Linux内核分析 - 网络[三]：从netif_receive_skb()说起

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在netif_receive_skb()函数中，可以看出处理的是像ARP、IP这些链路层以上的协议，那么，链路层报头是在哪里去掉的呢？答案是网卡驱动中，在调用netif_receive_skb()前，

    skb->protocol = eth_type_trans(skb, bp->dev);

该函数对处理后skb>data跳过以太网报头，由mac_header指示以太网报头：

进入netif_receive_skb()函数

list_for_each_entry_rcu(ptype,&ptype_base[ntohs(type) & PTYPE_HASH_MASK], list)

按照协议类型依次由相应的协议模块进行处理，而所以的协议模块处理都会注册在ptype_base中，实际是链表结构。

net\core\dev.c

static struct list_head ptype_base __read_mostly;   /* Taps */

 

而相应的协议模块是通过dev_add_pack()函数加入的：

void dev_add_pack(struct packet_type *pt)

{

     int hash;

 

     spin_lock_bh(&ptype_lock);

     if (pt->type == htons(ETH_P_ALL))

              list_add_rcu(&pt->list, &ptype_all);

     else {

              hash = ntohs(pt->type) & PTYPE_HASH_MASK;

              list_add_rcu(&pt->list, &ptype_base[hash]);

     }

     spin_unlock_bh(&ptype_lock);

}

 

以ARP处理为例

该模块的定义，它会在arp_init()中注册进ptype_base链表中：

static struct packet_type arp_packet_type __read_mostly = {

     .type =      cpu_to_be16(ETH_P_ARP),

     .func =      arp_rcv,

};

 

然后在根据报文的TYPE来在ptype_base中查找相应协议模块进行处理时，实际调用arp_rcv()进行接收

arp_rcv() --> arp_process()

arp = arp_hdr(skb);

……

arp_ptr= (unsigned char *)(arp+1);

sha= arp_ptr;

arp_ptr += dev->addr_len;

memcpy(&sip, arp_ptr, 4);

arp_ptr += 4;

arp_ptr += dev->addr_len;

memcpy(&tip, arp_ptr, 4);

操作后这指针位置：

然后判断是ARP请求报文，这时先查询路由表ip_route_input()

if (arp->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST) &&

         ip_route_input(skb, tip, sip, 0, dev) == 0)

在ip_route_input()函数中，先在cache中查询是否存在相应的路由表项：

hash = rt_hash(daddr, saddr, iif, rt_genid(net));

缓存的路由项在内核中组织成hash表的形式，因此在查询时，先算出的hash值，再用该项- rt_hash_table[hash].chain即可。这里可以看到，缓存路由项包括了源IP地址、目的IP地址、网卡号。

 

如果在缓存中没有查到匹配项，或指定不查询cache，则查询路由表ip_route_input_slow()；

进入ip_route_input_slow()函数，最终调用fib_lookup()得到查询结果fib_result

if ((err = fib_lookup(net, &fl, &res)) != 0)

如果结果fib_result合法，则需要更新路由缓存，将此次查询结果写入缓存

hash = rt_hash(daddr, saddr, fl.iif, rt_genid(net));

err = rt_intern_hash(hash, rth, NULL, skb, fl.iif);

 

在查找完路由表后，回到arp_process()函数，如果路由项指向本地，则应由本机接收该报文：

if (addr_type == RTN_LOCAL) {

              ……

              if (!dont_send) {

                       n = neigh_event_ns(&arp_tbl, sha, &sip, dev);

                       if (n) {

                                 arp_send(ARPOP_REPLY,ETH_P_ARP,sip,dev,tip,sha,dev->dev_addr,sha);

                                 neigh_release(n);

                       }

              }

              goto out;

     }

首先更新邻居表neigh_event_ns()，然后发送ARP响应 – arp_send。

至此，大致的ARP流程完成。由于ARP部分涉及到路由表以及邻居表，这都是很大的概念，在下一篇中介绍，这里直接略过了。