内核中的UDP socket流程（9）——ip_append

内核中的UDP socket流程（9）——ip_append_data

2018-01-31 1579

简介： 作者：gfree.wind@gmail.com 原文：http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=23629988&do=blog&id=96739 下面开始分析ip_append_data这个函数。

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作者：gfree.wind@gmail.com

原文：http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=23629988&do=blog&id=96739

下面开始分析ip_append_data这个函数。可以先看看这个函数都被哪些函数调用，通过搜索，可以发现以下函数都会调用ip_append_data。

1. icmp_push_reply；

2. ip_send_reply；

3. raw_sendmsg；

4. udp_sendmsg；

而ip_send_reply又会被tcp_v4_send_reset和tcp_v4_send_ack调用。可见，ip_append_data基本上只用于udp socket和raw socket。

那为什么正常的TCP发送数据函数不使用这个函数呢。

从ip_append_data的注释上看

/*
* ip_append_data() and ip_append_page() can make one large IP datagram
* from many pieces of data. Each pieces will be holded on the socket
* until ip_push_pending_frames() is called. Each piece can be a page
* or non-page data.
*
* Not only UDP, other transport protocols - e.g. raw sockets - can use
* this interface potentially.
*
* LATER: length must be adjusted by pad at tail, when it is required.
*/

这个函数用于将多个数据，合成为一个大的IP数据包发送过去。——这里我有一个疑问。UDP 报文是有边界的。怎么能轻易的把多个UDP数据，合成一个大的IP报文呢？合成一个后，怎样区分不同的UDP数据包呢？

那么对于TCP的普通数据来说，TCP本身就是一个基于字节流，而非数据报的协议，另外TCP有自己的窗口控制发送数据的速度和大小，那么用这个函数来组成一个大的数据包，对于TCP就没有什么意义了。——这只是我自己的判断，毕竟还没有看到TCP的代码。

那么开始学习代码吧

int ip_append_data(struct sock *sk,
int getfrag(void *from, char *to, int offset, int len,
int odd, struct sk_buff *skb),
void *from, int length, int transhdrlen,
struct ipcm_cookie *ipc, struct rtable **rtp,
unsigned int flags)
{
struct inet_sock *inet = inet_sk(sk);
struct sk_buff *skb;
struct ip_options *opt = NULL;
int hh_len;
int exthdrlen;
int mtu;
int copy;
int err;
int offset = 0;
unsigned int maxfraglen, fragheaderlen;
int csummode = CHECKSUM_NONE;
struct rtable *rt;
if (flags&MSG_PROBE)
return 0;

从今天开始，在学习代码的步骤中，增加对函数参数的说明。

struct sock *sk，这个很简单，就是linu内部的sock结构；getfrag，函数指针，从目前的代码上看，应该是对分片包的处理，例如计算checksum等；from，数据的起始指针；length，数据的长度；

transhdrlen，传输层报文头的长度；ipc，ip包control信息，以option为主；rtp，路由信息；flags，毫无疑问，标志位。

if (skb_queue_empty(&sk->sk_write_queue)) {
/*
* setup for corking.
*/
opt = ipc->opt;
if (opt) {
if (inet->cork.opt == NULL) {
inet->cork.opt = kmalloc(sizeof(struct ip_options) + 40, sk->sk_allocation);
if (unlikely(inet->cork.opt == NULL))
return -ENOBUFS;
}
memcpy(inet->cork.opt, opt, sizeof(struct ip_options)+opt->optlen);
inet->cork.flags |= IPCORK_OPT;
inet->cork.addr = ipc->addr;
}
rt = *rtp;
if (unlikely(!rt))
return -EFAULT;
/*
* We steal reference to this route, caller should not release it
*/
*rtp = NULL;
inet->cork.fragsize = mtu = inet->pmtudisc == IP_PMTUDISC_PROBE ?
rt->dst.dev->mtu :
dst_mtu(rt->dst.path);
inet->cork.dst = &rt->dst;
inet->cork.length = 0;
sk->sk_sndmsg_page = NULL;
sk->sk_sndmsg_off = 0;
if ((exthdrlen = rt->dst.header_len) != 0) {
length += exthdrlen;
transhdrlen += exthdrlen;
}
}

如果该socket的发送队列为空，那么就需要设置该socket的cork。如果有option信息的话，首先就要复制option信息到socket的cork中，然后设置cork的其他变量，包括分片大小，下一跳地址等。

if (skb_queue_empty(&sk->sk_write_queue)) {
/* skip some codes */
} else {
rt = (struct rtable *)inet->cork.dst;
if (inet->cork.flags & IPCORK_OPT)
opt = inet->cork.opt;
transhdrlen = 0;
exthdrlen = 0;
mtu = inet->cork.fragsize;
}

如果socket的发送队列不为空，那么就直接从cork中取得路由，如果设置了cork的标志位IPCORK_OPT，表明cork中有option，那么就直接引用cork中的option。

看到这里我有一个疑问，没有想清楚。这里的ipc->opt是由udp_sendmsg传下来的，而在udp_sendmsg中，ipc->opt是从用户API中的参数获得的。如果在调用sendto时，该socket的发送缓冲不为空，那么这个opt就不会设置上。岂不是此次操作并没有成功。而且ipc->opt的值也没有被保存，那么此次操作的opt岂不是就丢掉了。望内核高手指教，多谢！