网络编程常用接口的内核实现----sys_bind()
bind()系统调用是给套接字分配一个本地协议地址，对于网际协议，协议地址是32位IPv4地址或128位IPv6地址与16位的TCP或UDP端口号的组合。如果没有通过bind()来指定本地的协议地址，在和远端通信时，内核会随机给套接字分配一个IP地址和端口号。bind()系统调用通常是在网络程序的服务器端调用，而且是必须的。如果TCP服务器不这么做，让内核来选择临时端口号而不是捆绑众所周知的端口，客户端如何发起与服务器的连接？
一、sys_bind()
bind()系统调用对应的内核实现是sys_bind()，其源码及分析如下：
sys_bind()首先调用sockfd_lookup_light()查找套接字对应的socket实例，如果没有找到，则返回EBADF错误。在进行绑定操作之前，要先将用户传入的本地协议地址从用户空间拷贝到内核缓冲区中，在拷贝过程中会检查用户传入的地址是否正确。如果指定的长度参数小于0或者大于sockaddr_storage的大小，则返回EINVAL错误；如果在调用copy_from_user()执行拷贝操作过程中出现错误，则返回EFAULT错误。在上述的准备工作都完成后，调用inet_bind()函数（即sock->ops->bind指向的函数，参见注释）来完成绑定操作。
二、inet_bind()
inet_bind()比较简单，不做过多的分析，注释的已经很清楚了。代码及注释如下所示：
int inet_bind(struct socket *sock, struct sockaddr *uaddr, int addr_len){struct sockaddr_in *addr = (struct sockaddr_in *)uaddr;struct sock *sk = sock->sk;struct inet_sock *inet = inet_sk(sk);unsigned short snum;int chk_addr_ret;int err;/* If the socket has its own bind function then use it. (RAW) *//* * 如果是TCP套接字，sk->sk_prot指向的是tcp_prot，在 * inet_create()中调用的sk_alloc()函数中初始化。由于 * tcp_prot中没有设置bind接口，因此判断条件不成立。 */if (sk->sk_prot->bind) {err = sk->sk_prot->bind(sk, uaddr, addr_len);goto out;}err = -EINVAL;if (addr_len < sizeof(struct sockaddr_in))goto out;/* * 判断传入的地址类型。 */chk_addr_ret = inet_addr_type(sock_net(sk), addr->sin_addr.s_addr);/* Not specified by any standard per-se, however it breaks too * many applications when removed. It is unfortunate since * allowing applications to make a non-local bind solves * several problems with systems using dynamic addressing. * (ie. your servers still start up even if your ISDN link * is temporarily down) */err = -EADDRNOTAVAIL;/* * 如果系统不支持绑定本地地址，或者 * 传入的地址类型有误，则返回EADDRNOTAVAIL * 错误。 */if (!sysctl_ip_nonlocal_bind && !(inet->freebind || inet->transparent) && addr->sin_addr.s_addr != htonl(INADDR_ANY) && chk_addr_ret != RTN_LOCAL && chk_addr_ret != RTN_MULTICAST && chk_addr_ret != RTN_BROADCAST)goto out;snum = ntohs(addr->sin_port);err = -EACCES;/* * 如果绑定的端口号小于1024(保留端口号)，但是 * 当前用户没有CAP_NET_BIND_SERVICE权限，则返回EACCESS错误。 */if (snum && snum < PROT_SOCK && !capable(CAP_NET_BIND_SERVICE))goto out;/* We keep a pair of addresses. rcv_saddr is the one * used by hash lookups, and saddr is used for transmit. * * In the BSD API these are the same except where it * would be illegal to use them (multicast/broadcast) in * which case the sending device address is used. */lock_sock(sk);/* Check these errors (active socket, double bind). */err = -EINVAL;/* * 如果套接字状态不是TCP_CLOSE(套接字的初始状态，参见 * sock_init_data()函数)，或者已经绑定过，则返回EINVAL错误。 */if (sk->sk_state != TCP_CLOSE || inet->num)goto out_release_sock;inet->rcv_saddr = inet->saddr = addr->sin_addr.s_addr;if (chk_addr_ret == RTN_MULTICAST || chk_addr_ret == RTN_BROADCAST)inet->saddr = 0; /* Use device *//* Make sure we are allowed to bind here. *//* * 这里实际调用的是inet_csk_get_port()函数。 * 检查要绑定的端口号是否已经使用，如果已经使用， * 则检查是否允许复用。如果检查失败，则返回 * EADDRINUSE错误。 */if (sk->sk_prot->get_port(sk, snum)) {inet->saddr = inet->rcv_saddr = 0;err = -EADDRINUSE;goto out_release_sock;}/* * rcv_saddr存储的是已绑定的本地地址，接收数据时使用。 * 如果已绑定的地址不为0，则设置SOCK_BINDADDR_LOCK标志， * 表示已绑定本地地址。 */if (inet->rcv_saddr)sk->sk_userlocks |= SOCK_BINDADDR_LOCK;/* * 如果绑定的端口号不为0，则设置SOCK_BINDPORT_LOCK标志， * 表示已绑定本地端口号。 */if (snum)sk->sk_userlocks |= SOCK_BINDPORT_LOCK;inet->sport = htons(inet->num);inet->daddr = 0;inet->dport = 0;/* * 重新初始化目的路由缓存项，如果之前已设置，则 * 调用dst_release()释放老的路由缓存项。 */sk_dst_reset(sk);err = 0;out_release_sock:release_sock(sk);out:return err;}
