linux内核skb操作

时间:2021-05-25 20:30:38

1,struct sk_buff数据结构

struct sk_buff{
//这两个结构必须放在最前面
struct sk_buff *next;
struct sk_buff *prev;
struct sk_buff_head *list; struct sock *sk; //指向所属的sock结构
ktime_t tstamp; //表示包接收的时间 /*
这个变量的类型是net_device,net_device它代表一个网络设备。dev的作用与这
个包是准备发出的包还是刚接收的包有关。当收到一个包时,设备驱动会把sk_buff
的dev指针指向收到这个包的网络设备;当一个包被发送时,这个变量代表将要发
送这个包的设备。在发送网络包时设置这个值的代码要比接收网络包时设置这个值
的代码复杂。有些网络功能可以把多个网 络设备组成一个虚拟的网络设备(也就是
说,这些设备没有和物理设备直接关联),并由一个虚拟网络设备驱动管理。当虚拟
设备被使用时,dev指针指向虚拟设 备的net_device结构。而虚拟设备驱动会在一
组设备中选择一个设备并把dev指针修改为这个设备的net_device结构。因此,在某
些情况 下,指向传输设备的指针会在包处理过程中被改变。
*/
struct net_device *dev;
struct dst_entry *dst;
struct sec_path *sp; union{//运输层的的头信息
struct tcphdr *th;
struct udphdr *uh;
struct icmphdr *icmph;
struct igmphdr *igmph;
.......
unsigned char *raw;
}h; union{//网络层头信息
struct iphdr *iph;
struct ipv6hdr *ipv6h;
struct arphdr *arph;
unsigned char *raw;
}nh; union{//链路层头信息
struct ethhdr *ethernet;
unsigned char *raw
} unsigned char cloned;//是否是克隆的 char cb[48]; .......
//这几个变量相当重要
unsigned char *head;
unsigned char *data;
unsigned char *tail;
unsigned char *end; ....... }

2,内核是如何维护sk_buff结构的,我们以一图明了:

linux内核skb操作

由上图我们可以清晰的看到内核为何sk_buff结构

head:指针指向内存中已分配的用于存储网路数据的缓冲区起始地址,sk_buff和相关数据块在分配后,该指针的值就固定了。
data:指针指向对应当前协议层有效数据的起始地址。每个协议的有效数据含义不同。
tail:指向对应当前协议层有效数据负载的结尾地址,与data对应。
end:指向内存分配的数据缓冲区的结尾地址,与head指针对应。和head一样,sk_buff和相关数据块被分配后,end指针也就固定了

3,skb_buff的操作

Skb操作
1, skb_queue_empty检查队列是否为空
原型:int skb_queue_empty(struct sk_buff_head *list)
参数:list为队列的头
描述:如果队列为空返回真,否则返回假

2, skb_get引用缓冲区
原型:struct skb_buff* skb_get(struct sk_buff *skb)
参数:skb为要引用的缓冲区;
描述:对套接字缓冲区引用一次,返回指向缓冲区的指针

3, skb_free释放一个缓冲区
原型:void kree_skb(struct sk_buff *skb)
参数:skb为要释放的缓冲区
描述:删除一个缓冲区的引用,如果其引用计数变为0,则释放它

4, skb_cloned判断缓冲区是否是克隆的
原型:int skb_cloned(struct sk_buff *skb)
参数:skb为要检查的缓冲区
描述:如果以skb_clone标志来产生缓冲区,则返回真,否则返回假

5, skb_shared缓冲区是否是共享的
原型:int skb_shared(struct sk_buff *skb)
参数:skb为要检查的缓冲区
描述:如果有多于一个人引用这个缓冲区就返回真

6, skb_share_check检查缓冲区是否是共享的,如果是就克隆它
原型:struct sk_buff *skb_share_check(struct *skb,int pri)
参数:skb为要检查的缓冲区,pri为内存分配的优先级
描述:如果缓冲区的共享的,就克隆这个缓冲区,并把原来缓冲区的引用计数减一,返回新克隆的缓冲区,如果不是共享的,则返回原来的缓冲区,当从中断或者全局锁调用该函数时pri必须为GFP_ATOMIC,内存分配失败返回NULL

7, skb_unshare产生一个共享缓冲区的拷贝
原型:struct sk_buff *skb_unshare(struct sk_buff *skb,int pri);
参数:skb为要检查的缓冲区,pri为内存非配的优先级
描述:如果套接字缓冲区是克隆的,那么这个函数就创建一个新的数据数据拷贝,并把原来缓冲区的引用计数减一,返回因为计数为一的新拷贝,如果不是克隆的,就返回原来的缓冲区,当从中断或者全局锁调用该函数时,pri必须是GFP_ATOMIC,内存分配错误返回NULL

8, skb_queue_len获得队列的长度
原型:__u32 sk_queue_len(struct sk_buff_head *list)
参数:list为测量的链表

9, skb_queue_head,skb_que_tail将newsk添加到链表的首部/尾部
原型:void skb_queue_head/tail(struct sk_buff_head *list,
struct sk_buff *newsk)
参数:list为要使用的链表,newsk为要添加的缓冲区

下面是几个常用的,在此贴出源代码以便更好的理解


static inline void skb_reserve( struct sk_buff *skb , int len )
{
skb->data += len ;
skb->tail += len ;
} /**
* skb_put - add data to a buffer
* @skb : buffer to use
* @len : amount of data to add
*
* This function extends the used data area of the buffer. If this would
* exceed the total buffer size the kernel will panic. A pointer to the
* first byte of the extra data is returned.
*/ unsigned char *skb_put( struct sk_buff *skb , unsigned int len )
{
unsigned char *tmp = skb_tail_pointer(skb) ;
/* 如果存在非线性区,即data_len > 0 ,则报bug */
SKB_LINEAR_ASSERT(skb) ;
skb->tail += len ;
skb->len += len ;
if (unlikely(skb->tail > skb->end ))
skb_over_panic(skb , len , __builtin_return_address(0)) ;
return tmp ;
} /**
* skb_push - add data to the start of a buffer
* @skb : buffer to use
* @len : amount of data to add
*
* This function extends the used data area of the buffer at the buffer
* start. If this would exceed the total buffer headroom the kernel will
* panic. A pointer to the first byte of the extra data is returned.
*/ unsigned char *skb_push( struct sk_buff *skb , unsigned int len )
{
skb->data -= len ;
skb->len += len ;
if ( unlikely(skb->data < skb->head ) )
skb_under_panic(skb , len , __builtin_return_address(0)) ;
return skb->data ;
} /**
* skb_pull - remove data from the start of a buffer
* @skb : buffer to use
* @len : amount of data to remove
*
* This function removes data from the start of a buffer, returning the memory to
* the headroom. A pointer to the next data in the buffer is returned. Once the
* data has been pulled future pushes will overwrite the old data.
*/ unsigned char *skb_pull( struct sk_buff *skb , unsigned int len )
{
return skb_pull_inline(skb , len ) ;
} static inline unsigned char *skb_pull_inline(struct sk_buff *skb , unsigned int len)
{
return unlikely(len > skb->len ) ? NULL : __skb_pull(skb , len) ;
} static inline unsigned char *__skb_pull(struct sk_buff *skb , unsigned int len)
{
skb->len -= len ;
BUG_ON(skb->len < skb->data_len ) ;
return skb->data += len ;
}