopt()函数用于任意类型、任意状态套接口的设置选项值。有两种套接口的选项：一种是布尔型选项，允许或禁止一种特性； 另一种是整形或结构选项。允许一个布尔型选项，则将optval指向非零整形数； 禁止一个选项optval指向一个等于零的整形数。 对于布尔型选项，optlen应等于sizeof(int) ； 对其他选项，optval指向包含所需选项的整形数或结构，而optlen则为整形数或结构的长度。

 

返回值： 若无错误发生，setsockopt()返回0。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。 错误代码：

WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。

WSAENETDOWN：WINDOWS套接口实现检测到网络子系统失效。

WSAEFAULT：optval不是进程地址空间中的一个有效部分。

WSAEINPROGRESS：一个阻塞的WINDOWS套接口调用正在运行中。

WSAEINVAL：level值非法，或optval中的信息非法。

WSAENETRESET：当SO_KEEPALIVE设置后连接超时。

WSAENOPROTOOPT：未知或不支持选项。其中，SOCK_STREAM类型的套接口不支持SO_BROADCAST选项，SOCK_DGRAM类型的套接口不支持SO_DONTLINGER 、SO_KEEPALIVE、SO_LINGER和SO_OOBINLINE选项。

WSAENOTCONN：当设置SO_KEEPALIVE后连接被复位。

WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。

 

具体使用如下：

1.closesocket（一般不会立即关闭而经历TIME_WAIT的过程）后想继续重用该socket：

BOOL bReuseaddr=TRUE;

setsockopt(s,SOL_SOCKET ,SO_REUSEADDR,(const char*)&bReuseaddr,sizeof(BOOL));

 

2. 如果要已经处于连接状态的soket在调用closesocket后强制关闭，不经历 TIME_WAIT的过程：

BOOL bDontLinger = FALSE;

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_DONTLINGER,(const char*)&bDontLinger,sizeof(BOOL));

 

3.在send(),recv()过程中有时由于网络状况等原因，发收不能预期进行,而设置收发时限：

int nNetTimeout=1000;//1秒

//发送时限

setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));

//接收时限 setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVTIMEO，(char *)&nNetTimeout,sizeof(int));

 

 

4.在send()的时候，返回的是实际发送出去的字节(同步)或发送到socket缓冲区的字节 (异步);系统默认的状态发送和接收一次为8688字节(约为8.5K)；

在实际的过程中发送数据和接收数据量比较大，可以设置socket缓冲区，而避免了send(),recv()不断的循环收发：

// 接收缓冲区

int nRecvBuf=32*1024;

//设置为32K

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_RCVBUF,(const char*)&nRecvBuf,sizeof(int));

//发送缓冲区 int nSendBuf=32*1024;//设置为32K

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_SNDBUF,(const char*)&nSendBuf,sizeof(int));

 

5. 如果在发送数据的时，希望不经历由系统缓冲区到socket缓冲区的拷贝而影响程序的性能：

int nZero=0;

setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_SNDBUF，(char *)&nZero,sizeof(nZero));

 

6.同上在recv()完成上述功能(默认情况是将socket缓冲区的内容拷贝到系统缓冲区)：

int nZero=0;

setsockopt(socket，SOL_S0CKET,SO_RCVBUF，(char *)&nZero,sizeof(int));

 

7.一般在发送UDP数据报的时候，希望该socket发送的数据具有广播特性：

BOOL bBroadcast=TRUE;

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_BROADCAST,(const char*)&bBroadcast,sizeof(BOOL));

 

8.在client连接服务器过程中，如果处于非阻塞模式下的socket在connect()的过程中可以设置connect()延时,直到accpet()被呼叫(本函数设置只有在非阻塞的过程中有显著的作用，在阻塞的函数调用中作用不大)

BOOL bConditionalAccept=TRUE;

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_CONDITIONAL_ACCEPT,(const char*)&bConditionalAccept,sizeof(BOOL));

 

9.如果在发送数据的过程中(send()没有完成，还有数据没发送)而调用了closesocket(),以前我们一般采取的措施是"从容关闭"shutdown(s,SD_BOTH),但是数据是肯定丢失了，如何设置让程序满足具体应用的要求(即让没发完的数据发送出去后在关闭socket)？

struct linger

{

u_short l_onoff;

u_short l_linger;

};

linger m_sLinger;

m_sLinger.l_onoff=1;//(在closesocket()调用,但是还有数据没发送完毕的时候容许逗留) 如果m_sLinger.l_onoff=0;则功能和2.)作用相同;

m_sLinger.l_linger=5; //(容许逗留的时间为5秒)

setsockopt(s,SOL_SOCKET,SO_LINGER,(const char*)&m_sLinger,sizeof(linger));

 四 getsockopt

int PASCAL FAR getsockopt( SOCKET s, int level, int optname, char FAR* optval, int FAR* optlen);

s：一个标识套接口的描述字。

level：选项定义的层次。支持的层次仅有SOL_SOCKET（套接字水平）和IPPROTO_TCP。

optname：需获取的套接口选项。

optval：指针，指向存放所获得选项值的缓冲区。

optlen：指针，指向optval缓冲区的长度值。

返回值： 若无错误发生，getsockopt()返回0。否则的话，返回SOCKET_ERROR错误，应用程序可通过WSAGetLastError()获取相应错误代码。

错误代码：

WSANOTINITIALISED：在使用此API之前应首先成功地调用WSAStartup()。

WSAENETDOWN：WINDOWS套接口实现检测到网络子系统失效。

WSAEFAULT：optlen参数非法。

WSAEINPROGRESS：一个阻塞的WINDOWS套接口调用正在运行中。

WSAENOPROTOOPT：未知或不支持选项。其中，SOCK_STREAM类型的套接口不支持SO_BROADCAST选项，SOCK_DGRAM类型的套接口不支持SO_ACCEPTCONN、SO_DONTLINGER 、SO_KEEPALIVE、SO_LINGER和SO_OOBINLINE选项。 WSAENOTSOCK：描述字不是一个套接口。