内核中的UDP socket流程（10）——ip_append_data

2021-09-11 23:33:52

作者：gfree.wind@gmail.com
博客：linuxfocus.blog.chinaunix.net

现在换一种风格，把一些对代码的解读直接写到代码段。那样看起来可能更好

继续ip_append_data,
  1.     /* hh_len是hardware header的长度，也就是2层帧头长度 */
  2.     hh_len = LL_RESERVED_SPACE(rt->dst.dev);
      
     /*fragheader是3层IP报文头长度（正常报文头+IP选项的长度）*/
  1.     fragheaderlen = sizeof(struct iphdr) (opt ? opt->optlen : 0);
  2.     /* maxfraglen为4层实际数据的最大长度（不含IP报文头），为MTU减去IP头长然后对齐 */
  3.     maxfraglen = ((mtu - fragheaderlen) & ~7) fragheaderlen;
     /* 这里对长度进行检查，因为最大的数据包长为65535，如果不满足条件，则出错返回 */
  1.     if (inet->cork.length+length > 0xFFFF - fragheaderlen) {
  2.         ip_local_error(sk, EMSGSIZE, rt->rt_dst, inet->inet_dport,
  3.              mtu-exthdrlen);
  4.         return -EMSGSIZE;
  5.     }
现在还是不明白inet->cork的用法，以后一定得搞明白。
  1.     /*
  2.     第一个分片（或者是正常的普通IP数据包），长度小于MTU（即不会被分片），输出数据的网卡支持校验和，且没     有其它的报文头（exthdrlen），如IPSec头等，如果条件为真，则标识此报文由硬件做校验和。
  3.     */
  4.     /*
  5.      * transhdrlen > 0 means that this is the first fragment and we wish
  6.      * it won't be fragmented in the future.
  7.      */
  8.     if (transhdrlen &&
  9.      length + fragheaderlen = mtu &&
  10.      rt->dst.dev->features & NETIF_F_V4_CSUM &&
  11.      !exthdrlen)
  12.         csummode = CHECKSUM_PARTIAL; 
     /* 得到上一个数据buf */
  1.     skb = skb_peek_tail(&sk->sk_write_queue);、
  1.     inet->cork.length += length;
  2.     /* 
  3.     如果数据长度超过MTU，且是UDP协议，网卡支持UDP分片，那么就进行UDP分片。
  4.     这里的skb_is_gso(skb)判断，不知道是为了什么，留待以后研究。
  5.     */
  6.     if (((length > mtu) || (skb && skb_is_gso(skb))) &&
  7.      (sk->sk_protocol == IPPROTO_UDP) &&
  8.      (rt->dst.dev->features & NETIF_F_UFO)) {
  9.         /* 进行UDP分片 */
  10.         err = ip_ufo_append_data(sk, getfrag, from, length, hh_len,
  11.                      fragheaderlen, transhdrlen, mtu,
  12.                      flags);
  13.         if (err)
  14.             goto error;
  15.         return 0;
  16.     }

  18.     /* So, what's going on in the loop below?
  19.      *
  20.      * We use calculated fragment length to generate chained skb,
  21.      * each of segments is IP fragment ready for sending to network after
  22.      * adding appropriate IP header.
  23.      */
  24.     /*
  25.     之前没有任何的数据buffer
  26.     */
  27.     if (!skb)
  28.         goto alloc_new_skb;

  30.     while (length > 0) {
  31.         /* Check if the remaining data fits into current packet. */
  32.         /* 得到剩余空间 */
  33.         copy = mtu - skb->len;
  34.         /* 当剩余空间无法容纳当前数据时 */
  35.         if (copy length)
  36.             copy = maxfraglen - skb->len;
  37.         if (copy = 0) {
  38.             /* 数据超过最大分片长度，需要分片 */
  39.             char *data;
  40.             unsigned int datalen;
  41.             unsigned int fraglen;
  42.             unsigned int fraggap;
  43.             unsigned int alloclen;
  44.             struct sk_buff *skb_prev;
  45. alloc_new_skb:
  46.             /* 检查上一个buffer中遗留的数据长度 */
  47.             skb_prev = skb;
  48.             if (skb_prev)
  49.                 fraggap = skb_prev->len - maxfraglen;
  50.             else
  51.                 fraggap = 0;

  53.             /*
  54.              * If remaining data exceeds the mtu,
  55.              * we know we need more fragment(s).
  56.              */
  57.             /* 要发送的数据长度等于本次数据长度加上上次遗留的分片数据长度 */
  58.             datalen = length + fraggap;
  59.             /* 如果超过了最大分片数据长度，那么要发送的数据长度就为最大分片数据长度-IP头长*/
  60.             if (datalen > mtu - fragheaderlen)
  61.                 datalen = maxfraglen - fragheaderlen;
  62.             /* 这里的datalen就是真正的3层IP数据， 那么fraglen就是2层数据帧的数据长度 */
  63.             fraglen = datalen + fragheaderlen;
     
             /* 
             计算要申请的内存长度:
             flags被置上MSG_MORE位，表示还有其它分片，且网卡不支持Scatter/gather IO，那么申请内存长              度就为MTU，如果条件为假，申请长度就是真实的2层数据帧的数据长度。
             
     Scatter/gather IO特性说明如下：表示IO设备可以对物理上不连续的内存进行操纵，就不用进行不必              要的拷贝使之成为连续的内存块了。            
             */
  1.             if ((flags & MSG_MORE) &&
  2.              !(rt->dst.dev->features&NETIF_F_SG))
  3.                 alloclen = mtu;
  4.             else
  5.                 alloclen = datalen + fragheaderlen;

  7.             /* The last fragment gets additional space at tail.
  8.              * Note, with MSG_MORE we overallocate on fragments,
  9.              * because we have no idea what fragment will be
  10.              * the last.
  11.              */
  12.             if (datalen == length + fraggap)
  13.                 alloclen += rt->dst.trailer_len;
             /* 申请sk_buff */
  1.             if (transhdrlen) {
  2.                 skb = sock_alloc_send_skb(sk,
  3.                         alloclen + hh_len + 15,
  4.                         (flags & MSG_DONTWAIT), &err);
  5.             } else {
  6.                 skb = NULL;
  7.                 if (atomic_read(&sk->sk_wmem_alloc) =
  8.                  2 * sk->sk_sndbuf)
  9.                     skb = sock_wmalloc(sk,
  10.                              alloclen + hh_len + 15, 1,
  11.                              sk->sk_allocation);
  12.                 if (unlikely(skb == NULL))
  13.                     err = -ENOBUFS;
  14.                 else
  15.                     /* only the initial fragment is
  16.                      time stamped */
  17.                     ipc->shtx.flags = 0;
  18.             }
  19.             if (skb == NULL)
  20.                 goto error;

  22.             /*
  23.              *    Fill in the control structures
  24.              */
  25.             skb->ip_summed = csummode;
  26.             skb->csum = 0;
  27.             skb_reserve(skb, hh_len);
  28.             *skb_tx(skb) = ipc->shtx;

  30.             /*
  31.              *    Find where to start putting bytes.
  32.              */
  33.             /* 得到可以填充数据的起始位置 */
  34.             data = skb_put(skb, fraglen);
  35.             /* 设置IP头的位置 */
  36.             skb_set_network_header(skb, exthdrlen);
  37.             /* 得到传输层报文头的位置 */
  38.             skb->transport_header = (skb->network_header +
  39.                          fragheaderlen);
  40.             data += fragheaderlen;

  42.             if (fraggap) {
  43.                 /* 将上一个分片的数据先复制到buffer中 */
  44.                 skb->csum = skb_copy_and_csum_bits(
  45.                     skb_prev, maxfraglen,
  46.                     data + transhdrlen, fraggap, 0);
  47.                 /* 调整上一个sk_buff的校验和 */
  48.                 skb_prev->csum = csum_sub(skb_prev->csum,
  49.                              skb->csum);
  50.                 data += fraggap;
  51.                 /* 这个函数不知道具体用于什么 */
  52.                 pskb_trim_unique(skb_prev, maxfraglen);
  53.             }
             /* 计算要拷贝的长度 */
  1.             copy = datalen - transhdrlen - fraggap;
  2.             /* 拷贝数据 */
  3.             if (copy > 0 && getfrag(from, data + transhdrlen, offset, copy, fraggap, skb) 0) {
  4.                 err = -EFAULT;
  5.                 kfree_skb(skb);
  6.                 goto error;
  7.             }

  9.             offset += copy;
  10.             length -= datalen - fraggap;
  11.             transhdrlen = 0;
  12.             exthdrlen = 0;
  13.             csummode = CHECKSUM_NONE;

  15.             /*
  16.              * Put the packet on the pending queue.
  17.              */
  18.             __skb_queue_tail(&sk->sk_write_queue, skb);
  19.             continue;
  20.         }
  21.         /* 未完待续 */
发现到了这个阶段，代码不太容易看懂了，因为有一些机制和概念仍然没有搞清楚，比如cork，还有buffer的组织。这估计要等到把UDP的这些代码看完，然后好好总结一下，才能明白




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