TCP/IP源码学习(43)——__skb_recv_datagram学习

作者：[e-mail]

博客：blog.focus-linux.net    linuxfocus.blog.chinaunix.net

Linux版本：2.6.36

好久没有看Linux源代码了，今天先回顾了一下以前的笔记，基本上把发送和接收数据包的流程学习了一遍。如果需要看以前的笔记，请看linuxfocus.blog.chinaunix.net上面的笔记。

不过以前的接收流程，只学习到kernel如何将数据包分发到对应的socket上。接收流程的其它部分没有太多值得关注的。我想可以这样去看源码，将一些有意思的部分单拿出来学习。

下面看一下UDP读取数据包的关键函数：

struct sk_buff *__skb_recv_datagram(struct sock *sk, unsigned flags,
                    int *peeked, int *err)
{
    struct sk_buff *skb;
    long timeo;
    /*
     * Caller is allowed not to check sk->sk_err before skb_recv_datagram()
     */
    int error = sock_error(sk);

    if (error)
        goto no_packet;

     /* 当socket为阻塞时，获取timeout的值 */

    timeo = sock_rcvtimeo(sk, flags & MSG_DONTWAIT);

    do {
        /* Again only user level code calls this function, so nothing
         * interrupt level will suddenly eat the receive_queue.
         *
         * Look at current nfs client by the way...
         * However, this function was corrent in any case. 8)
         */
        unsigned long cpu_flags;

         /* 

         当查看socket是否有数据包时，需要上锁，因为需要保证其它线程不会将数据包取走。

         */

        spin_lock_irqsave(&sk->sk_receive_queue.lock, cpu_flags);
        /* 查看在socket的buffer中是否有数据包 */
        skb = skb_peek(&sk->sk_receive_queue);
        if (skb) {
            *peeked = skb->peeked;
            if (flags & MSG_PEEK) {
                /*
                设置MSG_PEEK，表示用户不是真的要读取数据，只是一个peek调用。
                那么并不真正读取数据
                */
                skb->peeked = 1;
                atomic_inc(&skb->users);
            } else
                __skb_unlink(skb, &sk->sk_receive_queue); //从队列中取出数据，即可看作读出数据
        }
        spin_unlock_irqrestore(&sk->sk_receive_queue.lock, cpu_flags);

         // 有数据包，返回skb

        if (skb)
            return skb;

        /* User doesn't want to wait */
        error = -EAGAIN;
        /*
        timeo为0，有2中情况：1种是socket为非阻塞的，第2种，即socket阻塞的时间已经超过了timeo的值，
那么就跳到no_packet处理
        */
        if (!timeo)
            goto no_packet;

    } while (!wait_for_packet(sk, err, &timeo)); //阻塞进程，等待数据包

    return NULL;

no_packet:
    *err = error;
    return NULL;
}

下面看wait_for_packet：

static int wait_for_packet(struct sock *sk, int *err, long *timeo_p)
{
    int error;

     /* 

     前面的操作都是初始化wait，为将socket加入wait队列作准备，这部分代码牵涉到进程调度。关于进程调度，我      只是知道一些皮毛，留在以后学习。这里只需要将其看作是一些加入wait队列的准备工作即可，并不影响理解代码      。

     */

    DEFINE_WAIT_FUNC(wait, receiver_wake_function);

    prepare_to_wait_exclusive(sk_sleep(sk), &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);

    /* Socket errors? */
    error = sock_error(sk);
    if (error)
        goto out_err;

     /* 一个完备检测。在决定wait和调用wait之间，有数据包到了，那么就不需要wait，所以这里再次检查socket      的队列是否为空 */

    if (!skb_queue_empty(&sk->sk_receive_queue))
        goto out;

     /* 完备检测。也许socket无数据包读取，因为socket已经被另外的线程关闭了。这样可以保证关闭socket的时      候，不会导致其他的socket的读写操作被阻塞。*/

    /* Socket shut down? */
    if (sk->sk_shutdown & RCV_SHUTDOWN)
        goto out_noerr;

      /* 对于面向连接的socket进行检查。如果是面向连接的socket，如果不是已经建立连接或者正在监听状态的so       cket是不可能有数据包的。不然即出错*/

    /* Sequenced packets can come disconnected.
     * If so we report the problem
     */
    error = -ENOTCONN;
    if (connection_based(sk) &&
        !(sk->sk_state == TCP_ESTABLISHED || sk->sk_state == TCP_LISTEN))
        goto out_err;

     /* 检查是否有pending的signal，保证阻塞时，进程可以被signal唤醒 */

    /* handle signals */
    if (signal_pending(current))
        goto interrupted;

    error = 0;
    /* sleep本进程，直至满足唤醒条件或者被信号唤醒——因为前面设置了TASK_INTERRUPTIBLE*/
    *timeo_p = schedule_timeout(*timeo_p);
out:

     /* wait队列的清理工作 */

    finish_wait(sk_sleep(sk), &wait);
    return error;
interrupted:
    error = sock_intr_errno(*timeo_p);
out_err:
    *err = error;
    goto out;
out_noerr:
    *err = 0;
    error = 1;
    goto out;
}

看完了这两个函数，个人感觉这种针对一些有意义的函数进行学习，比流水账似的从系统调用开始学习的效果要好。因为后者会浪费很多精力在不太重要的代码或者流程上，而前者直接聚焦于比较关键的地方。