数据帧收发主要函数及netdevice 结构.docx
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数据帧收发主要函数及netdevice结构
**
* netif_rx - postbuffertothenetworkcode
* @skb:
buffertopost
*
* Thisfunctionreceivesapacketfromadevicedriverandqueuesitfor
* theupper（protocol）levelstoprocess. Italwayssucceeds.Thebuffer
* maybedroppedduringprocessingforcongestioncontrolorbythe
* protocollayers.
*
* returnvalues:
* NET_RX_SUCCESS （nocongestion）
* NET_RX_DROP （packetwasdropped）
*
*/
int netif_rx（ struct sk_buff * skb）
{
struct softnet_data * queue;
unsigned long flags ;
/*ifnetpollwantsit,pretendweneversawit*/
if （netpoll_rx （skb ））
return NET_RX_DROP;
if （!
skb->tstamp .tv64 ）//得到帧接收的时间
net_timestamp（skb）;
/*
*Thecodeisrearrangedsothatthepathisthemost
*shortwhenCPUiscongested,butisstilloperating.
*/
local_irq_save（flags）;
queue = &__get_cpu_var （softnet_data ）;//获取当前CPU的softnet_data数据
__get_cpu_var（netdev_rx_stat ）.total ++;//当前CPU接收的帧数+1
if （queue->input_pkt_queue .qlen <= netdev_max_backlog）{
//监测设备是否还有空间来存储帧，如果空间已满，表示网络阻塞严重，则返回一个错误，此后cpu将丢掉再来的帧。
if （queue->input_pkt_queue .qlen ）{
enqueue:
//将该帧加入到softnet_data队列
__skb_queue_tail（&queue ->input_pkt_queue, skb）;
local_irq_restore（flags）;
return NET_RX_SUCCESS;
}
//当队列是空的时候，表明这个队列并没有被软中断所schedule，因此我们需要将此队列加入到软中断的处理链表中。
可以看到加入的正好是backlog，由于调用netif_rx的是非napi的驱动，因此backlog就是初始化时的process_backlog函数。
napi_schedule（&queue ->backlog）;
goto enqueue;
}
__get_cpu_var（netdev_rx_stat ）.dropped ++;
local_irq_restore（flags）;
kfree_skb（skb）;
return NET_RX_DROP;
}
//上面代码中用到一个关键的数据结构softnet_data，在网卡收发数据的时候，需要维护一个缓冲区队列，来缓存可能存在的突发数据，在协议栈中用一个队列层来表示该缓冲区，队列层位于数据链路层和网络层之间。
softnet_data就是数据链路层中的数据结构，它是一个Per-CPU变量，每个CPU都有一个
/**
* netif_receive_skb-processreceivebufferfromnetwork
* @skb:
buffertoprocess
*
* netif_receive_skb（）isthemainreceivedataprocessingfunction.
* Italwayssucceeds.Thebuffermaybedroppedduringprocessing
* forcongestioncontrolorbytheprotocollayers.
*
* Thisfunctionmayonlybecalledfromsoftirqcontextandinterrupts
* shouldbeenabled.
*
* Returnvalues（usuallyignored）:
* NET_RX_SUCCESS:
nocongestion
* NET_RX_DROP:
packetwasdropped
*/
//netif_receive_skb是对于netif_rx的NAPI对等函数;它递交一个报文给内核.当一个NAPI兼容的驱动已耗尽接收报文的供应,它应当重开中断,并且调用netif_rx_complete（现在是 __napi_complete（））来停止轮询.
int netif_receive_skb（ struct sk_buff * skb）
{
struct packet_type * ptype,*pt_prev ;
struct net_device * orig_dev;
struct net_device * master;
struct net_device * null_or_orig;
struct net_device * null_or_bond;
int ret = NET_RX_DROP;
__be16type;
if （!
skb->tstamp .tv64 ）
net_timestamp（skb）;
if （vlan_tx_tag_present （skb ） && vlan_hwaccel_do_receive（skb））
return NET_RX_SUCCESS;
/*ifwe'vegottenherethroughNAPI,checknetpoll*/
if （netpoll_receive_skb （skb ））
return NET_RX_DROP;
if （!
skb->skb_iif ）
skb->skb_iif = skb ->dev-> ifindex;//记录帧的入口
null_or_orig = NULL;
orig_dev = skb->dev;
master = ACCESS_ONCE （orig_dev ->master）;
if （master）{
if （skb_bond_should_drop （skb , master ））
null_or_orig = orig_dev ; /*deliveronlyexactmatch*/
else
skb->dev = master ;
}
__get_cpu_var（netdev_rx_stat ）.total ++;
skb_reset_network_header（skb）;
skb_reset_transport_header（skb）;
skb->mac_len = skb ->network_header - skb->mac_header ;
pt_prev = NULL;
rcu_read_lock（）;
#ifdefCONFIG_NET_CLS_ACT
if （skb->tc_verd & TC_NCLS）{
skb->tc_verd = CLR_TC_NCLS（ skb->tc_verd ）;
goto ncls;
}
#endif
//处理ptype_all上所有的packet_type->func（）,这里先提一下Linux是根据packet_type通过 dev_add_pack（）函数来注册相应的处理函数，后面会讲如何注册，每种包对应哪个处理函数
// staticstructlist_headptype_all__read_mostly;
list_for_each_entry_rcu（ptype, &ptype_all , list ）{
if （ptype->dev == null_or_orig || ptype->dev == skb-> dev ||
ptype->dev == orig_dev）{
if （pt_prev）
ret = deliver_skb （skb , pt_prev , orig_dev ）;//调用相应的包处理函数
pt_prev = ptype;
}
}
#ifdefCONFIG_NET_CLS_ACT
skb = handle_ing （skb , &pt_prev , &ret , orig_dev ）;
if （!
skb）
goto out;
ncls:
#endif
//若编译内核时选上BRIDGE，下面会执行网桥模块
skb = handle_bridge （skb , &pt_prev , &ret , orig_dev ）;
if （!
skb）
goto out;
//编译内核时选上MAC_VLAN模块，下面才会执行
skb = handle_macvlan （skb , &pt_prev , &ret , orig_dev ）;
if （!
skb）
goto out;
/*
*MakesureframesreceivedonVLANinterfacesstackedon
*bondinginterfacesstillmaketheirwaytoanybasebonding
*devicethatmayhaveregisteredforaspecificptype. The
*handlermayhavetoadjustskb->devandorig_dev.
*/
null_or_bond = NULL;
if （（skb->dev->priv_flags & IFF_802_1Q_VLAN） &&
（vlan_dev_real_dev（ skb->dev）->priv_flags & IFF_BONDING））{
null_or_bond = vlan_dev_real_dev （skb ->dev）;
}
//最后type=skb->protocol;&ptype_base[ntohs（type）&15]处理ptype_base[ntohs（type）&15]上的所有的packet_type->func（）,根据第二层不同协议来进入不同的钩子函数，重要的有：
ip_rcv（）,arp_rcv（）
type = skb->protocol ;
list_for_each_entry_rcu（ptype,
&ptype_base[ntohs （type ）& PTYPE_HASH_MASK], list）{
if （ptype->type == type && （ptype ->dev == null_or_orig ||
ptype->dev == skb-> dev || ptype->dev == orig_dev ||
ptype->dev == null_or_bond））{
if （pt_prev）
ret = deliver_skb （skb , pt_prev , orig_dev ）;
pt_prev = ptype;
}
}
if （pt_prev）{
ret = pt_prev ->func（ skb, skb->dev, pt_prev , orig_dev ）;
} else {
kfree_skb（skb）;
/*Jamal,nowyouwillnotabletoescapeexplaining
*mehowyouweregoingtousethis.:
-）
*/
ret = NET_RX_DROP ;
}
out:
rcu_read_unlock（）;
return ret;
}
/**
* dev_queue_xmit-transmitabuffer
* @skb:
buffertotransmit
*
* Queueabufferfortransmissiontoanetworkdevice.Thecallermust
* havesetthedeviceandpriorityandbuiltthebufferbeforecalling
* thisfunction.Thefunctioncanbecalledfromaninterrupt.
*
* Anegativeerrnocodeisreturnedonafailure.Asuccessdoesnot
* guaranteetheframewillbetransmittedasitmaybedroppeddue
* tocongestionortrafficshaping.
*
*-----------------------------------------------------------------------------------
* Inoticethismethodcanalsoreturnerrorsfromthequeuedisciplines,
* includingNET_XMIT_DROP,whichisapositivevalue. So,errorscanalso
* bepositive.
*
* Regardlessofthereturnvalue,theskbisconsumed,soitiscurrently
* difficulttoretryasendtothismethod. （Youcanbumptherefcount
* beforesendingtoholdareferenceforretryifyouarecareful.）
*
* Whencallingthismethod,interruptsMUSTbeenabled. Thisisbecause
* theBHenablecodemusthaveIRQsenabledsothatitwillnotdeadlock.
* --BLG
*/
int dev_queue_xmit（ struct sk_buff * skb）
{
struct net_device * dev = skb->dev;
struct netdev_queue * txq;
struct Qdisc * q;
int rc =- ENOMEM;
/*GSOwillhandlethefollowingemulationsdirectly.*/
if （netif_needs_gso （dev , skb ））//如果是GSO数据包，且设备支持GSO数据包的处理
goto gso;
/*Convertapagedskbtolinear,ifrequired*/
if （skb_needs_linearize （skb , dev ） && __skb_linearize（skb））
goto out_kfree_skb;
/*Ifpacketisnotchecksummedanddevicedoesnotsupport
*checksummingforthisprotocol,completechecksumminghere.
*/
if （skb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL）{
skb_set_transport_header（skb, skb->csum_start -
skb_headroom（skb））;
if （!
dev_can_checksum （dev , skb ） && skb_checksum_help（skb））
goto out_kfree_skb;
}
gso:
/*Disablesoftirqsforvariouslocksbelow.Also
*stopspreemptionforRCU.
*/
rcu_read_lock_bh（）;
txq = dev_pick_tx （dev , skb ）;
q = rcu_dereference_bh（txq->qdisc ）;
#ifdefCONFIG_NET_CLS_ACT
skb->tc_verd = SET_TC_AT（ skb->tc_verd , AT_EGRESS ）;
#endif
if （q->enqueue ）{
rc = __dev_xmit_skb （skb , q , dev , txq ）;
goto out;
}
/*Thedevicehasnoqueue.Commoncaseforsoftwaredevices:
loopback,allthesortsoftunnels...
Really,itisunlikelythatnetif_tx_lockprotectionisnecessary
here. （f.e.loopbackandIPtunnelsarecleanignoringstatistics
counters.）
However,itispossible,thattheyrelyonprotection
madebyushere.
Checkthisandshotthelock.Itisnotpronefromdeadlocks.
Eithershotnoqueueqdisc,itisevensimpler8）
*/
if （dev->flag
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