名前¶

getaddrinfo, freeaddrinfo, gai_strerror - ネットワークのアドレスとサービスを変換する

書式¶

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>

int getaddrinfo(const char *node, const char *service,
                const struct addrinfo *hints,
                struct addrinfo **res);

void freeaddrinfo(struct addrinfo *res);

const char *gai_strerror(int errcode);

glibc 向けの機能検査マクロの要件 (feature_test_macros(7) 参照):

getaddrinfo(), freeaddrinfo(), gai_strerror(): _POSIX_C_SOURCE >= 1 || _XOPEN_SOURCE || _POSIX_SOURCE

説明¶

getaddrinfo() は、(インターネットのホストとサービスを識別する) node と service を渡すと、一つ以上の addrinfo 構造体を返す。それぞれの addrinfo 構造体には、 bind(2) や connect(2) を呼び出す際に指定できるインターネットアドレスが格納されている。 getaddrinfo() 関数は、 getservbyname(3) と getservbyport(3) の機能をまとめて一つのインターフェースにしたものであるが、 これらの関数と違い、 getaddrinfo() はリエントラントであり、 getaddrinfo() を使うことでプログラムは IPv4 と IPv6 の違いに関する依存関係を なくすことができる。

getaddrinfo() が用いる addrinfo 構造体は以下のフィールドを含む。

struct addrinfo {


    int              ai_flags;


    int              ai_family;


    int              ai_socktype;


    int              ai_protocol;


    size_t           ai_addrlen;


    struct sockaddr *ai_addr;


    char            *ai_canonname;


    struct addrinfo *ai_next;
};

hints 引き数は addrinfo 構造体を指し示し、この構造体を用いて res が指すリストに入れて返すソケットアドレス構造体を選択するための基準を指定する。 hints が NULL でない場合、 hints は addrinfo 構造体を指し示し、その構造体のフィールド ai_family, ai_socktype, ai_protocol で getaddrinfo() が返すソケットアドレス集合に対する基準を指定する。

ai_family

このフィールドは返されるアドレスの希望のアドレスファミリーを指定する。 このフィールドに指定できる有効な値としては AF_INET と AF_INET6 がある。 また、値 AF_UNSPEC を指定すると、 getaddrinfo() は node と service で使用できるいずれかのアドレスファミリー (例えば IPv4 か IPv6) の ソケットアドレスを返すことを求められる。

ai_socktype

このフィールドは推奨のソケット型 (例えば SOCK_STREAM や SOCK_DGRAM) を指定する。 このフィールドに 0 を指定すると、任意のソケット型のソケットアドレスを getaddrinfo() が返してよいことを意味する。

ai_protocol

このフィールドは返されるソケットアドレスのプロトコルを指定する。 このフィールドに 0 を指定すると、任意のプロトコルののソケットアドレスを getaddrinfo() が返してよいことを意味する。

ai_flags

このフィールドは、追加のオプション (下記) を指定する。 複数のフラグを指定する際には、それらの論理 OR をとって指定する。

hints が指し示す構造体の他のすべてのフィールドには 0 か NULL ポインタを適切に入れなければならない。 hints に NULL を指定するのは、 ai_socktype と ai_protocol に 0 を、 ai_family に AF_UNSPEC を、 ai_flags に (AI_V4MAPPED | AI_ADDRCONFIG) を設定するのと等価である。

node には、数値形式のネットワークアドレス (IPv4 の場合は inet_aton(3) でサポートされているドット区切りの数字による表記、 IPv6 の場合は inet_pton(3) でサポートされている 16 進数の文字列形式) もしくは ネットワークホスト名を指定する。 ネットワークホスト名を指定した場合には、そのネットワークアドレスが検索され、 名前解決が行なわれる。 hints.ai_flags に AI_NUMERICHOST フラグが含まれている場合は、 node は数値形式のネットワークアドレスでなければならない。 AI_NUMERICHOST フラグを使うと、時間の掛かる可能性のあるネットワークホストアドレスの検索は すべて抑制される。

hints.ai_flags に AI_PASSIVE フラグが指定され、かつ node が NULL の場合、 返されるソケットアドレスは コネクションを accept(2) するためのソケットを bind(2) するのに適したものとなる。 返されるソケットアドレスには「ワイルドカード・アドレス」 (IPv4 アドレスの場合は INADDR_ANY、 IPv6 アドレスの場合は IN6ADDR_ANY_INIT) が入る。 ワイルドカード・アドレスは、任意のホストのネットワークアドレスで接続を 受け付けようとするアプリケーション (通常はサーバー) で用いられる。 node が NULL でない場合、 AI_PASSIVE フラグは無視される。

hints.ai_flags に AI_PASSIVE フラグがセットされていない場合、 返されるソケットアドレスは connect(2), sendto(2), sendmsg(2) での使用に適したものとなる。 node が NULL の場合、ネットワークアドレスにはループバック・インターフェイスの アドレス (IPv4 アドレスの場合は INADDR_LOOPBACK IPv6 アドレスの場合は IN6ADDR_LOOPBACK_INIT)が設定される。 これは同じホスト上で動作している接続相手と通信するような アプリケーションで用いられる。

service により、返される各アドレス構造体のポート番号が決まる。 この引き数がサービス名 (services(5) 参照) の場合、対応するポート番号に翻訳される。 この引き数には 10 進数も指定することができ、 この場合にはバイナリへの変換だけが行われる。 service が NULL の場合、返されるソケットアドレスのポート番号は 初期化されないままとなる。 hints.ai_flags に AI_NUMERICSERV が指定され、かつ service が NULL でない場合、 service は数値のポート番号を含む文字列を指し示さなければならない。 このフラグは、名前解決サービスが不要であることが分かっている場合に、 サービスの起動を抑制するために用いられる。

node と service のどちらかは NULL にしてよいが、両方同時に NULL にしてはならない。

getaddrinfo() 関数は、 addrinfo 構造体のメモリ確保を行い、 addrinfo 構造体のリンクリストを初期化し、 res にリストの先頭へのポインタを入れて返す。 このとき、各構造体のネットワークアドレスは node と service に一致し、 hints で課されたすべての制限を満たすものとなる。 リンクリストの要素は ai_next フィールドにより連結される。

リンクリストの addrinfo 構造体は複数個になることもあり、その理由はいくつかある。 ネットワークホストがマルチホームである、 複数のプロトコルでアクセスできる (例えば AF_INET と AF_INET6 の両方) 、 複数のソケット種別で同じサービスが利用できる (例えば、ひとつが SOCK_STREM アドレスで、もうひとつが SOCK_DGRAM アドレスである)、がある。 通常は、アプリケーションは返された順序でアドレスを試すべきである。 getaddrinfo() の中で使用される並べ替え関数は RFC 3484 で定義されている。 特殊なシステムでは、 /etc/gai.conf を編集することで、この順序を微調整することができる (/etc/gai.conf は glibc 2.5 以降で利用できる)。

hints.ai_flags に AI_CANONNAME フラグが含まれている場合、返されるリストの最初の addrinfo 構造体の ai_canonname フィールドはホストの公式な名前を指すように設定される。

返される各々の addrinfo 構造体の残りのフィールドは以下のように初期化される。

• ai_family, ai_socktype, ai_protocol フィールドはソケット生成パラメータを返す (これらのフィールドの意味は socket(2) の同じ名前の引き数と同じである)。 例えば、 ai_family は AF_INET や AF_INET6 を返し、 ai_socktype は SOCK_DGRAM や SOCK_STREAM を返し、 ai_protocol はそのソケットのプロトコルを返す。
• ai_addr フィールドにはソケットアドレスへのポインタが書き込まれ、 ai_addrlen フィールドにはソケットアドレスの長さがバイト単位で書き込まれる。

hints.ai_flags が AI_ADDRCONFIG を含む場合、 result が指すリストには、 ローカルシステムに最低一つの IPv4 アドレスが設定されている場合は IPv4 アドレスが返され、 ローカルシステムに最低一つの IPv6 アドレスが設定されている場合は IPv6 アドレスが返される。

hint.ai_flags に AI_V4MAPPED が指定されていて、 hints.ai_family に AF_INET6 が指定され、 マッチする IPv6 アドレスが見つからなかった場合、 result が指すリストには IPv4-mapped IPv6 アドレスが返される。 hints.ai_family に AI_V4MAPPED と AI_ALL の両方が指定されている場合、 result が指すリストには IPv6 アドレスと IPv4-mapped IPv6 アドレスの 両方が返される。 AI_V4MAPPED が指定されていない場合、 AI_ALL は無視される。

freeaddrinfo() 関数は、 リンクリスト res に対して動的に割り当てられたメモリを解放する。

返り値¶

getaddrinfo() は成功すると 0 を返し、失敗すると以下の非 0 のエラーコードのいずれかを返す。

EAI_ADDRFAMILY

指定されたネットワークホストには、 要求されたアドレスファミリーのネットワークアドレスがない。

EAI_AGAIN

ネームサーバーから一時的な失敗 (temporary failure) を意味する返事が返された。後でもう一度試してみよ。

EAI_BADFLAGS

hints.ai_flags のフラグに不正なフラグが含まれている。または、 hints.ai_flags に AI_CANONNAME が含まれていて、かつ name が NULL であった。

EAI_FAIL

ネームサーバーから恒久的な失敗 (permanent failure) を意味する返事が返された。

EAI_FAMILY

要求されたアドレスファミリーがサポートされていない。

EAI_MEMORY

メモリが足りない。

EAI_NODATA

指定されたネットワークホストは存在するが、 ネットワークアドレスがひとつも定義されていない。

EAI_NONAME

node と service のどちらかが不明、または node と service の両方が NULL だった場合、または AI_NUMERICSERV が hints.ai_flags に指定されていて、 hints.ai_flags と service が数値のポート番号の文字列でない。

EAI_SERVICE

要求されたサービスは、要求されたソケットタイプでは利用できない。 他のソケットタイプでなら利用可能かもしれない。 このエラーが発生する例としては、 service が "shell" (ストリーム・ソケットでのみ利用できるサービス) で、 hints.ai_protocol に IPPROTO_UDP が指定されたり、 hints.ai_socktype に SOCK_DGRAM が指定されたりした場合がある。 また、 service が NULL 以外で、 hints.ai_socktype に SOCK_RAW (サービスの考え方をサポートしていないソケット種別) が指定された場合にも、このエラーが発生する。

EAI_SOCKTYPE

要求されたソケットタイプがサポートされていない。 このエラーが発生する例としては、 hints.ai_socktype と hints.ai_protocol が矛盾している場合 (例えば hints.ai_socktype が SOCK_DGRAM で hints.ai_protocol が IPPROTO_TCP) がある。

EAI_SYSTEM

その他のシステムエラー。詳しくは errno を調べること。

gai_strerror() 関数を用いると、これらのエラーコードを人間に可読な文字列に変換できるので、 エラー報告に適するだろう。

ファイル¶

/etc/gai.conf

準拠¶

POSIX.1-2001. getaddrinfo() 関数は RFC 2553 に記載されている。

注意¶

getaddrinfo() は、IPv6 scope-ID を指定するために address%scope-id 記法をサポートしている。

AI_ADDRCONFIG, AI_ALL, AI_V4MAPPED は glibc 2.3.3 以降で利用可能である。 AI_NUMERICSERV は glibc 2.3.4 以降で利用可能である。

例¶

以下のプログラムは、 getaddrinfo(), gai_strerror(), freeaddrinfo(), getnameinfo(3) の使い方を示したものである。 プログラムは UDP データグラムの echo サーバとクライアントである。

#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#define BUF_SIZE 500
int
main(int argc, char *argv[])
{


    struct addrinfo hints;


    struct addrinfo *result, *rp;


    int sfd, s;


    struct sockaddr_storage peer_addr;


    socklen_t peer_addr_len;


    ssize_t nread;


    char buf[BUF_SIZE];


    if (argc != 2) {


        fprintf(stderr, "Usage: %s port\n", argv[0]);


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));


    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    /* Allow IPv4 or IPv6 */


    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; /* Datagram socket */


    hints.ai_flags = AI_PASSIVE;    /* For wildcard IP address */


    hints.ai_protocol = 0;          /* Any protocol */


    hints.ai_canonname = NULL;


    hints.ai_addr = NULL;


    hints.ai_next = NULL;


    s = getaddrinfo(NULL, argv[1], &hints, &result);


    if (s != 0) {


        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(s));


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    /* getaddrinfo() returns a list of address structures.


       Try each address until we successfully bind(2).


       If socket(2) (or bind(2)) fails, we (close the socket


       and) try the next address. */


    for (rp = result; rp != NULL; rp = rp->ai_next) {


        sfd = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype, 


                rp->ai_protocol);


        if (sfd == -1)


            continue;


        if (bind(sfd, rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) == 0)


            break;                  /* Success */


        close(sfd);


    }


    if (rp == NULL) {               /* No address succeeded */


        fprintf(stderr, "Could not bind\n");


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    freeaddrinfo(result);           /* No longer needed */


    /* Read datagrams and echo them back to sender */


    for (;;) {


        peer_addr_len = sizeof(struct sockaddr_storage);


        nread = recvfrom(sfd, buf, BUF_SIZE, 0,


                (struct sockaddr *) &peer_addr, &peer_addr_len);


        if (nread == -1)


            continue;               /* Ignore failed request */


        char host[NI_MAXHOST], service[NI_MAXSERV];


        s = getnameinfo((struct sockaddr *) &peer_addr,


                        peer_addr_len, host, NI_MAXHOST,


                        service, NI_MAXSERV, NI_NUMERICSERV);


       if (s == 0)


            printf("Received %ld bytes from %s:%s\n",


                    (long) nread, host, service);


        else


            fprintf(stderr, "getnameinfo: %s\n", gai_strerror(s));


        if (sendto(sfd, buf, nread, 0,


                    (struct sockaddr *) &peer_addr,


                    peer_addr_len) != nread)


            fprintf(stderr, "Error sending response\n");


    }
}

#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netdb.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BUF_SIZE 500
int
main(int argc, char *argv[])
{


    struct addrinfo hints;


    struct addrinfo *result, *rp;


    int sfd, s, j;


    size_t len;


    ssize_t nread;


    char buf[BUF_SIZE];


    if (argc < 3) {


        fprintf(stderr, "Usage: %s host port msg...\n", argv[0]);


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    /* Obtain address(es) matching host/port */


    memset(&hints, 0, sizeof(struct addrinfo));


    hints.ai_family = AF_UNSPEC;    /* Allow IPv4 or IPv6 */


    hints.ai_socktype = SOCK_DGRAM; /* Datagram socket */


    hints.ai_flags = 0;


    hints.ai_protocol = 0;          /* Any protocol */


    s = getaddrinfo(argv[1], argv[2], &hints, &result);


    if (s != 0) {


        fprintf(stderr, "getaddrinfo: %s\n", gai_strerror(s));


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    /* getaddrinfo() returns a list of address structures.


       Try each address until we successfully connect(2).


       If socket(2) (or connect(2)) fails, we (close the socket


       and) try the next address. */


    for (rp = result; rp != NULL; rp = rp->ai_next) {


        sfd = socket(rp->ai_family, rp->ai_socktype,


                     rp->ai_protocol);


        if (sfd == -1)


            continue;


        if (connect(sfd, rp->ai_addr, rp->ai_addrlen) != -1)


            break;                  /* Success */


        close(sfd);


    }


    if (rp == NULL) {               /* No address succeeded */


        fprintf(stderr, "Could not connect\n");


        exit(EXIT_FAILURE);


    }


    freeaddrinfo(result);           /* No longer needed */


    /* Send remaining command-line arguments as separate 


       datagrams, and read responses from server */


    for (j = 3; j < argc; j++) {


        len = strlen(argv[j]) + 1;


                /* +1 for terminating null byte */


        if (len + 1 > BUF_SIZE) {


            fprintf(stderr,


                    "Ignoring long message in argument %d\n", j);


            continue;


        }


        if (write(sfd, argv[j], len) != len) {


            fprintf(stderr, "partial/failed write\n");


            exit(EXIT_FAILURE);


        }


        nread = read(sfd, buf, BUF_SIZE);


        if (nread == -1) {


            perror("read");


            exit(EXIT_FAILURE);


        }


        printf("Received %ld bytes: %s\n", (long) nread, buf);


    }


    exit(EXIT_SUCCESS);
}

関連項目¶

gethostbyname(3), getnameinfo(3), inet(3), hostname(7), ip(7)