2.6.24.4内核网络接收数据包分析

在2.6.24.4中所有的网卡，不管是否支持napi，都是通过struct napi_struct结构进行。所有我们先说一下这个结构。

struct napi_struct{

   struct list_head poll_list;

   unsigned long state;

   int weight;

   int (*poll)(struct napi_struct *,int);

}

对应支持napi的网卡，自己填充这个结构体；而非napi网卡，则使用per cpu的softnet_data>backlog,这个结构的初始化在net_dev_init()中完成。

我们先说一下非napi机制的网卡：

    网卡接收到数据包后dma到内核空间，然后调用netif_rx()将数据包挂接到softnet_data>input_pkt_queue中，如果backlog这个napi_struct没有被调度，则napi_schedule(&backlog).napi_schedule()会将backlog的poll_list挂接到softnet_data->poll_list上，同时出发软中断NET_RX_SOFTIRQ。NET_RX_SOFTIRQ软中断，调用相应的函数net_rx_action()。

对应napi机制的网卡：

     网卡初始化时会自己初始化一个自己的数据包接收队列同时将这个接收代理放到poll_list中，当有数据包到达时，将数据包dma到自己的数据包队列中。NET_RX_SOFTIRQ软中断，调用相应的函数net_rx_action()。

 

net_rx_action()：

    首先获取softnet_data->poll_list，通过遍历poll_list，获取每个poll_list对应的napi_struct结构(container_of实现)，然后根据napi_struct的weight调用poll函数，如果是非napi网卡，这里的napi_struct是backlog，所以poll函数就是process_backlog;如果是napi的网卡，则会使自己的poll函数。

napi网卡的poll函数就是从自己数据包队列中dequeue出一个skb,然后调用netif_receive_skb().

非napi的process_backlog会获取softnet_data->input_pkt_queue，然后对队列input_pkt_queue进行dequeue操作，获得一个skb，之后调用netif_receive_skb(skb)。

netif_receive_skb():

    对skb做一些准备工作，例如设置mac_len等，调用deliver_skb()给所有的注册ptype_all类型的协议处理handle，然后是网桥和VLAN的处理，之后会给注册的相应协议的ptype_base的handle。这里假设是ip协议，则会调用相应的ip协议handle的处理函数ip_rcv。

ip_rcv():

    对skb做一些检查工作,如果skb->users!=1，则clone一个skb,之后会转入netfilter的NF_IP_PRE_ROUTING的hook点，调用所有在该点注册的hook函数。比如说如果开启了conntrack，则会在这里进行数据包重组。之后调用ip_rcv_finish().

ip_rcv_finish():

    首先调用ip_route_input()决定数据包的路由，初始化skb->dst，调用dst_input(skb).

dst_input():

    实际上是调用skb->dst->input(skb)，对应input的初始化在route.c中。如果是发往本地的数据包dst->input=ip_local_deliver;如果是转发的数据包dst->input=ip_forward;

本地流程：

ip_local_deliver():

    首先是对分片的数据包重组，会转入netfilter的NF_IP_LOCAL_IN的hook点，调用所有在该点注册的hook函数。之后会调用ip_local_deliver_finish()，之后就到第四层了。

转发流程：

ip_forward():

    做一些源路由等方面的检查后，会转入netfilter的NF_IP_FORWARD的hook点，调用所有在该点注册的hook函数。之后会调用ip_forward_finish().

ip_forward_finish():

    调用dst_output().

dst_output():

    skb->dst->output(skb).一般output=ip_output.

ip_output():

    设置skb的dev为发包的dev,同时设置skb->protocol,会转入netfilter的NF_IP_POST_ROUTING的hook点，调用所有在该点注册的hook函数。之后会调用ip_finish_output().

ip_finish_output():

    检查一下数据包是否需要分片，如果需要分片，则进行ip_fragement()，之后调用ip_finish_output2().

ip_finish_output2():

    根据neighbour，调用dst->neighbour->output.

到这为止，数据包会经过dev_queue_xmit放入dev的qdisc中。之后就是流控出队列。