深入论述一（1/5）：五层数据结构骨架与挂载关系
所属 Day：Day 1 从零编码 · 更新时间：2026-08-21（从 theory-syscalls.md 拆分，内容零丢失） 本系列：深入论述一索引 上一篇：深入论述一：四个系统调用的内核实现（索引） 下一篇：2/5 socket() 内核做了三件事
理解 socket()/bind()/listen() 之前，先把内核里的一组嵌套结构体看清——它们层层指针挂载，构成网络栈的骨架。后续每一节都会引用这张"挂载图"。
5 个嵌套层级 + 4 次指针挂载（每行就是一次箭头）：
| 层级 | 数据结构 | 挂载字段 | 内核访问宏 | 在调用链中的角色 |
|---|---|---|---|---|
| L1 | task_struct | files | current->files | 进程的根描述符 |
| L2 | files_struct / fdtable | fdtab[fd] | fdget(fd) | fd → file 的查表 |
| L3 | struct file | private_data | file->private_data | 把 socket 暴露为文件 |
| L4 | struct socket | sk | sock->sk | VFS 层抽象（一次 socket() 完成） |
| L5a | struct sock | （基类，嵌在 inetcs 头部） | sock_i_ino() 等 | 协议层基类，三队列 |
| L5b | struct inet_sock | 嵌在 inetcs 头部 | inet_sk(sk) | IPv4 地址/端口 |
| L5c | inet_connection_sock | 嵌在 tcp_sock 头部 | inet_csk(sk) | accept 队列管理 |
| L5d | struct tcp_sock | （最外层，TCP 全状态） | tcp_sk(sk) | cwnd/rtt/ssthresh |
tcp_sk(sk)强制转换的依据：tcp_sock的第一个成员就是inet_connection_sock，inet_connection_sock的第一个成员又是inet_sock，inet_sock的第一个成员还是sock_common，sock_common里再嵌sock。这条链路下来，(tcp_sock *)sk可以合法地把任意一个层级指针当成另一个层级指针用。container_of宏实现"已知子结构体指针求父结构体指针"，是理解所有 Linux 内核嵌套结构的关键。
read(fd, ...) 的一次完整调用链（走到 tcp_recvmsg() 为止）：
// 用户态
n = read(fd, buf, len);
// ↑
// 内核态:
// 1. fdget(fd)
// → current->files->fdtab[fd] 返回 struct file *file
// 2. file->f_op->read(file, buf, len)
// → file->f_op 在 socket_alloc_file() 时被设为 socket_file_ops
// → 进入 sock_read()
// 3. sock_read(file, buf, len, off)
// → sock = file->private_data (取回 struct socket)
// → sock->ops->recvmsg(sock, msg, len, flags)
// = inet_stream_ops.recvmsg
// = inet_recvmsg()
// 4. inet_recvmsg() → sk = sock->sk (再下一层)
// 5. sk->sk_prot->recvmsg(sk, msg, size, flags, ...)
// = tcp_prot.recvmsg
// = tcp_recvmsg() ← TCP 真正从这里开始每一跳都在这张"挂载图"上：L1→L2（fdget）、L2→L3（fdtab[fd]）、L3→L4（private_data）、L4→L5（sock->sk）。后续章节所有 perf/strace/ss 观察到的现象，本质上都是这次调用链上某一跳出了问题。
一句话总结：网络栈的骨架是"进程 → fd 表 → VFS file → socket → sock（逐层强转扩展）"的五层指针挂载链，
socket()/bind()/listen()/accept()的所有行为都在这个骨架上的某一跳发生，tcp_sk()强转合法性的根源是"每层结构体的第一个成员就是上一层"。