网络子系统42_ip协议数据帧的接收

转：http://blog.csdn.net/nerdx/article/details/12450055

//参考 深入理解linux网络技术内幕

                                    

//  注册l3协议
//      ptype_all链表，链接所有ETH_P_ALL类型的l3协议
//      ptype_base哈希表，非ETH_P_ALL类型的l3协议
//  注：l3协议可以使用相同的协议号

1.1 void dev_add_pack(struct packet_type *pt)
{
    int hash;
    //ptype_all ptype_base共用一把锁 ptype_lock
    spin_lock_bh(&ptype_lock);
    //ETH_P_ALL类型的l3协议，从外接收到的数据帧，和从本地发送的数据帧，都会向ptype_all链表中的l3协议，传递一份
    if (pt->type == htons(ETH_P_ALL)) {
        netdev_nit++;
        list_add_rcu(&pt->list, &ptype_all);
    } else {
        hash = ntohs(pt->type) & 15;//ptype_base有16个bucket
        list_add_rcu(&pt->list, &ptype_base[hash]);//链接到bucket的链表中
    }
    spin_unlock_bh(&ptype_lock);
}


//  ip协议控制块
//      每个l3协议，通过struct packet_type描述自己
1.2 static struct packet_type ip_packet_type = {
    .type = __constant_htons(ETH_P_IP),//.type使用网络字节序，大端模式
    .func = ip_rcv,//ip接收函数
};


//  ip协议数据接收
//  调用路径：netif_receive_skb->ip_rcv

//  函数主要任务：
//      1.使处理程序拥有独立的skb
//      2.检验ip数据包的有效性
//      3.处理l2填充

//  ip数据包有效性：
//      1.报头长度
//      2.协议号
//      3.ip校验和
//      4.ip报文总长度

//  处理l2填充：
//      1.当skb中指示的报文总长度大于ip报头指示的数据包总长度时，说明发生了l2填充
//      2.以ip报头指示的数据包总长度为正确，去掉末尾多余的填充数据，同时使l4校验和失效

1.3 int ip_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, struct packet_type *pt)
{
    struct iphdr *iph;
    //skb->pkt_type由接收设备的驱动程序，调用eth_type_trans设定
    //当设备处于混杂模式下，对于非本机，非广播，非多播的数据帧，设置其pkt_type=PACKET_OTHERHOST
    //ip协议不处理l2地址非本机的封包，此类型的封包应该在ip协议之前被bonding，或者网桥来处理
    if (skb->pkt_type == PACKET_OTHERHOST)
        goto drop;

    //更新snmp统计信息
    IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_INRECEIVES);
    //如果skb引用计数不为1，则拷贝一份
    if ((skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC)) == NULL) {
        IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_INDISCARDS);
        goto out;
    }
    //使skb->data到skb->tail之间足够20字节的ip头(此时不包括选项字段)
    if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(struct iphdr)))
        goto inhdr_error;

    iph = skb->nh.iph;//ip头

    //报文有效性检查
    //  1.报头长度
    //  2.协议号
    //  3.ip校验和
    //  4.ip报文总长度
    if (iph->ihl < 5 || iph->version != 4)
        goto inhdr_error;

    //ihl以4字节为单位，表示ip头的长度
    if (!pskb_may_pull(skb, iph->ihl*4))
        goto inhdr_error;

    //对ip头和选项(如果存在的话)，计算校验和
    if (ip_fast_csum((u8 *)iph, iph->ihl) != 0)
        goto inhdr_error;

    {
        __u32 len = ntohs(iph->tot_len); //ip报文总长(包括ip报头，选项，ip有效载荷)
        if (skb->len < len || len < (iph->ihl<<2))//skb中l3数据总长度小于接收到的长度，或者接收到的长度不足ip报头和选项的长度
            goto inhdr_error;

        //处理l2填充：
        //  1.当skb中指示的报文总长度大于ip报头指示的数据包总长度时，说明发生了l2填充
        //  2.以ip报头指示的数据包总长度为正确，去掉末尾多余的填充数据，同时使l4校验和失效
        if (skb->len > len) {
            __pskb_trim(skb, len);
            if (skb->ip_summed == CHECKSUM_HW)//如果校验和已经由硬件求得，但是由于对数据进行了切割操作
                skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;//则指示需要网络层通过软件再进行校验和计算
        }
    }

    return NF_HOOK(PF_INET, NF_IP_PRE_ROUTING, skb, dev, NULL,
               ip_rcv_finish);//经过netfilter钩子函数的处理，最终由ip_rcv_finish完成处理


inhdr_error:
    IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
drop:
        kfree_skb(skb);
out:
        return NET_RX_DROP;
}


//  ip协议数据接收

//  函数主要任务：
//      1.路由数据包
//      2.如果ip报文存在选项，分析ip选项
//      3.处理源路由选项
//      4.根据路由子系统对skb->dst的设置，继续处理skb

1.4 static inline int ip_rcv_finish(struct sk_buff *skb)
{
    struct net_device *dev = skb->dev;
    struct iphdr *iph = skb->nh.iph;


    if (skb->dst == NULL) {//目标路由未设置
        if (ip_route_input(skb, iph->daddr, iph->saddr, iph->tos, dev))//输入路径上的路由，设置skb->dst
            goto drop;
    }
    ...


    if (iph->ihl > 5) {//需要处理ip选项
        struct ip_options *opt;
        //当ip报头的长度大于20字节，说明有选项需要处理，此时通过skb_cow，如果缓存区和别人共享，就会做出该缓冲区的副本，因为对缓存区具有排他拥有权
        if (skb_cow(skb, skb_headroom(skb))) {//是必要的，因为需要处理选项，就可能会修改ip报头，复制缓存区时，保证副本预留16字节的l2头
            IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_INDISCARDS);
            goto drop;
        }
        iph = skb->nh.iph;
        //在报文接收路径的多处，由不同函数对各个选项进行处理
        if (ip_options_compile(NULL, skb))//此处分析ip选项，初始化skb->cb中ip_options结构，为后边处理ip选项做准备。
            goto inhdr_error;

        opt = &(IPCB(skb)->opt);
        if (opt->srr) {//ip_options_compile分析ip报文中的选项，设置opt->srr为源路由选项相对于ip头的起始位置
            struct in_device *in_dev = in_dev_get(dev);
            if (in_dev) {
                if (!IN_DEV_SOURCE_ROUTE(in_dev)) {//入口设备的inet配置不支持源路由选项

                    in_dev_put(in_dev);
                    goto drop;//直接丢弃封包
                }
                in_dev_put(in_dev);
            }
            if (ip_options_rcv_srr(skb))//处理源路由选项
                goto drop;
        }
    }
    //skb->dst->input处理，input函数指针由ip_route_input，根据目标地址，进行设置。
    return dst_input(skb);


inhdr_error:
    IP_INC_STATS_BH(IPSTATS_MIB_INHDRERRORS);
drop:
        kfree_skb(skb);
        return NET_RX_DROP;
}