深入理解Linux网络技术内幕-关键数据结构（四）

缓冲区的克隆和拷贝

当一个缓冲区需要被特别处理时，可能需要修改sk_buff描述符的内容，但内核不需要完全拷贝sk_buff结构和相关联的数据缓冲区。为了提高效率，内核可以只克隆原始值，也就是拷贝sk_buff结构，然后增加数据缓冲区的引用计数，防止被释放。

    当一个数据包需要被传输给多个接受者，如协议处理例程或多个网络分流器时，就需要使用数据包克隆技术。

    sk_buff的克隆没有链接到任何表，而且也没有引用套接字的拥有者。skb->cloned字段在克隆的和原来的结构猪都设置为1.克隆的skb->users设置为1，但对数据缓冲区的引用计数会递增，因为又有一个sk_buff结构指向这个数据区。

skb_clone函数可用于检查一个skb缓冲区的克隆状态。

skb_share_check函数检查skb->users引用计数是否为1，当不为1时，则说明这个skb是共享的，克隆一个新的skb返回，同时将原来的skb引用计数减一。否则直接返回原来的skb。

当一个缓冲区被克隆是，数据区块的内容不能修改，因此访问该数据的代码不需要上锁机制。当若函数不仅需要修改sk_buff结构体的字段，还需要修改数据时，就必须连数据缓冲区一起克隆。这种情况有两种选择：若只需要修改skb->head和skb->end区域的数据内容，则可以使用pskb_copy只克隆这个区域。若需要修改分片数据块中的内容，则需要使用skb_copy将分片区域的数据一起克隆。在skb_shared_info结构中也可以包含一个sk_buff结构列表frag_list。

以下分别为pskb_copy和skb_copy函数的操作结果：

常见sk_buff元素队列的管理函数

skb_queue_head_init：对skb_buff_head队列头指针进行初始化

skb_queue_head、skb_queue_tail：把一个sk_buff添加到队列头或尾

skb_dequeue、skb_dequeue_tail：将一个sk_buff从队列头或尾移除

skb_queue_purge：把队列变为空队列

skb_queue_walk：遍历队列中的每个元素

这类函数必须以原子方式执行，所以会获取sk_buff_head队列头结构的自旋锁

void skb_queue_head(struct sk_buff_head *list, struct sk_buff *newsk)
{
    unsigned long flags;

    spin_lock_irqsave(&list->lock, flags);
    __skb_queue_head(list, newsk);
    spin_unlock_irqrestore(&list->lock, flags);
}