【原创】xenomai内核解析–xenomai与普通linux进程之间通讯XDDP(一)–实时端socket创建流程

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1.概述

上篇文章xenomai内核解析–实时IPC概述中介绍了RTIPC，从这篇文章开始开始深入xenomai内核，解析RTIPC的具体实现。

XDDP、IDDP和BUFP由于应用场景不一样，所以底层不一样，但也区别不大。XDDP用于xenomai任务与普通Linux任务通讯，提供两种方式，一种是每次读写作为一个数据报来操作，对应实时任务间的通讯方式IDDP；另一种为可以将多次读写的数据缓冲最后组成一个大的数据报发送，对应实时任务间的BUFP方式。所以解析了XDDP原理，那么IDDP和BUFP自然也就懂了,后面文章我也会简单说一下IDDP、XDDP。

需要先说明一下 XDDP几乎涉及了xenomai的所有关键组件，通过解析xenomai内核XDDP的实现源码，你会明白：

• xenomai内核：XDDP的详细实现。
• 实时设备驱动模型：RTDM是如何管理协议类设备的，应用是如何找到并使用具体的协议设备的（其实和Linux类似），如何为xenomai添加一个自定义协议设备等。

##　２.XDDP的使用注意事项

上篇文章已经介绍了具体的使用方法,linux端通过

read()、write()

读写

/dev/rtp<minor>

或

/proc/xenomai/registry/rtipc/xddp/label

来通讯，Xenomai端通过套接字

recvfrom()或read()

来接收数据，

sendto()或write()

来发送数据。其中需要注意的是:

• XDDP 只能由xenomai应用(使用Libcobalt库编译)创建.
• 由于端口号与Linux端次设备号绑定,所以必须两边都关闭释放了才能再次使用同一个端口（可见文末总框图）。

下面我们就沿着这个流程到内核里面一探究竟，看看在内核里面，都创建了哪些数据结构，做了哪些事情。

3.解析socket函数

从调用socket()函数开始。对于xenomai实时程序，该函数不是直接就执行系统调用，而是由xenomai实时库libcobalt中实现，实时应用编译时会链接到该库。

/*xenomai-3.x.x\\lib\\cobalt\\rtdm.c*/COBALT_IMPL(int, socket, (int protocol_family, int socket_type, int protocol)){int s;s = XENOMAI_SYSCALL3(sc_cobalt_socket, protocol_family,socket_type, protocol);if (s < 0) {s = __STD(socket(protocol_family, socket_type, protocol));}return s;}

从该函数可以看到，首先执行xenomai内核调用，如果xenomai系统调用返回负值，一种情况时产生了错误，另一种情况说明这些参数不是要实时内核提供服务的，接着才去调用标准库执行linux的系统调用。这就实现了同一接口也可以让linux提供服务。

创建socket的时候有三个参数，一个是

protocol_family

表示地址族，在linux中，如下两种是比较熟悉的。

#define AF_UNIX 1/* Unix domain sockets */#define AF_INET 2/* Internet IP Protocol */

对于xenomai，

protocol_family

只有一种,如果自己为xenomai内核添加自定义的协议设备就可以通过该参数识别：

/* Address family */#define AF_RTIPC		111/* Protocol family */#define PF_RTIPC		AF_RTIPC

第二个参数是

socket_type

，也即 Socket 的类型。类型是比较少的。

第三个参数是

protocol

，是协议。协议数目是比较多的，也就是说，多个协议会属于同一种类 型。

常用的 Socket 类型有三种，分别是

SOCK_STREAM

、

SOCK_DGRAM

和

SOCK_RAW

。

enum sock_type {SOCK_STREAM	= 1,SOCK_DGRAM	= 2,SOCK_RAW	= 3,......};

SOCK_STREAM

是面向数据流的，协议 IPPROTO_TCP属于这种类型。

SOCK_DGRAM

是面 向数据报的，协议IPPROTO_UDP 属于这种类型。如果在内核里面看的话，IPPROTO_ICMP 也属于这种类型。

SOCK_RAW

是原始的 IP 包，IPPROTO_IP 属于这种类型。

对于

socket_type

，在xenomai 中,通讯是在系统内部,统一为数据报即

SOCK_DGRAM

，其余无效。xenomai提供的

protocol

如下几种：

enum {/** Default protocol (IDDP) */IPCPROTO_IPC  = 0,IPCPROTO_XDDP = 1,IPCPROTO_BUFP = 3,IPCPROTO_MAX};

其实xenomai提供的rtipc只作为实时进程间通讯，内部与linux socket一点关系都没有，从上就可以看出，仅是函数接口相同而已。

这一节，我们重点看

IPCPROTO_XDDP

协议。实时系统调用

sc_cobalt_socket

对应内核代码如下。它会调用

__rtdm_dev_socket()

/*kernel\\xenomai\\posix\\io.c*/COBALT_SYSCALL(socket, lostage,(int protocol_family, int socket_type, int protocol)){return __rtdm_dev_socket(protocol_family, socket_type, protocol);}/*kernel\\xenomai\\rtdm\\core.c*/int __rtdm_dev_socket(int protocol_family, int socket_type,int protocol){struct rtdm_dev_context *context;struct rtdm_device *dev;int ufd, ret;secondary_mode_only();dev = __rtdm_get_protodev(protocol_family, socket_type);......ufd = __rtdm_anon_getfd("[rtdm-socket]", O_RDWR);......ret = create_instance(ufd, dev, &context);......if (dev->ops.socket) {ret = dev->ops.socket(&context->fd, protocol);......}......ret = rtdm_fd_register(&context->fd, ufd);......return ufd;}

secondary_mode_only()

表示目前上下文必须是linux域，应为涉及到linux一些资源分配，如文件描述符。你可能会疑惑，我们创建调用socket函数的应用已经在实时线程里了，而且我们使用实时库libcobalt发起的系统调用，进内核后应该是haed域，而这里为什么还secondary_mode_only？解答这个问题请移步本博客其他文章xenomai内核解析–双核系统调用(一)小节的权限控制。

先是根据

protocol_family

和

socket_type

转换为

xnkey_t

来查找对应的rtdm_device.

struct rtdm_device *__rtdm_get_protodev(int protocol_family, int socket_type){struct rtdm_device *dev = NULL;struct xnid *xnid;xnkey_t id;secondary_mode_only();id = get_proto_id(protocol_family, socket_type);mutex_lock(&register_lock);xnid = xnid_fetch(&protocol_devices, id);if (xnid) {dev = container_of(xnid, struct rtdm_device, proto.id);__rtdm_get_device(dev);}mutex_unlock(&register_lock);return dev;}

3.1 RTDM Protocol Devices

id类型为longlong，高32位为

protocol_family

,低32位为

socket_type

,将它作为key在红黑树

protocol_devices

上找到对应的设备。

static struct rb_root protocol_devices;

protocol_devices

是一个全局变量，其类型是struct rb_root，我们知道xenomai 实时驱动模型（RTDM）将所有实时设备分为两种

Protocol Devices（协议类设备）

和

CharacterDevices(字符类设备)

，

protocol_devices

作为所有Protocol Devices的根节点，所有Protocol Devices驱动注册时调用

rtdm_dev_register()

后都会挂到

protocol_devices

上。

xenomai中实时进程间通讯RTDM设备rtipc及其rtipc_driver，在

drivers\\xenomai\\ipc\\rtipc.c

中如下：

static struct rtdm_driver rtipc_driver = {.profile_info		=	RTDM_PROFILE_INFO(rtipc,RTDM_CLASS_RTIPC,RTDM_SUBCLASS_GENERIC,1),.device_flags		=	RTDM_PROTOCOL_DEVICE,.device_count		=	1,.context_size		=	sizeof(struct rtipc_private),.protocol_family	=	PF_RTIPC,	/*地址族*/.socket_type		=	SOCK_DGRAM,  /*socket类型*/.ops = {.socket		=	rtipc_socket,.close		=	rtipc_close,.recvmsg_rt	=	rtipc_recvmsg,.recvmsg_nrt	=	NULL,.sendmsg_rt	=	rtipc_sendmsg,.sendmsg_nrt	=	NULL,.ioctl_rt	=	rtipc_ioctl,.ioctl_nrt	=	rtipc_ioctl,.read_rt	=	rtipc_read,.read_nrt	=	NULL,.write_rt	=	rtipc_write,.write_nrt	=	NULL,.select		=	rtipc_select,},};static struct rtdm_device device = {.driver = &rtipc_driver,.label = "rtipc",};

从

rtipc_driver

中的

rtdm_fd_ops

我们就可以看出一二，创建一个rtipc socket后，对该socket的数据收发、读写等操作都会调用到

rtdm_fd_ops

内的

rtipc_sendmsg()、rtipc_recvmsg（）

等函数。

同样，如果需要自定义一个xenomai Protocol Devices，实现这些函数，为该设备设置好

protocol_family

和

socket_type

后，我们的实时应用就可以通过调用socket()，然后xenomai RTDM通过

(protocol_family<<32) | socket_type

作为xnkey_t到该设备及对应的driver，来让该设备为我们服务。

回到

__rtdm_dev_socket()

,接下来调用

__rtdm_anon_getfd

完成在用户空间定义一个

[rtdm-socket]

的文件，将

[rtdm-socket]

与

rtdm_dumb_fops

结合起来。

int __rtdm_dev_socket(int protocol_family, int socket_type,int protocol){......ufd = __rtdm_anon_getfd("[rtdm-socket]", O_RDWR);............ret = create_instance(ufd, dev, &context);......}

为什么要这样做呢？用户空间需要一个文件描述符来与内核rtdm_fd对应起来，ufd作为用户套接字socket，后面的代码会看到ufd成为红黑树上查找rtdm_fd的keyt_t，当使用socket接口对ufd操作时，到了内核里就会用ufd找到对应的rtdm_fd。但是直接对ufd使用read/write等操作是不允许的，所以还需要为ufd设置file_operation

rtdm_dumb_fops

,

rtdm_dumb_fops

里的函数均打印一条警告信息，直接对ufd使用read/write等操作时就内核就会输出WARNING信息。

static inline void warn_user(struct file *file, const char *call){struct dentry *dentry = file->f_path.dentry;printk(XENO_WARNING"%s[%d] called regular %s() on /dev/rtdm/%s\\n",current->comm, task_pid_nr(current), call + 5, dentry->d_name.name);}static ssize_t dumb_read(struct file *file, char  __user *buf,size_t count, loff_t __user *ppos){warn_user(file, __func__);return -EINVAL;}.....const struct file_operations rtdm_dumb_fops = {.read		= dumb_read,.write		= dumb_write,.poll		= dumb_poll,.unlocked_ioctl	= dumb_ioctl,};

接着调用

create_instance()

创建

rtdm_dev_context

并初始化对应的结构体,在RTDM中，struct rtdm_driver与struct rtdm_device描述了一个设备的共有抽象信息，但具体的设备有其操作的具体数据，称为实时设备的上下文

rtdm_dev_context

，结构如下：

struct rtdm_dev_context {struct rtdm_fd fd;/** Set of active device operation handlers *//** Reference to owning device */struct rtdm_device *device;/** Begin of driver defined context data structure */char dev_private[0];};

其中成员

fd

类型为

struct rtdm_fd

,其中记录着该设备的OPS，所属线程等信息。

成员变量dev_private为私有数据的起始地址，至于设备的私有数据有多大，在rtdm_device用

context_size

表，对于rtipc，其大小为

sizeof(struct rtipc_private)

,所以为rtipc创建rtdm_dev_context时分配的内存大小为

sizeof(struct rtdm_dev_context) + rtipc_driver->context_size

。

struct rtdm_fd

如下

struct rtdm_fd {unsigned int magic;  	/*RTDM_FD_MAGIC*/struct rtdm_fd_ops *ops;	/*RTDM设备可用的操作,*/struct cobalt_ppd *owner;	/*所属Process*/unsigned int refs;			/*打开计数*/int minor;int oflags;#ifdef CONFIG_XENO_ARCH_SYS3264int compat;#endifstruct list_head cleanup;};

• magic fd的类型 RTDM_FD_MAGIC
• *ops 描述RTDM设备可用的操作。 这些处理程序由RTDM设备驱动程序（rtdm_driver）实现。
• *owner该rtdm_fd所属的应用程序。
• refs 记录该fd的引用次数，当为0时会触发执行

  ops->close()

• minor
• oflags
• cleanup

create_instance()

执行完后各结构暂时如下:

接着执行

ops.socket()

也就是

rtipc_socket()

,传入参数为

rtdm_fd

和

protocol(IPCPROTO_XDDP)

.

if (dev->ops.socket) {ret = dev->ops.socket(&context->fd, protocol);......}

static int rtipc_socket(struct rtdm_fd *fd, int protocol){struct rtipc_protocol *proto;struct rtipc_private *priv;int ret;if (protocol < 0 || protocol >= IPCPROTO_MAX)return -EPROTONOSUPPORT;if (protocol == IPCPROTO_IPC)/* Default protocol is IDDP */protocol = IPCPROTO_IDDP;proto = protocols[protocol - 1];if (proto == NULL)	/* Not compiled in? */return -ENOPROTOOPT;priv = rtdm_fd_to_private(fd);priv->proto = proto;priv->state = kmalloc(proto->proto_statesz, GFP_KERNEL);......xnselect_init(&priv->send_block);xnselect_init(&priv->recv_block);ret = proto->proto_ops.socket(fd);......return ret;}

先看协议是不是xenomai支持的，如果协议类型为

IPCPROTO_IPC

,那就是默认协议

IPCPROTO_IDDP

,接着从数组中取出协议对应的

rtipc_protocol* proto

,之前说过rtipc提供三种进程间通讯:IDDP、XDDP、BUFP,用结构体

struct rtipc_protocol

来描述它们，保存在数组

rtipc_protocol

中：

static struct rtipc_protocol *protocols[IPCPROTO_MAX] = {#ifdef CONFIG_XENO_DRIVERS_RTIPC_XDDP[IPCPROTO_XDDP - 1] = &xddp_proto_driver,#endif#ifdef CONFIG_XENO_DRIVERS_RTIPC_IDDP[IPCPROTO_IDDP - 1] = &iddp_proto_driver,#endif#ifdef CONFIG_XENO_DRIVERS_RTIPC_BUFP[IPCPROTO_BUFP - 1] = &bufp_proto_driver,#endif};

接着根据rtdm_fd得到

rtdm_dev_context

内的

dev_private[0]

,这里先看一下

struct rtipc_private

各成员变量的意思：

struct rtipc_private {struct rtipc_protocol *proto;DECLARE_XNSELECT(send_block);//struct xnselect send_blockDECLARE_XNSELECT(recv_block);//struct xnselect recv_blockvoid *state;};

• proto指向具体的rtipc_protocol
• send_block、send_block是链表，发送或接收阻塞时会插入该链表
• state 与

  dev_private[0]

  类似，指向不同协议所需的而外空间。对于XDDP说指向

  sizeof(struct xddp_socket)

  大小内存。

得到dev_private[0]后，强制类型转换为

structr tipc_private *priv

后开始初始化结构体

tipc_private

内各成员.最后调用具体协议的下的

socket()

，传入参数fd,对应XDDP协议

xddp_socket()

；到此知道，实时应用对socket描述符的操作最后都是由实时设备驱动中具体函数来完成，后续的配置数据收发等都是按该路径进行执行。

回到xddp socket():

static int xddp_socket(struct rtdm_fd *fd){struct rtipc_private *priv = rtdm_fd_to_private(fd);struct xddp_socket *sk = priv->state;sk->magic = XDDP_SOCKET_MAGIC;sk->name = nullsa;	/* Unbound */sk->peer = nullsa;sk->minor = -1;sk->handle = 0;*sk->label = 0;sk->poolsz = 0;sk->buffer = NULL;sk->buffer_port = -1;sk->bufpool = NULL;sk->fillsz = 0;sk->status = 0;sk->timeout = RTDM_TIMEOUT_INFINITE;sk->curbufsz = 0;sk->reqbufsz = 0;sk->monitor = NULL;rtdm_lock_init(&sk->lock);sk->priv = priv;return 0;}

在

xddp_socket()

主要初始化

struct xddp_socket

，也很重要，后面会详细解析它。

xddp_socket()

执行完毕后回到

__rtdm_dev_socket()

,接下来调用

rtdm_fd_register()

将rdtm_fd并注册到

cobalt_ppd

中。

int __rtdm_dev_socket(int protocol_family, int socket_type,int protocol){......ret = rtdm_fd_register(&context->fd, ufd);.....return ufd;}

int rtdm_fd_register(struct rtdm_fd *fd, int ufd){struct rtdm_fd_index *idx;struct cobalt_ppd *ppd;spl_t s;int ret = 0;ppd = cobalt_ppd_get(0);idx = kmalloc(sizeof(*idx), GFP_KERNEL);......idx->fd = fd;......ret = xnid_enter(&ppd->fds, &idx->id, ufd);.....return ret;}

3.2 rtdm_fd_index

首先获取当前进程的

struct cobalt_ppd

,然后分配一个

struct rtdm_fd_index

,看名字知道rtdm_fd的index结构，怎么索引呢？通过传入的ufd，传入的ufd作为key，构造一个

rtdm_fd_index

，然后插入

ppd->fds

,

ppd->fds

时一颗红黑树，每个实时任务创建或打开的实时设备fd都是由fds来记录着。

将ufd与rtdm_fd联系起来以后，socket函数执行完毕，返回

ufd

，用户空间通过ufd发起内核调用时，就可通过ufd找到内核里相关的所有的结构。

完成各数据结构分配关系链接后，下一步就可以对该socket进行配置了。解析

setsockopt()

函数之前，上面图中

struct xddp_socket

、

struct cobalt_ppd

两个结构体还有没有介绍,如下:

3.3 cobalt_ppd介绍

struct cobalt_ppd

（即Cobalt内核调度的实时进程的私有数据 ,Cobalt_process Private data）,结构如下：

struct cobalt_ppd {struct cobalt_umm umm;unsigned long mayday_tramp;atomic_t refcnt;char *exe_path;struct rb_root fds;};

• umm

  该进程内管理的一片内存池，当实时任务内核上下文需要分配内存时，就会从该区域中获取。

  在xenomai中为避免向linux分配内存影响实时性，xenomai采取的方式是，先向linux分配所需的一片内存，然后再由自己管理该内存的分配释放，管理该内存池的分配释放算法是实时可预测的，从而达到不影响实时性的目的。当实时任务内核上下文需要分配内存时，就会从该区域中获取。关于实时内存堆的管理,可查看本博客其他文章.

struct cobalt_umm {struct xnheap heap;/*内存池*atomic_t refcount; /*refcount是该片内存的使用计数*/void (*release)(struct cobalt_umm *umm);/*release释放函数*/};

• refcnt

  cobalt_ppd引用计数,释放的时候使用.

• fds

  是一棵红黑树,保存着该进程打开的实时驱动设备的文件描述符rtdm_fd,可以类比Linux中进程打开的文件描述符集，rtdm_fd结构上面说到过.

xenomai内核中另外两个个heap需要区分一下：

cobalt_kernel_ppd：

Cobalt_process.cobalt_ppd.cobalt_umm

内的heap是每个Cobalt进程私有的，除此之外xenomai内核中还有一个全局的

struct cobalt_ppd

—cobalt_kernel_ppd，供cobalt内核/内核线程工作过程中的内存分配。

cobalt_heap:xenomai的系统内存池,XDDP数据缓冲区默认从该区域分配。

cobalt_heap，其大小可编译时配置或通过传递内核参数设置，在xenomai内核初始化时从linux分配内存，然后由xenomai初始化管理。

static int __init xenomai_init(void){.......ret = sys_init();......}

3.4 xddp_socket

接着看

struct xddp_socket

,是XDDP socket核心，管理着XDDP大部分资源，xddp_socket结构体成员及作用如下：

struct xddp_socket {int magic;struct sockaddr_ipc name;struct sockaddr_ipc peer;int minor;size_t poolsz;xnhandle_t handle;char label[XNOBJECT_NAME_LEN];struct rtdm_fd *fd;			/* i.e. RTDM socket fd */struct xddp_message *buffer;int buffer_port;struct xnheap *bufpool;struct xnheap privpool;/*非系统内存池*/size_t fillsz;size_t curbufsz;	/* Current streaming buffer size */u_long status;rtdm_lock_t lock;nanosecs_rel_t timeout;	/* connect()/recvmsg() timeout */size_t reqbufsz;	/* Requested streaming buffer size */int (*monitor)(struct rtdm_fd *fd, int event, long arg);struct rtipc_private *priv;};

• magic

  用来区分该socket类型XDDP_SOCKET_MAGIC

• name

  绑定的rtipc套接字地址，

  peer

  表示目标端口。

• minor

  RTIPC端口号。

• privpool

  XDDP本地内存池,仅供xddp通讯使用，其大小为

  poolsz

  ，用户空间对该socket调用

  bind()

  前可通过

  setsocket()

  重复更其改大小，bind后无法更改。XDDP收发数据时的数据缓冲区可设置为从该区域分配，默认从xenomai的系统内存池cobalt_heap分配

• bufpool

  数据缓冲区内存池指针，表示从哪个内存池分配数据缓冲区内存，如果设置了 XDDP本地内存池

  privpool

  ，则指向

  privpool

  ，否则指向xenomai系统内存池cobalt_heap。

• timeout

  实时任务

  connect()/recvmsg()

  超时时间

• reqbufsz

  数据流缓冲区大小。

• fillsz

  ：缓冲区内的未读数据长度；

• status

  记录XDDP socket 是否bind等状态信息

• label

  设置该socket的label，设置label后linux端可通过label来与该socket通讯。

这些设置与具体应用息息相关，了解低层原理后，结合具体应用场景来配置xdpp，能更好地发挥XDDP的性能。

4.setsocketopt函数配置XDDP

空间调用

setsocketopt()

主要就是对这个结构体中的变量进行设置和修改,需要注意的是,在bind操作前设置才有效,等bind的时候,会按该结构内的资源设置情况进行分配,要多大内存的缓冲区 ,使用的端口是什么,通信过程中从哪里分配内存,这些都是在bind时确定的,而且确定后就不能更改了。

应用空间调用setsocketopt()来设置XDDP socktet,例如设置流缓冲区（XDDP_BUFSZ）大小1024字节。

streamsz = 1024ret = setsockopt(s, SOL_XDDP, XDDP_BUFSZ,&streamsz, sizeof(streamsz));

与socket()函数一样，是libcobalt库中的函数：

/*lib\\cobalt\\rtdm.c*/COBALT_IMPL(int, setsockopt, (int fd, int level, int optname, const void *optval,socklen_t optlen)){struct _rtdm_setsockopt_args args = {SOL_XDDP, XDDP_BUFSZ, (void *)&streamsz, 4};int ret;ret = do_ioctl(fd, _RTIOC_SETSOCKOPT, &args);if (ret != -EBADF && ret != -ENOSYS)return set_errno(ret);return __STD(s

与socket调用类似，先进行实时系统调用，如果参数非法,返回错误，才会转而尝试从glibc进行linux系统调用。在do_ioctl里直接进行实时系统调用

sc_cobalt_ioctl

：

static int do_ioctl(int fd, unsigned int request, void *arg){pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, &oldtype);ret = XENOMAI_SYSCALL3(sc_cobalt_ioctl,	fd, request, arg);pthread_setcanceltype(oldtype, NULL);return ret;}

实时系统调用

sc_cobalt_ioctl

位于内核代码

kernel\\xenomai\\posix\\io.c

：

COBALT_SYSCALL(ioctl, handover,(int fd, unsigned int request, void __user *arg)){return rtdm_fd_ioctl(fd, request, arg);}

int rtdm_fd_ioctl(int ufd, unsigned int request, ...){struct rtdm_fd *fd;fd = get_fd_fixup_mode(ufd);....va_start(args, request);arg = va_arg(args, void __user *);va_end(args);set_compat_bit(fd);/*兼容32位应用处理*/....err = fd->ops->ioctl_rt(fd, request, arg);...rtdm_fd_put(fd);....return err;}

第一个参数ufd是创建socket时返回的ufd，上一节已经与rtdm_fd联系起来，所以直接通过

get_fd_fixup_mode()

就能得到

struct rtdm_fd

，进而获取所有相关信息。

接着调用fd->ops->ioctl_rt，对于XDDP是

xddp_ioctl()

。xddp_ioctl里首先判断接着调用

__xddp_ioctl

static int xddp_ioctl(struct rtdm_fd *fd,unsigned int request, void *arg){int ret;......ret = __xddp_ioctl(fd, request, arg);}return ret;}

static int __xddp_ioctl(struct rtdm_fd *fd,unsigned int request, void *arg){struct rtipc_private *priv = rtdm_fd_to_private(fd);struct sockaddr_ipc saddr, *saddrp = &saddr;struct xddp_socket *sk = priv->state;int ret = 0;switch (request) {COMPAT_CASE(_RTIOC_CONNECT): /*connect操作*/ret = rtipc_get_sockaddr(fd, &saddrp, arg);ret = __xddp_connect_socket(sk, saddrp);break;COMPAT_CASE(_RTIOC_BIND):/*bind操作*/ret = rtipc_get_sockaddr(fd, &saddrp, arg);.......ret = __xddp_bind_socket(priv, saddrp);break;COMPAT_CASE(_RTIOC_GETSOCKNAME):/*获取socket name*/ret = rtipc_put_sockaddr(fd, arg, &sk->name);break;COMPAT_CASE(_RTIOC_GETPEERNAME):/*获取socket name*/ret = rtipc_put_sockaddr(fd, arg, &sk->peer);break;COMPAT_CASE(_RTIOC_SETSOCKOPT):/*配置socket*/ret = __xddp_setsockopt(sk, fd, arg);break;COMPAT_CASE(_RTIOC_GETSOCKOPT):/*获取socket配置*/ret = __xddp_getsockopt(sk, fd, arg);break;case _RTIOC_LISTEN: /*不支持*/ret = -EOPNOTSUPP;break;case _RTIOC_SHUTDOWN:ret = -ENOTCONN;break;......}return ret;}

__xddp_ioctl

主要根据request来进行操作，接着执行

__xddp_setsockopt

进行具体配置：

static int __xddp_setsockopt(struct xddp_socket *sk,struct rtdm_fd *fd,void *arg){int (*monitor)(struct rtdm_fd *fd, int event, long arg);struct _rtdm_setsockopt_args sopt;struct rtipc_port_label plabel;struct timeval tv;rtdm_lockctx_t s;size_t len;int ret;ret = rtipc_get_sockoptin(fd, &sopt, arg);......if (sopt.level == SOL_SOCKET) {switch (sopt.optname) {case SO_RCVTIMEO:ret = rtipc_get_timeval(fd, &tv, sopt.optval, sopt.optlen);........sk->timeout = rtipc_timeval_to_ns(&tv);break;......}return ret;}switch (sopt.optname) {case XDDP_BUFSZ:/*配置buf size*/........break;case XDDP_POOLSZ:   /*设置POOLSZ大小 */........break;case XDDP_MONITOR: /*设置 monitor 函数(仅内核应用支持)*/......break;case XDDP_LABEL:/*设置 label*/......break;default:ret = -EINVAL;}return ret;}

4.1 设置timeout

根据传入的第2、3个参数来决定配置什么，先判断是否是设置

connect()/recvmsg()

超时时间，并设置。

4.2 设置流缓冲区大小：

上面说到XDDP提供了流缓冲功能，可以将多次发送的数据累积后作为整个数据包发送。XDDP_BUFSZ就是用来设置该缓冲区的最大大小的。

case XDDP_BUFSZ:ret = rtipc_get_length(fd, &len, sopt.optval, sopt.optlen);if (ret)return ret;if (len > 0) {len += sizeof(struct xddp_message);if (sk->bufpool &&len > xnheap_get_size(sk->bufpool)) {/*大于可分配内存,返回错误*/return -EINVAL;}}rtdm_lock_get_irqsave(&sk->lock, s);sk->reqbufsz = len;if (len != sk->curbufsz &&!test_bit(_XDDP_SYNCWAIT, &sk->status) &&test_bit(_XDDP_BOUND, &sk->status))ret = __xddp_resize_streambuf(sk); //多次分配，释放原来的然后从xnheap 重新分配rtdm_lock_put_irqrestore(&sk->lock, s);break;

首先从用户空间得到要设置的缓冲区大小保存到变量len，整个缓冲区为

struct xddp_message

，由于数据累积期间需要一个message head来管理记录缓冲区内数据的size、offset等信息，这个结构为

struct xnpipe_mh

位于

struct xddp_message

头部，接着才是缓冲区的数据区，结构如下。

struct xnpipe_mh {size_t size;size_t rdoff;struct list_head link;};struct xddp_message {struct xnpipe_mh mh;char data[];};

由于默认从cobalt_heap中分配缓冲区内存，应用需要的缓冲区大小可能大于cobalt_heap的大小，所以建议先设置XDDP本地内存池，然后再配置缓冲区大小。

4.3 设置 XDDP使用的内存池

上面介绍过成员变量，sk->bufpool 数据缓冲区内存池指针，表示从哪个内存池分配数据缓冲区内存，如果设置了 XDDP本地内存池privpool，则指向privpool ，否则指向xenomai系统内存池cobalt_heap。下面看设置 XDDP本地内存池privpool：

case XDDP_POOLSZ:ret = rtipc_get_length(fd, &len, sopt.optval, sopt.optlen);......cobalt_atomic_enter(s);if (test_bit(_XDDP_BOUND, &sk->status) ||test_bit(_XDDP_BINDING, &sk->status))ret = -EALREADY;elsesk->poolsz = len;cobalt_atomic_leave(s);break;

同样处理传入的参数，将要设置的内存池大小保存到len，判断该socket是否已经bind，因为privpool管理的内存是在bind操作时才真正分配的，现在只是先记录需要分配的大小。如果已经bind是不能再修改带大小的。

4.4 设置XDDP label

除了使用固定端口外，还可通过设置xddp的socket label，linux可通过label来和该 XDDP socket通讯，设置label后bind时其RTIPC端口是系统自动分配的：

case XDDP_LABEL:if (sopt.optlen < sizeof(plabel))return -EINVAL;if (rtipc_get_arg(fd, &plabel, sopt.optval, sizeof(plabel)))return -EFAULT;cobalt_atomic_enter(s);if (test_bit(_XDDP_BOUND, &sk->status) ||test_bit(_XDDP_BINDING, &sk->status))ret = -EALREADY;else {strcpy(sk->label, plabel.label);sk->label[XNOBJECT_NAME_LEN-1] = 0;}cobalt_atomic_leave(s);break;

先进行参数检查，然后将label拷贝到

sk->label[]

中。

到此针对 xddp 的setsocketopt操作解析完毕，大部分操作为配置

xddp_socket

这个结构体；