關于skb_header_pointer函數 2012-02-21 15:17:46
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原文位址：關于skb_header_pointer函數 作者：luoyan_xy
最近一段時間看核心代碼，總是看到skb_header_pointer函數，這個函數的主要功能很簡單，就是從skb字段中擷取指定長度到内容到緩存中。函數原型是這個樣子的： static inline void *skb_header_pointer(const struct sk_buff *skb, int offset,
int len, void *buffer) 也就是從skb中skb->data開始的offset偏移處，擷取len長度的内容到buff中。 看起來這個并沒有什麼問題，不過無意中在網上搜了一下這個函數，卻發現還真有一些别的意義在裡面。。好吧，看一下代碼，依然是2.6.30版本核心。 static inline void *skb_header_pointer(const struct sk_buff *skb, int offset,
int len, void *buffer)
{
int hlen = skb_headlen(skb); if (hlen - offset >= len)
return skb->data + offset; if ( skb_copy_bits(skb, offset, buffer, len) < 0)
return NULL; return buffer;
} 參數為：
skb：資料包struct sk_buff的指針
offset：相對資料起始頭(如IP頭)的偏移量
len：資料長度
buffer：緩沖區，大小不小于len 其中skb_headlen()函數的定義為： static inline unsigned int skb_headlen(const struct sk_buff *skb)
{
return skb->len - skb->data_len;
}
其中skb->len是資料包長度，在IPv4中就是單個完整IP包的總長，但這些資料并不一定都在目前記憶體頁；skb->data_len表示在其他頁的資料長度（包括本skb在其他頁中的資料以及分片skb中的資料），是以skb->len - skb->data_len表示在目前頁的資料大小。 如果skb->data_len不為0，表示該IP包的資料分屬不同的頁，該資料包也就被成為非線性化的，函數skb_is_nonlinear()就是通過該參數判斷，一般剛進行完碎片重組的skb包就屬于此類。 這樣skb_header_pointer()函數就好了解了，先判斷要處理的資料是否都在目前頁面内，如果是，則傳回可以直接對資料處理，傳回所求資料指針，否則用skb_copy_bits()函數進行拷貝，下面再來看一下這個函數的實作過程，并不複雜。 int skb_copy_bits(const struct sk_buff *skb, int offset, void *to, int len)
{
int i, copy;
int start = skb_headlen(skb); if (offset > (int)skb->len - len)
goto fault;
if ((copy = start - offset) > 0) {
if (copy > len)
copy = len;
skb_copy_from_linear_data_offset(skb, offset, to, copy);
if ((len -= copy) == 0)
return 0;
offset += copy;
to += copy;
}
for (i = 0; i < skb_shinfo(skb)->nr_frags; i++) {
int end; WARN_ON(start > offset + len); end = start + skb_shinfo(skb)->frags[i].size;
if ((copy = end - offset) > 0) {
u8 *vaddr; if (copy > len)
copy = len; vaddr = kmap_skb_frag(&skb_shinfo(skb)->frags[i]);
memcpy(to,
vaddr + skb_shinfo(skb)->frags[i].page_offset+
offset - start, copy);
kunmap_skb_frag(vaddr); if ((len -= copy) == 0)
return 0;
offset += copy;
to += copy;
}
start = end;
}
if (skb_shinfo(skb)->frag_list) {
struct sk_buff *list = skb_shinfo(skb)->frag_list; for (; list; list = list->next) {
int end; WARN_ON(start > offset + len); end = start + list->len;
if ((copy = end - offset) > 0) {
if (copy > len)
copy = len;
if ( skb_copy_bits(list, offset - start,
to, copy))
goto fault;
if ((len -= copy) == 0)
return 0;
offset += copy;
to += copy;
}
start = end;
}
}
if (!len)
return 0; fault:
return -EFAULT;
} 其中的skb_copy_from_linear_data_offset函數，就是一個線性拷貝的過程，内部是對memcpy的一個封裝。 kmap_skb_frap沒有看明白，不過其意思應該是把分片資料所在的page位址映射到了一個核心可通路的虛拟位址上，通過這個虛拟位址完成資料的拷貝，最後再通過kunmap_skb_frag完成映射位址的釋放。 這些都不是重點，主要的是我在網上看到了這樣一些話，便直接把它們拷貝過來吧： 在2.4中是沒有這一函數的，因為2.4的netfilter首先進行碎片包重組，随即進行skb的線性化檢查，對非線性skb包進行線性化，是以合法skb包進入後續hook點操作時實際skb->data_len就都是0了，可以直接操作。 netfilter的碎片重組函數為ip_ct_gather_frags()，在2.4中碎片重組完還進行線性化，而2.6中重組完就直接傳回了，并不進行線性化操作，是以以後在使用的時候必須檢查要處理的資料是否在記憶體頁面中。 由于2.6中的碎片重組操作後不進行skb資料包的線性化，是以資料可能存在于不同的記憶體頁面中，對于不在同一頁面中的情況不能直接進行資料操作，需要将資料拷貝到一個單獨緩沖區後再進行處理。 關于核心為什麼這樣做，我沒找到标志答案，下面是一個網友的回複，也粘貼過來，有機會的話就慢慢了解了：
非線性化很重要的一點是為了支援網卡晶片的一些功能，這些功能可以大大增加TCP的性能。
如TSO（tcp segment offload），在sendfile中。 系統隻是增加file對應的page cache 的引用數，接着将一個個頁面放在SKB中發送，一次可以放接近65535 - TCP頭的資料。網卡如E1000，會根據MSS大小切割封包并計算校驗後發送。 ![大話Linux核心中鎖機制之原子操作、自旋鎖[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)