Linux内核分析 - 网络[三]：从netif_receive_skb()说起

在netif_receive_skb()函数中，可以看出处理的是像ARP、IP这些链路层以上的协议，那么，链路层报头是在哪里去掉的呢？答案是网卡驱动中，在调用netif_receive_skb()前，

skb->protocol = eth_type_trans(skb, bp->dev);

该函数对处理后skb>data跳过以太网报头，由mac_header指示以太网报头：



进入netif_receive_skb()函数

list_for_each_entry_rcu(ptype,&ptype_base[ntohs(type) & PTYPE_HASH_MASK], list)

按照协议类型依次由相应的协议模块进行处理，而所以的协议模块处理都会注册在ptype_base中，实际是链表结构。
net/core/dev.c

static struct list_head ptype_base __read_mostly; /* Taps */


而相应的协议模块是通过dev_add_pack()函数加入的：

void dev_add_pack(struct packet_type *pt)
{
int hash;

spin_lock_bh(&ptype_lock);
if (pt->type == htons(ETH_P_ALL))
list_add_rcu(&pt->list, &ptype_all);
else {
hash = ntohs(pt->type) & PTYPE_HASH_MASK;
list_add_rcu(&pt->list, &ptype_base[hash]);
}
spin_unlock_bh(&ptype_lock);
}


以ARP处理为例
该模块的定义，它会在arp_init()中注册进ptype_base链表中：

static struct packet_type arp_packet_type __read_mostly = {
.type = cpu_to_be16(ETH_P_ARP),
.func = arp_rcv,
};


然后在根据报文的TYPE来在ptype_base中查找相应协议模块进行处理时，实际调用arp_rcv()进行接收
arp_rcv() --> arp_process()

arp = arp_hdr(skb);
……
arp_ptr= (unsigned char *)(arp+1);
sha= arp_ptr;
arp_ptr += dev->addr_len;
memcpy(&sip, arp_ptr, 4);
arp_ptr += 4;
arp_ptr += dev->addr_len;
memcpy(&tip, arp_ptr, 4);

操作后这指针位置：



然后判断是ARP请求报文，这时先查询路由表ip_route_input()

if (arp->ar_op == htons(ARPOP_REQUEST) &&
ip_route_input(skb, tip, sip, 0, dev) == 0)

在ip_route_input()函数中，先在cache中查询是否存在相应的路由表项：

hash = rt_hash(daddr, saddr, iif, rt_genid(net));

缓存的路由项在内核中组织成hash表的形式，因此在查询时，先算出的hash值，再用该项-
rt_hash_table[hash].chain即可。这里可以看到，缓存路由项包括了源IP地址、目的IP地址、网卡号。

如果在缓存中没有查到匹配项，或指定不查询cache，则查询路由表ip_route_input_slow()；
进入ip_route_input_slow()函数，最终调用fib_lookup()得到查询结果fib_result

if ((err = fib_lookup(net, &fl, &res)) != 0)

如果结果fib_result合法，则需要更新路由缓存，将此次查询结果写入缓存

hash = rt_hash(daddr, saddr, fl.iif, rt_genid(net));
err = rt_intern_hash(hash, rth, NULL, skb, fl.iif);


在查找完路由表后，回到arp_process()函数，如果路由项指向本地，则应由本机接收该报文：

if (addr_type == RTN_LOCAL) {
……
if (!dont_send) {
n = neigh_event_ns(&arp_tbl, sha, &sip, dev);
if (n) {
arp_send(ARPOP_REPLY,ETH_P_ARP,sip,dev,tip,sha,dev->dev_addr,sha);
neigh_release(n);
}
}
goto out;
}

首先更新邻居表neigh_event_ns()，然后发送ARP响应 –
arp_send。
至此，大致的ARP流程完成。由于ARP部分涉及到路由表以及邻居表，这都是很大的概念，在下一篇中介绍，这里直接略过了。