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【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(三):sk_buff结构分析

【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(一):dm9000原理及硬件分析 

【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(二):定义在板文件里的资源和设备以及几个宏 

【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(三):sk_buff结构分析 

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【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(五):另外几个重要的结构体 

【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(六):dm9000_init和dm9000_probe的实现 

【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(七):dm9000的卸载挂起和恢复以及打开和停止


源代码分析
sk_buff_head和sk_buff定义在include/linux/skbuff.h中,以下是linux-2.6.38中的定义。

1、在内核中sk_buff是一个网络数据包,它是一个双向链表,而链表头就是sk_buff_head。

而sk_buff的内存布局能够分作3个段,第一个就是sk_buff自身。第二个是linear-data buff,第三个是paged-data buff(也就是skb_shared_info)。
先来看一下sk_buff_head:
struct sk_buff_head {
    /* These two members must be first. */
    struct sk_buff    *next;
    struct sk_buff    *prev;

    __u32        qlen;
    spinlock_t    lock;
};
这里能够看到前两个域是和sk_buff一致的,并且内核的凝视是必须放到最前面。这里的原因是: 

这使得两个不同的结构能够放到同一个链表中,虽然sk_buff_head要比sk_buff小巧的多。另外,相同的函数能够相同应用于sk_buff和sk_buff_head。

 

然后qlen域表示了当前的sk_buff链上包含多少个skb。 

lock域是自旋锁。

 2、sk_buff结构

  1 /** 
  2  *    struct sk_buff - socket buffer
  3  *    @next: Next buffer in list
  4  *    @prev: Previous buffer in list
  5  *    @sk: Socket we are owned by
  6  *    @tstamp: Time we arrived
  7  *    @dev: Device we arrived on/are leaving by
  8  *    @transport_header: Transport layer header
  9  *    @network_header: Network layer header
 10  *    @mac_header: Link layer header
 11  *    @_skb_refdst: destination entry (with norefcount bit)
 12  *    @sp: the security path, used for xfrm
 13  *    @cb: Control buffer. Free for use by every layer. Put private vars here
 14  *    @len: Length of actual data
 15  *    @data_len: Data length
 16  *    @mac_len: Length of link layer header
 17  *    @hdr_len: writable header length of cloned skb
 18  *    @csum: Checksum (must include start/offset pair)
 19  *    @csum_start: Offset from skb->head where checksumming should start
 20  *    @csum_offset: Offset from csum_start where checksum should be stored
 21  *    @local_df: allow local fragmentation
 22  *    @cloned: Head may be cloned (check refcnt to be sure)
 23  *    @nohdr: Payload reference only, must not modify header
 24  *    @pkt_type: Packet class
 25  *    @fclone: skbuff clone status
 26  *    @ip_summed: Driver fed us an IP checksum
 27  *    @priority: Packet queueing priority
 28  *    @users: User count - see {datagram,tcp}.c
 29  *    @protocol: Packet protocol from driver
 30  *    @truesize: Buffer size 
 31  *    @head: Head of buffer
 32  *    @data: Data head pointer
 33  *    @tail: Tail pointer
 34  *    @end: End pointer
 35  *    @destructor: Destruct function
 36  *    @mark: Generic packet mark
 37  *    @nfct: Associated connection, if any
 38  *    @ipvs_property: skbuff is owned by ipvs
 39  *    @peeked: this packet has been seen already, so stats have been
 40  *        done for it, don‘t do them again
 41  *    @nf_trace: netfilter packet trace flag
 42  *    @nfctinfo: Relationship of this skb to the connection
 43  *    @nfct_reasm: netfilter conntrack re-assembly pointer
 44  *    @nf_bridge: Saved data about a bridged frame - see br_netfilter.c
 45  *    @skb_iif: ifindex of device we arrived on
 46  *    @rxhash: the packet hash computed on receive
 47  *    @queue_mapping: Queue mapping for multiqueue devices
 48  *    @tc_index: Traffic control index
 49  *    @tc_verd: traffic control verdict
 50  *    @ndisc_nodetype: router type (from link layer)
 51  *    @dma_cookie: a cookie to one of several possible DMA operations
 52  *        done by skb DMA functions
 53  *    @secmark: security marking
 54  *    @vlan_tci: vlan tag control information
 55  */
 56 
 57 struct sk_buff {
 58     /* These two members must be first. */
 59     struct sk_buff        *next;
 60     struct sk_buff        *prev;
 61 
 62     //表示这个skb被接收的时间。
 63     ktime_t            tstamp;
 64     //表示从属于那个socket。主要是被4层用到
 65     struct sock        *sk;
 66     /*这个表示一个网络设备,当skb为输出时它表示skb将要输出的设备,当接收时,它表示输入设备。

67 * 要注意。这个设备有可能会是虚拟设备(在3层以上看来) 68 */ 69 struct net_device *dev; 70 71 /* 72 * This is the control buffer. It is free to use for every 73 * layer. Please put your private variables there. If you 74 * want to keep them across layers you have to do a skb_clone() 75 * first. This is owned by whoever has the skb queued ATM. 76 */ 77 char cb[48] __aligned(8); 78 ///这里事实上应该是dst_entry类型。不知道为什么内核要改为ul。这个域主要用于路由子系统。

79 //这个数据结构保存了一些路由相关信息 80 unsigned long _skb_refdst; 81 #ifdef CONFIG_XFRM 82 struct sec_path *sp; 83 #endif 84 ///这个长度表示当前的skb中的数据的长度,这个长度即包含buf中的数据也包含切片的数据, 85 //也就是保存在skb_shared_info中的数据。这个值是会随着从一层到还有一层而改变的。以下我们会对照这几个长度的。 86 unsigned int len, 87 ///这个长度仅仅表示切片数据的长度,也就是skb_shared_info中的长度 88 data_len; 89 //链路层头部的长度 90 __u16 mac_len, 91 //这个主要用于clone的时候,它表示clone的skb的头的长度 92 hdr_len; 93 //接下来是校验相关的域 94 union { 95 __wsum csum; 96 struct { 97 __u16 csum_start; 98 __u16 csum_offset; 99 }; 100 }; 101 __u32 priority; 102 kmemcheck_bitfield_begin(flags1); 103 //首先是能否够本地切片的标志。

104 __u8 local_df:1, 105 //为1说明头可能已被clone 106 cloned:1, 107 //这个表示校验相关的一个标记,表示硬件驱动是否为我们已经进行了校验 108 ip_summed:2, 109 //这个域假设为1,则说明这个skb的头域指针已经分配完成。因此这个时候计算头的长度仅仅须要head和data的差就能够了。

110 nohdr:1, 111 nfctinfo:3; 112 //pkt_type主要是表示数据包的类型。比方多播,单播。回环等等 113 __u8 pkt_type:3, 114 //这个域是一个clone标记。主要是在fast clone中被设置,我们后面讲到fast clone时会具体介绍这个域 115 fclone:2, 116 //ipvs拥有的域 117 ipvs_property:1, 118 //这个包已经被查看过了 119 peeked:1, 120 //netfilter使用的域。是一个trace 标记 121 nf_trace:1; 122 kmemcheck_bitfield_end(flags1); 123 __be16 protocol; 124 //skb的析构函数,一般都是设置为sock_rfree或者sock_wfree 125 void (*destructor)(struct sk_buff *skb); 126 #if defined(CONFIG_NF_CONNTRACK) || defined(CONFIG_NF_CONNTRACK_MODULE) 127 struct nf_conntrack *nfct; 128 #endif 129 #ifdef NET_SKBUFF_NF_DEFRAG_NEEDED 130 struct sk_buff *nfct_reasm; 131 #endif 132 #ifdef CONFIG_BRIDGE_NETFILTER 133 struct nf_bridge_info *nf_bridge; 134 #endif 135 //接收设备的index 136 int skb_iif; 137 138 //流量控制的相关域 139 #ifdef CONFIG_NET_SCHED 140 __u16 tc_index; /* traffic control index */ 141 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT 142 __u16 tc_verd; /* traffic control verdict */ 143 #endif 144 #endif 145 146 __u32 rxhash; 147 148 kmemcheck_bitfield_begin(flags2); 149 //多队列设备的映射。也就是说映射到那个队列 150 __u16 queue_mapping:16; 151 #ifdef CONFIG_IPV6_NDISC_NODETYPE 152 __u8 ndisc_nodetype:2, 153 deliver_no_wcard:1; 154 #else 155 __u8 deliver_no_wcard:1; 156 #endif 157 __u8 ooo_okay:1; 158 kmemcheck_bitfield_end(flags2); 159 160 /* 0/13 bit hole */ 161 162 #ifdef CONFIG_NET_DMA 163 dma_cookie_t dma_cookie; 164 #endif 165 #ifdef CONFIG_NETWORK_SECMARK 166 __u32 secmark; 167 #endif 168 union { 169 //skb的标记 170 __u32 mark; 171 __u32 dropcount; 172 }; 173 //vlan的控制tag 174 __u16 vlan_tci; 175 //传输层的头 176 sk_buff_data_t transport_header; 177 //网络层的头 178 sk_buff_data_t network_header; 179 //链路层的头 180 sk_buff_data_t mac_header; 181 /* These elements must be at the end, see alloc_skb() for details. */ 182 sk_buff_data_t tail; 183 sk_buff_data_t end; 184 unsigned char *head, 185 *data; 186 //这个表示整个skb的大小,包含skb本身。以及数据 187 unsigned int truesize; 188 //skb的引用计数 189 atomic_t users; 190 };

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