linux驱动分析之dm9000驱动分析：sk_buff结构分析

Posted 2020-09-18 lytwajue

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【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 };