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第１部 ソケットプログラミング
情報科学科
峰野博史
警告は全て除去しましょう
•
gcc –Wall –ansi –O –pedantic zzz.c –o
proxy
–
Warning: Suggest parentheses around
assignment used as truth value
• if ( Sock=accept(listenSock, ….) == -1 ){ – 演算順位のミスに注意！ • if ( (Sock=accept(listenSock, ….)) == -1 ){ • if ( Sock =! 0){ – 演算子の記載ミスに注意（「=!」ではなく「!=」） • if( Sock != 0 ){ 2
Linux コマンド （最低限）
• ディレクトリの中身を表示など – $ ls –la ディレクトリの中身を表示したい時 – $ cd /etc/ ディレクトリの移動 – $ pwd 現在いるディレクトリを表示 • ファイルの中身を見る（終了する時はq） – $ more xxxx – $ less xxxx – $ lv xxxx • ファイル，ディレクトリ操作 – $ cp aaa.txt target.txt ファイルのコピー – $ rm test.exe ファイルの削除 – $ mv target.txt xxx.txt ファイル名の変更 – $ mkdir public_html ディレクトリの作成 – $ rmdir public_html ディレクトリの削除 • Linuxを終了，再起動 – # shutdown –h now 終了 – # reboot 再起動 34
http://www.yotabanana.com/misc/fwunixref_ja.pdf
Linuxディレクトリ構造
5 http://gigazine.net/news/20070926_linux_structure/ 青色：ディレクトリ 赤色：ファイル 黒色：説明コンパイル時のオプション
•
警告はできるだけ除去しましょう
– gcc –Wall –ansi –O –pedantic zzz.c –o proxy
•
マルチスレッドプログラムなどの場合
– gcc –lpthread zzz.c –o proxy
•
余談） コンパイラ（アセンブラ）について
– http://edu.inf.shizuoka.ac.jp/lecture/2012/sw1/
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シグナルハンドラについて
•singal.h を読み込む
•main() で
signal(SIGINT, xxxxx);
•xxxxx 関数で適切な処理を記述
– ソケットディスクリプタをclose() する前に，きちんと 相手にソケットディスクリプタをclose()することを伝 えておく！ – 相手からその旨を受け取ったら，こちらも相手とつ ないでいるソケットディスクリプタを正常終了させる （そうしないとTCPの場合，片方に口が残ったままで， 中のデータを取り出しきれない状況に） 7[補足]
デバッグ方法について
• 「ソケットが正常にcloseできたか分からない」とか • エラー処理関数を使ったエラー処理 – error.h • エラー番号とエラーメッセージの対応関係が記載 – strerror()を使ったエラー出力• if((fp = fopen(“hoge.txt”, “r”)) == NULL){
fprintf(stderr, “File open: %s¥n”, strerror(errno)); exit(1); }
– perror()を使ったエラー出力
• if((fp = fopen("hoge.txt", "a")) == NULL){ perror("File open: "); exit(1); }
• 出力例） File open: No such file or directory
– システムコールが失敗した場合，通常は返り値として -1 が返り，
errno にエラーを識別する値が設定
– 多くのライブラリ関数も同様の動作で，perror() は，このエラーコード
を可読なメッセージへ変換してくれる 8
#ifdef, #ifndef
•プリプロセッサ
（通常は広義のコンパイラが兼ねる） – ソースプログラムをコンパイルする前に実施される 前処理（プリプロセス）を行うプログラム 例１）デバッグ時の定石 #define DEBUG ... #ifdef DEBUG printf(“Debug: x=%d¥n”, x); #endif 例２）重複定義エラーを防ぐ定石 #ifndef MyHeaderFile /* ヘッダーの最初 */ #define MyHeaderFile /* ・・・ インクルードファイルの記述 */ #endif /* ヘッダーの最後 */ 9[補足]
Linuxオペレーティングシステム システムコールインタフェース I/Oコンポーネント コンポーネントメモリ管理 プロセス管理 コンポーネント キャラクタ デバイス ドライバ ブロック デバイス ドライバ ネットワーク デバイス ドライバ I/O スケジューラ ファイル システム ジェネリック ブロック層 ネットワーク プロトコル Socket Terminal ｷｰﾎﾞｰﾄﾞ等 NIC等 HDD等 仮想ファイルシステム 回線規律 ページング ページ交換 仮想メモリ ページ キャッシュ プロセス/ スレッド作成， 終了 シグナル ハンドリング CPU ｽｹｼﾞｭｰﾘﾝｸﾞ メインメモリ CPU 割り込み ／ 切り替え処理
Linuxカーネルの構造（概要）
[補足]
10プロセス PID = X プログラム = A プロセス PID = X プログラム = B exec() 親プロセス PID = X プログラム = A 親プロセス PID = X プログラム = A 子プロセス PID = Y プログラム = A fork() （a）exec()の場合 （b）fork()の場合
exec()とfork()によるプロセスの変化
[補足]
11ソケットディスクリプタのイメージ
• 通信用のファイルディスクリプタ – ディスクリプタ： 単なる整数，プロセス毎に管理 • 糸電話の口（紙コップ）のようなもの 12 A X ①listen(A) ②X=connect() ③B=accept(A) B close(A) close(B) ^Cの時 close(B) クライアントから の切断要求時 サーバー クライアント close(X) サーバーからの 切断要求時 close(X) ^Cの時 接続待ちソケット クライアントと通信するソケット サーバーと通信するソケット listen()で接続処理を受け入れ可能な最大数はSOMAXCONNで指定 例） http://x68000.q-e-d.net/~68user/net/echo-3.html http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20071031/285990/[補足]
戻り値を無視しないように！
•ライブラリ関数の戻り値（リターンステータス）を
無視すると，関数が失敗したことや部分的にし
か成功していないことを見逃す恐れがある
– 結果としてエラーを増殖させ，問題の特定を困難 に！ – 例１） send() の戻り値は？ • -1: 失敗が発生した場合（errno変数で理解可能） • n： 送信された文字数 – 例２） read() の戻り値は？ • -1: 失敗が発生した場合（errno変数で理解可能） • n： 送信された文字数 • 0: ストリームソケットの接続相手が正しく終了した場合 13[補足]
SO_REUSEADDRについて
•
bind()で，ポート番号をサーバに関連付け
•
TIME_WAIT状態のポートであってもbind()
できるようにする
–
setsockopt()で，SO_REUSEADDRを指定
–
頻繁にソケットを開いたり閉じたりするようなシ
ステムでは，
TCPを利用するよりUDPを利用す
るほうがよい
–
BSD系とLinux系実装の違い
• http://umezawa.dyndns.info/wordpress/?p=2609 • 仮想環境のエミュレーション方法も関係するかも 14[補足]
getopt()
•
argcやargvは使いこなせるようになった？
– 引数の数，その内容
•
様々なオプションを指定するには？
– > ./getoptex -x -y -z -f filename -n 1200 file1 file2 file3
#include <unistd.h> /* UNIX標準関係 */ while((c=getopt(argc, argv, “xyzf:n:”)) !=-1){
switch (c ){
case ‘x’: fprintf(stdout, “-xオプション¥n”); break;
case ‘y’: fprintf(stdout, “-xオプション¥n”); ・・・・
｝ 15
select() でよくある不具合
•クライアント，サーバ，どちらかのプログラムで
無限ループ（
select()で止まってくれない
）
– ソケットディスクリプタからずっと読み込み続けてし まう．．． – 反対側で，ソケットディスクリプタをshutdown()して しまってないですか？ – select()の引数は必ず毎回再設定が必要！• FD_ZERO(), FD_SET(), ．．．, timeout = xxx とか
– タイムアウトした時は，continueさせよう
• if (select(……)<=0) continue;
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