А. Григорьев - О чём не пишут в книгах по Delphi

Функция bindпредназначена для сокетов, реализующих разные протоколы из разных стеков, поэтому кодирование адреса в ней сделано достаточно универсальным. Впрочем, следует отметить, что разработчики модуля WinSockдля Delphi выбрали не лучший способ перевода прототипа этой функции на Паскаль, поэтому универсальность в значительной мере утрачена. В оригинале прототип функции bindимеет следующий вид:

int bind(SOCKET s, const struct sockaddr FAR* name, int namelen);

Видно, что второй параметр — это указатель на структуру sockaddr. Однако C/C++ позволяет при вызове функции в качестве параметра передать указатель на любую другую структуру, если будет выполнено явное приведение типов. Для каждого семейства адресов предусмотрена своя структура, и в качестве фактического параметра передастся указатель на эту структурy. Если бы авторы модуля WinSock описали второй параметр как параметр-значение типа указатель, можно было бы поступать точно так же. Однако они описали этот параметр как параметр-переменную. В результате на двоичном уровне ничего не изменилось: и там, и там в стек помещается указатель. Однако компилятор при вызове функции bindне допустит использования никакой другой структуры, кроме TSockAddr, а эта структура не универсальна и удобна, по сути дела, только при использовании стека TCP/IP. В других случаях наилучшим решением будет самостоятельно импортировать функцию bindиз wsock32.dll с нужным прототипом. При этом придется импортировать и некоторые другие функции, работающие с адресами. Впрочем мы здесь ограничиваемся только протоколами TCP и UDP, поэтому больше останавливаться на этом вопросе не будем.

На самом деле существует способ передать в функцию bindс таким прототипом параметр addrлюбого типа, совместимого с этой функцией. Если A— некая переменная типа, отличающегося от TSockAddr, то передать в качестве параметра-переменной ее можно так: PSockAddr(@А)^. Однако подобные низкоуровневые операции программу не украшают.

В стандартной библиотеке сокетов (т.е. в заголовочных файлах для этой библиотеки) полагается, что адрес кодируется структурой sockaddrдлиной 16 байтов, причем первые два байта этой структуры кодируют семейство протоколов, а смысл остальных зависит от этого семейства. В частности, для стека TCP/IP семейство протоколов задается константой PF_INET. (Ранее мы уже встречались с термином "семейство адресов" и константой AF_INET. В ранних версиях библиотеки сокетов семейства протоколов и семейства адресов были разными понятиями, но затем эти понятия слились в одно, и константы AF_XXXи PF_XXXстали взаимозаменяемыми). Остальные 14 байтов структуры sockaddrзанимает массив типа char(напомним, что тип charв C/C++ соответствует одновременно двум типам Delphi: Charи ShortInt). В принципе, в стандартной библиотеке сокетов предполагается, что структура, задающая адрес, всегда имеет длину 16 байтов, но на всякий случай предусмотрен третий параметр функции bind, который хранит длину структуры. В сокетах Windows длина структуры может быть любой (это зависит от протокола), так что этот параметр, в принципе, может пригодиться.

Ранее уже упоминалось, что неструктурированное представление адреса в виде массива из 14 байтов бывает неудобно, и поэтому для каждого семейства протоколов предусмотрена своя структура, учитывающая особенности адреса. В частности, для протоколов стека TCP/IP используется структура sockaddr_in, размер которой также составляет 16 байтов. Из них задействовано только восемь: два для кодирования семейства протоколов, четыре для IP-адреса и два — для порта. Оставшиеся 8 байтов должны содержать нули.

Можно было бы предположить, что типы TSockAddrи TSockAddrIn, описанные в модуле WinSock, соответствуют структурам sockaddrи sockaddr_in, однако это не так. На самом деле эти типы описаны следующим образом (листинг 2.1).

SunB = packed record

s_b1, s_b2, s_b3, s_b4: u_char;

end;

SunW = packed record

s_w1, s_w2: u_short;

end;

in_addr = record

case Integer of

0: (S_un_b: SunB);

1: (S_un_w: SunW);

2: (S_addr: u_long);

end;

TInAddr = in_addr;

sockaddr_in = record

case Integer of

0: (

sin_family: u_short;

sin_port: u_short;

sin_addr: TInAddr;

sin_zero: array[0..7] of Char);

1: (

sa_family: u_short;

sa_data: array[0..13] of Char);

end;

TSockAddrIn = sockaddr_in;

TSockAddr = sockaddr_in;

Таким образом, типы TSockAddrи TSockAddrIn— это синонимы типа sockaddr_in(но не того sockaddr_in, который имеется в стандартной библиотеке сокетов, а типа sockaddr_in, описанного в модуле WinSock). А тип sockaddr_inиз WinSockявляется вариантной записью, и в случае 0 соответствует типу sockaddr_inиз стандартной библиотеки сокетов, а в случае 1 — sockaddrиз этой же библиотеки. Вот такая несколько запутанная ситуация, хотя на практике все выглядит не так страшно.

Из названия типов можно сделать вывод, что тип u_short— это Word, а u_long— Cardinal. На самом деле u_short— это действительно Word, а вот u_long— это LongInt. Сложно сказать почему выбран знаковый тип там, где предполагается беззнаковый. Видимо, это осталось в наследство от старых версий Delphi, которые не поддерживали тип Cardinalв полном объеме. Кстати, тип u_char— это Char, а не Byte.

Перейдем, наконец, к более практически важному вопросу: какими значениями следует заполнять переменную типа TSockAddr, чтобы при передаче ее в функцию bindсокет был привязан к нужному адресу. Так как мы ограничиваемся рассмотрением протоколов TCP и UDP, нас не интересует та часть вариантной записи sockaddr_in, которая соответствует случаю 1, т.е. мы будем рассматривать только те поля этой структуры, которые имеют префикс sin.

Поле sin_zero, очевидно, должно содержать массив нулей. Это то самое поле, которое не несет никакой смысловой нагрузки и служит только для увеличения размера структуры до стандартных 16 байтов. Поле sin_family, должно иметь значение PF_INET. В поле sin_portзаписывается номер порта, к которому привязывается сокет. Номер порта должен быть записан в сетевом формате, т.е. здесь необходимо прибегать к функции htons, чтобы из привычной нам записи номера порта получить число в требуемом формате. Номер порта можно оставить нулевым, тогда система выберет для сокета свободный порт с номером от 1024 до 5000.

IP-адрес для привязки сокета задается полем sin_addr, которое имеет тип TInAddr. Этот тип сам является вариантной записью, которая отражает три способа задания IP-адреса: в виде 32-битного числа, в виде двух 16-битных чисел или в виде четырех 8-битных чисел. На практике чаще всего встречается формат в виде четырех 8-битных чисел, реже — в виде 32-битного числа. Задание адресов в виде двух 16-битных чисел или двух 8-битных и одного 16-битного числа относится к очень редко встречающейся экзотике.