Socket Introduction (3)

5. Byte Manipulation Functions

데이터를 해석하지 않고 그리고 데이터가 null-terminated C string 이라고 가정하지 않고, multibyte 필드에 대해서 동작하는 함수들은 두가지 그룹이 있다. 이러한 타입의 함수들은 socket address 구조체를 다룰 때 필요하다. 왜냐하면 우리는 IP주소(바이트 0들을 포함할 수 있지만 C character string은 아님)와 같은 필드들을 다뤄야하기 때문이다. <string.h>에 정의된 str로 시작하는 함수들은 null-terminated character string을 다룬다.

 

첫번째 함수 그룹은 4.2BSD와 socket 함수를 지원하는 대부분의 시스템에서 제공되는, 이름이 b로 시작하는 함수들이다. 두번째 함수 그룹은 ANSI C 표준과 ANSI C 라이브러리를 지원하는 시스템에서 제공되는, 이름이 mem으로 시작하는 함수들이다.

 

이 책에선 bzero밖에 안쓰지만, 우리는 첫째로 Berkeley-derived 함수들을 볼 것이다. (bzero를 사용하는 이유는 매개변수가 2개밖에 필요없고, 3개의 매개변수를 필요로 하는 memset보다 기억하기 쉽기 때문이다.) 다른 두 개의 함수 bcopy와 bcmp도 현재 존재하는 어플리케이션에서 볼 수도 있다. 아래 그림 1에 이 세가지 함수들이 나와있다.

[그림 1] Berkeley-derived functions

 

위 그림 1에서 이 책에서 처음으로 ANSI C const 수식어구가 나왔다. 이 세개의 함수에서 const는 포인터 src, ptr1, ptr2가 가리키고 있는 내용을 함수내에서 바꿀 수 없다는 것을 명시하는 것이다. 다른 말로, const 포인터에 의해 가리켜진 메모리는 함수내에서 읽을 수는 있으나, 수정할 수가 없다는 것을 의미한다.

 

bzero는 dest로부터 특정한 수(nbytes)만큼의 바이트를 0으로 만드는 함수이다. 보통 이 함수를 socket address 구조체를 0으로 초기화 하기 위해 사용한다. bcopy는 src로부터 특정한 수(nbytes)의 바이트를 dest로 복사하는 함수이다. bcmp는 2개의 임의의 byte string을 비교하는 함수이다. 두개의 byte string이 동일하면 0을 리턴하고, 아니면 0이 아닌 값을 리턴한다.

 

아래 그림 2의 함수들은 ANSI C 함수들이다.

[그림 2] ANSI C functions

 

memset은 dest로부터 특정한 수(len)의 바이트를 c 값으로 바꾸는 함수이다. memcpy는 bcopy와 비슷하지만, 두 포인터 매개변수 순서가 반대이다. bcopy는 src와 dest가 겹쳐져도 제대로 다루지만, memcpy는 이러한 경우에 대해 정의돼있지 않다. 필드가 겹쳐질 경우 반드시 ANSI C의 memmove 함수를 사용해야한다.

 

memcpy 함수 매개변수 순서를 기억하는 한가지 방법은 아래와 같이 C에서 복사 operator처럼 left-to-right을 생각하는 것이다.

 

dest = src;

 

memset 함수의 마지막 두 개의 매개변수 순서를 기억하는 방법은 ANSI C memXXX 함수들은 길이 필드를 필요로 하며, 길이 필드는 항상 마지막 매개변수라는 것을 기억하는 것이다.

 

memcmp는 두개의 임의의 byte string을 비교하고, 둘이 같으면 0을 리턴한다. 같지 않은 경우, 첫번째 매개변수 ptr1이 ptr2보다 사전순으로 클 경우 0보다 큰 값을 리턴하고, 반대의 경우 0보다 작은 값을 리턴한다. 이 비교는 byte를 unsigned char로 가정해서 이루어진다.

 

6. inet_aton, inet_addr, inet_ntoa Functions

이번 섹션과 다음 섹션에서 address conversion 함수들의 두가지 그룹을 설명할 것이다. 이 함수들은 Internet 주소와 ASCII 문자열, 그리고 network 바이트 순서의 binary value 사이에서 변환한다. (이 값들은 socket address 구조체 내에 저장되어있다.)

 

1) inet_aton, inet_ntoa, inet_addr 함수는 dotted_decial 문자열의 IPv4 주소(예를들면, "206.168.112.96")를 32-bit network 바이트 순서의 binary value로 변환한다. 현존하는 코드에서 이 함수들을 자주 보게 될 것이다.

 

2) 후에 나온 inet_pton, inet_ntop 함수는 IPv4와 IPv6주소를 둘 다 다룬다. 우리는 이 함수들을 다음 섹션에서 설명하고 이 책 전체에 걸쳐서 사용할 것이다.

 

[그림 3] The inet functions

위 그림 3에서 첫 번째에 있는 inet_aton 함수는 strptr가 가리키는 C character 문자열을 32-bit network byte 순서의 binary value로 변환하고, addrptr이 가리키고 있는 메모리에 저장한다. 만약 성공하면 1을 리턴하고 아니면 0을 리턴한다.

 

inet_aton 함수의 명시돼있지 않은 특징은 addrptr이 null pointer이어도 이 함수는 input 문자열에 대하여 여전히 유효하다는 것이다. 하지만 아무런 값도 저장하지 않는다.

 

inet_addr은 같은 변환을 수행하지만 반환 값으로 32-bit의 network 바이트 순서의 binary value를 반환한다. 이 함수의 문제는 2^32의 가능한 binary value들이 유효한 IP 주소들(0.0.0.0 ~ 255.255.255.255)이지만, 에러일 때는 INADDR_NONE(전형적으로 비트 1이 32개)을 리턴한다는 것이다. 이것이 의미하는 것은 dotted-decimal 문자열 255.255.255.255(IPv4는 이 주소를 boradcast address로 제한한다. Section 20.2에 나옴)를 이 함수를 통해 다루지 못한다는 것이다. 왜냐하면 이 이진값이 inet_addr 함수의 에러를 나타내기 때문이다.

 

inet_addr의 잠재적인 문제는 몇몇 사람들이 에러일 때 INADDR_NONE 대신 -1을 리턴한다고 표시한다는 것이다. 이렇게 하면 함수의 리턴 값(unsigned value)을 음수상수(-1)과 비교할 때, C 컴파일러에 따라 문제를 생기게 할수도 있다.

 

요즘은 inet_addr은 더이상 쓰지 않으며 inet_aton을 대신 쓴다. 다음 섹션에서 설명할 IPv4와 IPv6를 모두 다루는 새 함수를 사용하는 것이 좋다.

 

inet_ntoa는 32-bit network byte 순서의 binary IPv4 주소를 dotted-decimal 문자열로 변환하는 함수이다. 이 함수가 반환하는 문자열 포인터가 가리키는 것은 static memory에 존재한다. 이것이 의미하는 것은 이 함수가 reentrant하지 않다는 것이다.(Section 11.18에서 다룬다. reentrant 하다는 것은 다시 한 번 실행했을 때 이전의 결과에 영향을 받지 않는다는 것이다. 반대로 reentrant하지 않는다는 것은 이전의 결과에 영향을 받는다는 것으로, 특히 스레드에서 동시에 실행될 때 문제가 된다.) 마지막으로 이 함수가 매개변수로 구조체의 포인터가 아닌 구조체 값 자체를 받는다는 것을 명심하자.

 

함수가 포인터가 아니라 구조체 그 자체를 받는 경우는 희귀하다. 구조체의 포인터를 매개변수로 넘기는 것이 보통이다.