【linux驱动分析】之dm9000驱动分析(三):sk_buff结构分析

时间:2023-03-08 18:18:08

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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 };