let's start from bottom up :)有的时候用英语说话比汉语要简洁和有意思一点:)
一个lance得到数据以后总会这样处理:
skb = dev_alloc_skb (....);
skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
....
netif_rx (skb);
eth_type_trans函数在net/ethernet/eth.c里面,作用当然很简单了,大家可以自己看;).
而netif_rx函数是在net/core/dev.c里面的,假定没有定义CONFIG_CPU_IS_SLOW(我觉得自己的CPU不慢:))和CONFIG_NET_HW_FLOWCONTROL(很少有人会意识到很多网卡有流量控制把,不过没有交换设备的支持,想凭这个东西达到Qos也没什么
用)以后的代码是这样的:
void netif_rx(struct sk_buff *skb)
{
skb->stamp = xtime;
if (backlog.qlen <= netdev_max_backlog) {
if (backlog.qlen) {
if (netdev_dropping == 0) {
skb_queue_tail(&backlog,skb);
mark_bh(NET_BH);
return;
}
atomic_inc(&netdev_rx_dropped);
kfree_skb(skb);
return;
}
netdev_dropping = 0;
skb_queue_tail(&backlog,skb);
mark_bh(NET_BH);
return;
}
netdev_dropping = 1;
atomic_inc(&netdev_rx_dropped);
kfree_skb(skb);
}
xtime是当前的时间,一个struct timeval,利用gettimeofday函数得到的就是这个东西的内容.backlog是一个sk_buff的双向链表, netdev_dropping初始化为0,如果没有定义CONFIG_NET_HW_FLOWCONTROL,这个变量一直都将是0.skb_queue_tail就是把一个sk_buff加入到backlog双向队列中去.然后mark_bh是设置了一个全局变量相对位移NET_BH处的bit就返回了.这个bit的设置将使得内核下次schedule的时候从TIMER_BH向下处理时检查到NET_BH处发现有设置就会调用对应NET_BH优先级的函数net_bh来处理,这个回调函数是在net_dev_init函数里面调用init_bh设置的,呵呵,兄弟们,如果感兴趣可以自己再init_bh看看设置一个自己的处理backlog的函数啊.
Linux在这里采取了一个古怪的策略进行控制权的转移和处理机优先级的处理.另一个函数net_bh来处理从backlog中间得到包,它是这样的(假定没定义CONFIG_BRIDGE这个选项):
void net_bh(void)
{
struct packet_type *ptype;
struct packet_type *pt_prev;
unsigned short type;
unsigned long start_time = jiffies;
NET_PROFILE_ENTER(net_bh);
if (qdisc_head.forw != &qdisc_head)
qdisc_run_queues();
while (!skb_queue_empty(&backlog))
{
struct sk_buff * skb;
if (jiffies - start_time > 1)
goto net_bh_break;
skb = skb_dequeue(&backlog);
#ifdef CONFIG_NET_FASTROUTE
if (skb->pkt_type == PACKET_FASTROUTE) {
dev_queue_xmit(skb);
continue;
}
#endif
/* XXX until we figure out every place to modify.. */
skb->h.raw = skb->nh.raw = skb->data;
if(skb->mac.raw < skb->head || skb->mac.raw > skb->data){
printk(KERN_CRIT "%s: wrong mac.raw ptr, proto=%04x\n",
skb->dev->name, skb->protocol);
kfree_skb(skb);
continue;
}
type = skb->protocol;
pt_prev = NULL;
for (ptype = ptype_all; ptype!=NULL; ptype=ptype->next)
{
if (!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev) {
if(pt_prev)
{
struct sk_buff *skb2=skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
if(skb2)
pt_prev->func(skb2,skb->dev, pt_prev);
}
pt_prev=ptype;
}
}
for (ptype = ptype_base[ntohs(type)&15]; ptype != NULL;
ptype = ptype->next)
{
if (ptype->type == type && (!ptype->dev ||
ptype->dev==skb->dev))
{
if(pt_prev)
{
struct sk_buff *skb2;
skb2=skb_clone(skb, GFP_ATOMIC);
if(skb2)
pt_prev->func(skb2, skb->dev, pt_prev);
}
pt_prev=ptype;
}
} /* End of protocol list loop */
if(pt_prev)
pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev);
else {
kfree_skb(skb);
}
} /* End of queue loop */
if (qdisc_head.forw != &qdisc_head)
qdisc_run_queues();
netdev_dropping = 0;
NET_PROFILE_LEAVE(net_bh);
return;
net_bh_break:
mark_bh(NET_BH);
NET_PROFILE_LEAVE(net_bh);
return;
}
这个函数其实很简单,NET_PROFILE_ENTER当然是一个宏展开了,它其实就是include/net/profile.h里面的net_profile_enter函数,而NET_PROFILE_LEAVE是profile.h文件里面的net_profile_leave函数,有兴趣的看看把.:)帮我解疑.
qdisc_head是一个Qdisc_head类型,是一个全局变量,看名字和处理顺序应该看作是一个Quick DISCovery的队列,如果不为空的话我们就要运行qdisc_run_queues函数进行清理了,不过我并不清楚这个queue的意义,这个变量和函数都在net/sched/sch_generic.c里面获得的.大家看了给我答疑把,xixi
下面的东西挺简单的,我就不说了,值得注意的是:
1.大家还记得ptype_all和ptype_base吗?就是调用dev_add_pack加入的数组啊,最终也调用了pt_prev->func(....)
2.系统先处理ptype_all然后才处理的ptype_base
3.每处理一个sk_buff如果超过1jiffies(x86上为50ms)就再等待下次调用
4.sk_clone是一个快速拷贝,没有拷贝数据,只是复制头部而已
packet 函数 看看在net/packet/af_packet.c里面的packet_create函数,这个就是通过packet_proto_init加入的回调函数,假设定义了CONFIG_SOCK_PACKET,代码整理如下,这个函数是在用户创建链路层socket的时候被调用的:
static int packet_create(struct socket *sock, int protocol)
{
struct sock *sk;
int err;
if (!capable(CAP_NET_RAW))
return -EPERM;
if (sock->type != SOCK_DGRAM && sock->type != SOCK_RAW
&& sock->type != SOCK_PACKET
)
return -ESOCKTNOSUPPORT;
//只有socket(AF_PACKET, [SOCK_DGRAM, SOCK_RAW],
//或者socket(AF_INET, SOCK_PACKET ,才能调用成功
sock->state = SS_UNCONNECTED;
MOD_INC_USE_COUNT;
err = -ENOBUFS;
sk = sk_alloc(PF_PACKET, GFP_KERNEL, 1);
if (sk == NULL)
goto out;
sk->reuse = 1;
sock->ops = &packet_ops;
if (sock->type == SOCK_PACKET)
sock->ops = &packet_ops_spkt;
//如果是old_style的SOCK_PACKET,就使用packet_ops_spkt
//如果是AF_PACKET,就使用packet_ops作为对应的socket的
//回调函数
sock_init_data(sock,sk);
sk->protinfo.af_packet = kmalloc(sizeof(struct packet_opt),
GFP_KERNEL);
//protinfo是一个union
if (sk->protinfo.af_packet == NULL)
goto out_free;
memset(sk->protinfo.af_packet, 0, sizeof(struct packet_opt));
sk->zapped=0;
//这个zapped属性表示一个TCP的socket收到了RST
sk->family = PF_PACKET;
sk->num = protocol;
sk->protinfo.af_packet->prot_hook.func = packet_rcv;
if (sock->type == SOCK_PACKET)
sk->protinfo.af_packet->prot_hook.func = packet_rcv_spkt;
sk->protinfo.af_packet->prot_hook.data = (void *)sk;
if (protocol) {
sk->protinfo.af_packet->prot_hook.type = protocol;
dev_add_pack(&sk->protinfo.af_packet->prot_hook);
//注意到了没有,如果protocol非零的话也可以dev_add_pack
//的,不过当然不能达到phrack55-12的目的,因为这时候你的
//数据已经在用户地址空间了,内核的数据也是改不了的
sk->protinfo.af_packet->running = 1;
}
sklist_insert_socket(&packet_sklist, sk);
//这个函数显然应该实现非常简单,在net/core/sock.c里面.
//packet_sklist是用来给每个socket通知interface状态变化
//的消息的,包括UP/DOWN/MULTICAST_LIST_CHANGE
//这个回调函数的实现是我们说过的register_netdev_notifier
return(0);
out_free:
sk_free(sk);
out:
MOD_DEC_USE_COUNT;
return err;
}
只有在创建了packet socket以后应用程序才能接收链路层的数据包.而只有你设置了一个非零的protocol以后才能dev_add_pack,你的socket才能接收数据的.现在看来,dev_add_pack确实是实现底层数据改写的一个重要的函数.所以下面我们
将注意dev_add_pack设置的回调函数func的使用.
packet_rcv 我们已经知道了,如果使用socket(AF_SOCKET, ..)产生一个PACKET SOCKET的话,dev_add_pack加入的函数是packet_rcv,下面是这个在net/packet/af_packet.c里面的函数:
static int packet_rcv(struct sk_buff *skb, struct device *dev,
struct packet_type *pt)
{
struct sock *sk;
struct sockaddr_ll *sll = (struct sockaddr_ll*)skb->cb;
sk = (struct sock *) pt->data;
//我们在packet_create中令data = sk了,remember?
if (skb->pkt_type == PACKET_LOOPBACK) {
kfree_skb(skb);
return 0;
}
skb->dev = dev;
sll->sll_family = AF_PACKET;
sll->sll_hatype = dev->type;
sll->sll_protocol = skb->protocol;
sll->sll_pkttype = skb->pkt_type;
sll->sll_ifindex = dev->ifindex;
sll->sll_halen = 0;
if (dev->hard_header_parse)
sll->sll_halen = dev->hard_header_parse(skb, sll->sll_addr);
if (dev->hard_header)
if (sk->type != SOCK_DGRAM)
skb_push(skb, skb->data - skb->mac.raw);
else if (skb->pkt_type == PACKET_OUTGOING)
skb_pull(skb, skb->nh.raw - skb->data);
if (sock_queue_rcv_skb(sk,skb)<0)
{
kfree_skb(skb);
return 0;
}
return(0);
}
pkt_type属性是什么地方确定的?
这里还有几个函数要说明:
skb_pull在include/linux/skbuff.h中间:
extern __inline__ char *__skb_pull(struct sk_buff *skb,
unsigned int len)
{
skb->len-=len;
return skb->data+=len;
}
extern __inline__ unsigned char * skb_pull(struct sk_buff *skb,
unsigned int len)
{
if (len > skb->len)
return NULL;
return __skb_pull(skb,len);
}
不过是把头部的数据空出来,相应调整数据头部data的地址和长度.
同样skb_push在include/linux/skbuff.h中间:
extern __inline__ unsigned char *__skb_push(struct sk_buff *skb,
unsigned int len)
{
skb->data-=len;
skb->len+=len;
return skb->data;
}
extern __inline__ unsigned char *skb_push(struct sk_buff *skb,
unsigned int len)
{
skb->data-=len;
skb->len+=len;
if(skb->data head)
{
__label__ here;
skb_under_panic(skb, len, &&here);
here: ;
}
return skb->data;
}
这个调整使数据长度加长,和skb_pull相反,不过skb_push显然更加安全一点.
在上面的程序中间,如果设备有一个明确的link_level_header,就考虑要不要调整数据长度和地址,如果sk->type不是SOCK_DGRAM的话,说明程序对整个数据包包括ll地址都感兴趣.这样需要加长数据段使得数据包含ll头部.不然如果数据是向外走的,则需要把数据裁减到只包含从网络层数据包头开始的地方.所以是从nh.raw剪掉data,这就是差值.(nh=network header)
经过了这些处理以后,现在的skb已经是可以提交的了,这样就调用sock_queue_rcv_skb函数将这个skb加入到相应socket的接收缓冲区中去.