验证、没做的与小结

验证:loopback echo round-trip

「教程即验证」——这一章写的过程就是把 AF_UNIX 真在 Book 工作树上端到端跑通。验证分四层:

第一层:socket() 真能造出 SocketOps fd。 test_unix_socket_returns_fd(test_socket.cpp:276-292)走 sys_socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, 0),断言返回的 fd 是 SocketOps inode、domain() 是 kAfUnix、type() 是 kSockStream,再 sys_close 干净关闭:

cpp

int64_t fd = sys_socket(kAfUnix, kSockStream, 0, kFiller, kFiller, kFiller);
TEST_ASSERT_GE(fd, 0);
cinux::fs::File* f = current_fd_table().get(static_cast<int>(fd));
TEST_ASSERT_EQ(f->inode->ops, &socket_ops());  // 是 socket fd
auto* s = static_cast<Socket*>(f->inode->fs_private);
TEST_ASSERT_EQ(s->domain(), kAfUnix);
TEST_ASSERT_EQ(s->type(), kSockStream);
TEST_ASSERT_EQ(sys_close(...), 0);

第二层:loopback echo round-trip。 test_unix_socket_loopback_echo(test_socket.cpp:294-344)是这一章的 punchline。server bind + listen,client connect,先 send 后 accept(立即建连的卖点),server accept 出 child、recv 出字节、echo 回去,client recv 回程——四个方向全断言:

cpp

static UnixSocket server(kSockStream);
static UnixSocket client(kSockStream);
TEST_ASSERT_TRUE(server.bind_path("/unix_echo").ok());
TEST_ASSERT_TRUE(server.listen(1).ok());
TEST_ASSERT_TRUE(client.connect_path("/unix_echo").ok());

static const uint8_t msg[] = {'u', 'n', 'i', 'x'};
auto sr = client.send(msg, sizeof(msg));          // send BEFORE accept
TEST_ASSERT_TRUE(sr.ok());

auto acc = server.accept(nullptr, nullptr);        // accept 取 child
Socket* child = *acc;
uint8_t rbuf[8] = {};
auto rr = child->recv(rbuf, sizeof(rbuf), nullptr, nullptr);
TEST_ASSERT_EQ(*rr, static_cast<int64_t>(sizeof(msg)));
// payload 逐字节比对
// echo back: child -> client
auto er = child->send(rbuf, static_cast<uint32_t>(sizeof(msg)));
auto cr = client.recv(cbuf, sizeof(cbuf), nullptr, nullptr);
TEST_ASSERT_EQ(*cr, static_cast<int64_t>(sizeof(msg)));

注意 server/client 是 static——块注释 test_socket.cpp:295-296 说明:4 KB RX 环让每个 UnixSocket 占 4 KB+,两个放栈上会爆 16 KB 内核栈,所以用 static(跟 069 TcpSocket echo 测试同款妥协)。echo round-trip 走通,证明 bind_path → listen → connect_path(立即建连 + wire peer + enqueue child)→ send(拷进对端环)→ accept(取 child)→ recv(排空环)→ 回程 send/recv 整条链路端到端对。

第三层:负路径。 两个负向测试守住错误语义:

test_unix_socket_connect_unbound(test_socket.cpp:346-351):connect 一个没 bind 的名字 → NotFound(映射 ENOENT)。验证 registry miss 的错误路径。
test_unix_socket_bind_duplicate(test_socket.cpp:353-360):bind 同名两次 → 第二次 AlreadyExists(映射 EEXIST)。验证 registry 的去重。

第四层:扩展 ABI 已落地。 这一章主要讲 STREAM 的 bind/connect/listen/accept/send/recv 六个原语,但 AF_UNIX 顺手吃下了几样扩展 ABI(后续补的,源码已带入 Book):

getsockname/getpeername:get_local_addr/get_peer_addr(unix_socket.cpp:334-368)。test_unix_getsockname_local_addr(test_socket.cpp:451-467)断言 bound path 回填正确;test_unix_getpeer_addr_connected(test_socket.cpp:469-480)断言 connected 后 peer 名字存在(匿名,family 对、path 空)。
socketpair(2):pair_with(unix_socket.cpp:370-385)wire 两个未连接 socket 互为 peer,绕开 registry/accept 队列——这是 connect_path 的 peer wiring 减掉登记那步。test_socketpair_roundtrip(test_socket.cpp:500-524)走 do_socketpair_kernel 造一对 fd,经 InodeOps::write/read 端到端验字节往返。
shutdown:do_shutdown(socket.hpp:145-147)记录方向 bit,send/recv 入口查 shut_write()/shut_read()(unix_socket.cpp:206/:248)。test_shutdown_directions(test_socket.cpp:482-498)断言 SHUT_WR 后 send 返 BrokenPipe、SHUT_RD 后 recv 返 0(EOF)。
poll(2)/select(2):poll_events/poll_detach_waiter(unix_socket.cpp:391-429)。listening 报 accept 队列就绪、connected 报 RX 环就绪 + POLLHUP(对端 EOF),镜像 TcpSocket。

这四样不展开讲——它们挂在 073 立的 socket 适配器模子上,跟 AF_INET 的 Udp/Tcp 共用同一套 Socket base 接口。本章主线是 bind/connect/echo round-trip,这几样点到「已落地 + 有测试」即可,不喧宾夺主。RUN_TEST 注册在 test_socket.cpp:538-541(AF_UNIX 核心 4 例)+ :548-551(getsockname 等 4 例),加上 setsockopt/getsockopt/accept4 又 4 例,AF_UNIX 总共撑起了 socket syscall 对齐的一大片测试。

这章没做的

诚实的边界清单:

fs-backed bind:AF_UNIX 名字只住内存表,不在 tmpfs/ext2 上建 socket inode。真 Linux 的 bind("/tmp/foo.sock") 会在 fs 上造一个 S_IFSOCK 节点,connect 走 vfs 路径解析——Cinux 这会儿不碰 fs,bind 是往 UnixRegistry 塞记录。
abstract socket:path 首字节 \0 的 Linux abstract namespace(名字不走 fs、住内核特殊表),parse_sockaddr_un(sys_socket.cpp:134)显式拒——return out_path[0] != '\0'。
DGRAM sendto(path):socket(AF_UNIX, SOCK_DGRAM, ...) 收下(type 校验过),但 sendto 带显式 path 的 DGRAM 语义没做(sendto 的 AF_UNIX 分支没写)。STREAM 够用,DGRAM 留后续。
send 侧阻塞流控:环满时 send 返 WouldBlock,不睡 write-waiters(没有这个队列)。真 Linux 阻塞 socket 会睡到对端 drain,Cinux 这儿返 EAGAIN 让调用方自己退避。
connect 阻塞语义:connect_path 立即建连返回,不阻塞到 server accept(真 Linux STREAM connect 是阻塞到 accept 的)。loopback 友好的简化,确定性单线程测试受益。
SMP peer 可见性 happens-before:peer_ 是 write-once、snapshot-under-lock,单核安全;多核场景下 peer_->... 的内存可见性没显式 memory barrier 验证过(Cinux 这会儿单核,问题不显)。
SOCK_NONBLOCK / per-fd 非阻塞 flag:accept4 收 SOCK_CLOEXEC 但 SOCK_NONBLOCK 只收不接(sys_socket.cpp:196-198 注释明说「no per-fd nonblock flag yet」)。

小结

AF_UNIX 是 Cinux socket family 的第三个成员,挂的方式跟 UDP/TCP 一样轻——sys_socket 里一个 if (domain == kAfUnix) 分支直接 new UnixSocket,AF_INET 路径一行没改。三件工程决定撑起这一章:

加法非破坏:bind_path/connect_path 是 Socket base 上新加的虚函数,默认 NotImplemented,既有 Udp/TcpSocket 不动。AF_UNIX 的路径形状跟 AF_INET 的 (Ipv4Addr, port) 形状对不上,加新接口比改既有签名干净——blast radius 为零。
两角色一类:UnixSocket 既是监听 socket 又是已连接 socket,listening_/connected_ 几个 bool 切换,跟 069 TcpSocket 镜像同款。accept 出来的 child 和 client 用同一个类型,send/recv 一份代码两种角色共用。
内存命名空间:UnixRegistry 一张定长表 + Spinlock,bind 塞记录、connect 查记录、close 删记录,不碰真 fs。镜像 071 FifoRegistry,进程级单例。

立即建连(无内核握手)是 AF_UNIX 跟 TCP 最大的语义差别——connect_path 直接 wire 双向 peer + enqueue child,所以 send 可以先于 accept,字节缓冲在 child 的 4 KB RX 环里。阻塞抄 prepare_to_wait 真调度模板(071 修对的那套,避开 sti/hlt 的 #DF 坑),加锁顺序无 AB-BA(registry 锁不嵌套在 socket 锁里、peer write-once 让 send 只持一把锁)。copy_from_user 的 is_user_vaddr 范围检查让 ring0 测试喂不了用户地址,echo 测试走 UnixSocket 直接方法——这是测试侧妥协,不是产品缺陷,生产路径留 musl 覆盖。loopback echo round-trip 端到端跑通,加上负路径和扩展 ABI 的测试,AF_UNIX 在 Book 真能用。

验证、没做的与小结 ​

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这章没做的 ​

小结 ​

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这章没做的

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