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Bluesea — Tue, 24 Apr 2012 05:50:00 GMT

一、linux内核�|�络栈代码的准备知识

1. linux内核ipv4�|�络部分分层�l�构�Q?/span>

BSD socket层： �q�一部分处理BSD socket相关操作�Q�每个socket在内�怸�以struct socket�l�构体现。这一部分的文�?/div>

主要有：/net/socket.c /net/protocols.c etc

INET socket层：BSD socket是个可以用于各种�|�络协议的接口，而当用于tcp/ip�Q�即建立了AF_INET形式的socket�Ӟ��

�q�需要保留些额外的参敎ͼ�于是��有了struct sock�l�构。文件主�?/span>

有：/net/ipv4/protocol.c /net/ipv4/af_inet.c /net/core/sock.c etc

TCP/UDP层：处理传输层的操作�Q�传输层用struct inet_protocol和struct proto两个�l�构表示。文件主�?/div>

有：/net/ipv4/udp.c /net/ipv4/datagram.c /net/ipv4/tcp.c /net/ipv4/tcp_input.c /net/ipv4//tcp_output.c /net/ipv4/tcp_minisocks.c /net/ipv4/tcp_output.c /net/ipv4/tcp_timer.c

etc

IP层：处理�|�络层的操作�Q�网�l�层用struct packet_type�l�构表示。文件主要有�Q?net/ipv4/ip_forward.c

ip_fragment.c ip_input.c ip_output.c etc.

数据链�\层和驱动�E�序�Q?/strong>每个�|�络讑֤�以struct net_device表示�Q�通用的处理在dev.c中，驱动�E�序都在/driver/net�?/div>

录下�?/span>

2. 两台��L��建立udp通信所走过的函数列�?/strong>

^
|       sys_read                fs/read_write.c
|       sock_read               net/socket.c
|       sock_recvmsg            net/socket.c
|       inet_recvmsg            net/ipv4/af_inet.c
|       udp_recvmsg             net/ipv4/udp.c
|       skb_recv_datagram       net/core/datagram.c
|       -------------------------------------------
|       sock_queue_rcv_skb      include/net/sock.h
|       udp_queue_rcv_skb       net/ipv4/udp.c
|       udp_rcv                 net/ipv4/udp.c
|       ip_local_deliver_finish net/ipv4/ip_input.c
|       ip_local_deliver        net/ipv4/ip_input.c
|       ip_recv                 net/ipv4/ip_input.c
|       net_rx_action           net/dev.c
|       -------------------------------------------
|       netif_rx                net/dev.c
|       el3_rx                  driver/net/3c309.c
|       el3_interrupt           driver/net/3c309.c

�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝�Q�＝

|       sys_write               fs/read_write.c
|       sock_writev             net/socket.c
|       sock_sendmsg            net/socket.c
|       inet_sendmsg            net/ipv4/af_inet.c
|       udp_sendmsg             net/ipv4/udp.c
|       ip_build_xmit           net/ipv4/ip_output.c
|       output_maybe_reroute    net/ipv4/ip_output.c
|       ip_output               net/ipv4/ip_output.c
|       ip_finish_output        net/ipv4/ip_output.c
|       dev_queue_xmit          net/dev.c
|       --------------------------------------------
|       el3_start_xmit          driver/net/3c309.c
V

3. �|�络路径图、重要数据结构sk_buffer及�\�׃��l?/strong>

    linux-net.pdf �W?.1�?�W?.3�?�W?.4�?/span>



4. 从连接、发送、到接收数据包的�q�程

    linux-net.pdf �W?�?�?章详�l�阐�q?/span>

�?linux的tcp-ip栈代码的详细分析

1.数据�l�构(msghdr,sk_buff,socket,sock,proto_ops,proto)

bsd套接字层,操作的对象是socket,数据存放在msghdr�q�样的数据结构：

创徏socket需要传递family,type,protocol三个参数�Q�创建socket其实��是创徏一个socket实例�Q�然后创��Z�� 个文件描�q�符�l�构�Q��ƈ且互相徏立一些关联，卛_��立互相连接的指针�Q��ƈ且初始化�q�些�Ҏ��件的写读操作映射到socket的read�Q�write函数上来�?/span>

同时初始化socket的操作函敎ͼ�proto_ops�l�构),如果传入的type参数是STREAM�c�d��Q�那么就初始化�ؓ SOCKET->ops为inet_stream_ops�Q�如果是DGRAM�c�d��Q�则SOCKET-ops为inet_dgram_ops。对�?inet_stream_ops其实是一个结构体�Q�包含了stream�c�d��的socket操作的一些入口函敎ͼ�在这些函数里主要做的是对socket�q�行相关的操作，同时通过调用下面提到的sock中的相关操作完成socket到sock层的传递。比如在inet_stream_ops里有�?inet_release的操作，�q�个操作除了释放socket的类型空间操作外�Q�还通过调用socket�q�接的sock的close操作�Q�对�?stream�c�d��来说�Q�即tcp_close来关闭sock

释放sock�?/span>

创徏socket同时�q�创建sock数据�I�间�Q�初始化sock,初始化过�E�主要做的事情是初始化三个队列，receive_queue�Q�接收到的数据包sk_buff链表队列),send_queue(需要发送数据包的sk_buff链表队列),backlog_queue(主要用于tcp中三 �ơ握手成功的那些数据�?自己猜的),�Ҏ��family、type参数�Q�初始化sock的操作，比如对于family为inet�c�d��的，type�?stream�c�d��的，sock->proto初始化�ؓtcp_prot.其中包括stream�c�d��的协议sock操作对应的入口函数�?/span>

在一端对socket�q�行write的过�E�中�Q�首先会把要write的字�W�串�~�冲区整理成msghdr的数据结构�Ş�?参见linux内核 2.4版源代码分析大全),然后调用sock_sendmsg把msghdr的数据传送至inet层，对于msghdr�l�构中数据区中的每个数据包，创徏 sk_buff�l�构�Q�填充数据，挂至发送队列。一层层往下层协议传递。一下每层协议不再对数据�q�行拯��。而是对sk_buff�l�构�q�行操作�?/span>

inet套接字及以下�?数据存放在sk_buff�q�样的数据结构里�Q?/span>

路由�Q?/span>



    在linux的�\��q��l�主要保存了三种与�\��q��关的数据�Q�第一�U�是在物理上和本机相�q�接的主机地址信息表，�W�二�U�是保存了在�|�络讉K��中判断一个网�l�地址应该��C��么�\��q��数据表；�W�三�U�是最��C��用过的查询�\由地址的缓存地址数据表�?/span>

    1.neighbour�l�构 neighbour_table{ }是一个包含和本机所�q�接的所有邻元素的信息的数据�l�构。该�l�构中有个元素是neighbour�l�构的数�l�，数组的每一个元素都是一个对应于��L��?neighbour�l�构�Q�系�l�中�׃��协议的不同，会有不同的判断邻居的方式�Q�每�U�都有neighbour_table{}�c�d��的实例，�q�些实例是通过 neighbour_table{}中的指针next串联��h��的。在neighbour�l�构中，包含有与该邻居相�q�的�|�络接口讑֤�net_device�?指针�Q�网�l�接口的��g地址�Q�邻居的��g地址�Q�包含有neigh_ops{}指针�Q�这些函数指针是直接用来�q�接传输数据的，包含�?queue_xmit(struct * sk_buff)函数入口地址�Q�这个函数可能会调用��g驱动�E�序的发送函数�?/span>

    2.FIB�l�构在FIB中保存的是最重要的�\��p��?通过对FIB数据的查扑֒�换算�Q�一定能够获得�\�׃��个地址的方法。系�l�中路由一般采取的手段是：先到路由�~�存中查�?表项�Q�如果能够找刎ͼ�直接对应的一��作��\��q��规则�Q�如果不能找刎ͼ�那么��到FIB中根据规则换��传��出来，�q�且增加一��Ҏ��的，在�\��q��存中��项目添加进厅R�?/span>

    3.route�l�构�Q�即路由�~�存中的�l�构)

数据链�\层：



   net_device{}�l�构�Q�对应于每一个网�l�接口设备。这个结构中包含很多可以直接获取�|�卡信息的函数和变量�Q�同时包含很多对于网卡操作的函数�Q�这�?直接指向该网卡驱动程序的许多函数入口�Q�包括发送接收数据��到缓冲区�{�。当�q�些完成后，比如数据接收到缓冲区后便由netif_rx(在net/core /dev.c各种讑֤�驱动�E�序的上层框架程�?把它们组成sk_buff形式挂到�pȝ��接收的backlog队列然后交由上层�|�络协议处理。同��P��对于上层协议处理下来的那些sk_buff。便由dev_queue_xmit函数攑օ��|�络�~�冲区，交给�|�卡驱动�E�序的发送程序处理�?/span>

   在系�l�中存在一张链表dev_base��系�l�中所有的net_device{}�l�构�q�在一赗��对应于内核初始化而言�Q�系�l�启动时便�ؓ每个所有可能支持的�|?�l�接口设备申请了一个net_device{}�I�间�q�串�q��v来，然后�Ҏ��个接点运行检��过�E�，如果��成功，则在dev_base链表中保留这个接点，�?则删除。对应于模块加蝲来说�Q�则是调用register_netdev()注册net_device,在这个函��C��q�行��过�E�，如果成功�Q�则加到 dev_base链表。否则就�q�回��不��C��息。删除同理，调用

unregister_netdev�?/span>

2.启动分析

    2.1 初始化进�E?/strong> �Q�start-kernel(main.c)---->do_basic_setup(main.c)---->sock_init(/net/socket.c)---->do_initcalls(main.c)

void __init sock_init(void)
{
int i;

printk(KERN_INFO "Linux NET4.0 for Linux 2.4\n");
printk(KERN_INFO "Based upon Swansea University Computer Society NET3.039\n");

/*
* Initialize all address (protocol) families. 每一��表�C�的是针对一个地址族的操作集合�Q�例如对于ipv4来说�Q�在net/ipv4/af_inet.c文�g中的函数 inet_proto_init()��p��用sock_register()函数��inet_families_ops初始化到属于IPV4�?net_families数组中的一��V�?/span>
*/

for (i = 0; i < NPROTO; i++)
  net_families[i] = NULL;

/*
* Initialize sock SLAB cache.初始化对于sock�l�构预留的内存的slab�~�存�?/span>
*/

sk_init();

#ifdef SLAB_SKB
/*
* Initialize skbuff SLAB cache 初始化对于skbuff�l�构的slab�~�存。以后对于skbuff的申请可以通过函数kmem_cache_alloc()在这个缓存中甌��I�间�?/span>
*/
skb_init();
#endif

/*
* Wan router layer.
*/

#ifdef CONFIG_WAN_ROUTER
wanrouter_init();
#endif

/*
* Initialize the protocols module. 向系�l�登记sock文�g�pȝ��Q��ƈ且将其安装到�pȝ��上来�?/span>
*/

register_filesystem(&sock_fs_type);
sock_mnt = kern_mount(&sock_fs_type);
/* The real protocol initialization is performed when
* do_initcalls is run.
*/

/*
* The netlink device handler may be needed early.
*/

#ifdef CONFIG_NET
rtnetlink_init();
#endif
#ifdef CONFIG_NETLINK_DEV
init_netlink();
#endif
#ifdef CONFIG_NETFILTER
netfilter_init();
#endif

#ifdef CONFIG_BLUEZ
bluez_init();
#endif

/*yfhuang ipsec*/
#ifdef CONFIG_IPSEC
pfkey_init();
#endif
/*yfhuang ipsec*/
}

    2.2 do_initcalls() 中做了其它的初始化，其中包括

                协议初始化，路由初始化，�|�络接口讑֤�初始�?/span>

(例如inet_init函数以_init开头表�C�是�pȝ��初始化时做，函数�l�束后跟 module_init(inet_init),�q�是一个宏�Q�在include/linux/init.c中定义，展开�?_initcall(inet_init),表示�q�个函数在do_initcalls被调用了)

    2.3 协议初始�?/strong>

此处主要列�Dinet协议的初始化�q�程�?/strong>

static int __init inet_init(void)
{
struct sk_buff *dummy_skb;
struct inet_protocol *p;
struct inet_protosw *q;
struct list_head *r;

printk(KERN_INFO "NET4: Linux TCP/IP 1.0 for NET4.0\n");

if (sizeof(struct inet_skb_parm) > sizeof(dummy_skb->cb)) {
  printk(KERN_CRIT "inet_proto_init: panic\n");
  return -EINVAL;
}

/*
* Tell SOCKET that we are alive... 注册socket�Q�告诉socket inet�c�d��的地址族已�l�准备好�?/span>
*/

(void) sock_register(&inet_family_ops);

/*
* Add all the protocols. 包括arp,ip、ICMP、UPD、tcp_v4、tcp、igmp的初始化�Q�主要初始化各种协议对应的inode和socket变量�?/span>

其中arp_init完成�pȝ��中�\由部分neighbour表的初始�?/span>

ip_init完成ip协议的初始化。在�q�两个函��C��Q�都通过定义一个packet_type�l�构的变量将�q�种数据包对应的协议发送数据、允许发送设备都做初始化�?/span>

*/

printk(KERN_INFO "IP Protocols: ");
for (p = inet_protocol_base; p != NULL;) {
  struct inet_protocol *tmp = (struct inet_protocol *) p->next;
  inet_add_protocol(p);
  printk("%s%s",p->name,tmp?", ":"\n");
  p = tmp;
}

/* Register the socket-side information for inet_create. */
for(r = &inetsw[0]; r < &inetsw[SOCK_MAX]; ++r)
  INIT_LIST_HEAD(r);

for(q = inetsw_array; q < &inetsw_array[INETSW_ARRAY_LEN]; ++q)
  inet_register_protosw(q);

/*
* Set the ARP module up
*/

arp_init();

/*
* Set the IP module up
*/

ip_init();

tcp_v4_init(&inet_family_ops);

/* Setup TCP slab cache for open requests. */
tcp_init();

/*
* Set the ICMP layer up
*/

icmp_init(&inet_family_ops);

/* I wish inet_add_protocol had no constructor hook...
    I had to move IPIP from net/ipv4/protocol.c :-( --ANK
*/
#ifdef CONFIG_NET_IPIP
ipip_init();
#endif
#ifdef CONFIG_NET_IPGRE
ipgre_init();
#endif

/*
* Initialise the multicast router
*/
#if defined(CONFIG_IP_MROUTE)
ip_mr_init();
#endif

/*
* Create all the /proc entries.
*/
#ifdef CONFIG_PROC_FS
proc_net_create ("raw", 0, raw_get_info);
proc_net_create ("netstat", 0, netstat_get_info);
proc_net_create ("snmp", 0, snmp_get_info);
proc_net_create ("sockstat", 0, afinet_get_info);
proc_net_create ("tcp", 0, tcp_get_info);
proc_net_create ("udp", 0, udp_get_info);
#endif  /* CONFIG_PROC_FS */

ipfrag_init();

return 0;
}

module_init(inet_init);



     2.4 路由初始�?包括neighbour表、FIB表、和路由�~�存表的初始化工�?

            2.4.1 rtcache�?ip_rt_init()函数在net/ipv4/ip_output中调用，net/ipv4/route.c中定�?/strong>

            2.4.2 FIB初始�?在ip_rt_init()中调�?在net/ipv4/fib_front.c中定�?/strong>

           2.4.3 neigbour表初始化  arp_init�Q�）函数中定�?nbsp;

     2.5 �|�络接口讑֤�初始�?/strong>



             在系�l�中�|�络接口都是�׃��个dev_base链表�q�行��理的。通过内核的启动方式也是通过�q�个链表�q�行操作的。在�p?�l�启动之初，��所有内核能够支持的�|�络接口都初始化成这个链表中的一个节点，�q�且每个节点都需要初始化出init函数指针�Q�用来检��网�l�接口设备。然后， �pȝ��遍历整个dev_base链表�Q�对每个节点分别调用init函数指针�Q�如果成功，证明�|�络接口讑֤�可用�Q�那么这个节点就可以�q�一步初始化�Q�如果返回失败，那么证明该网�l�设备不存在或是不可用，只能��该节点删除。启动结束之后，在dev_base中剩下的都是可以用的�|�络接口讑֤��?/span>

            2.5.1 do_initcalls---->net_dev_init()(net/core /dev.c)------>ethif_probe()(drivers/net/Space.c,在netdevice{}�l�构的init中调用，�q�边ethif_probe是以太网卡针对的调用)

3.�|�络讑֤�驱动�E�序�Q�略)



4.�|�络�q�接

     4.1 �q�接的徏立和关闭

            tcp�q�接建立的代码如�?

                    server=gethostbyname(SERVER_NAME);

                    sockfd=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

                    address.sin_family=AF_INET�Q?/span>

                    address.sin_port=htons(PORT_NUM);

                    memcpy(&address.sin_addr,server->h_addr,server->h_length);

                    connect(sockfd,&address,sizeof(address));

       �q�接的初始化与徏立期间主要发生的事情如下�Q?/span>



       1�Q�sys_socket调用�Q�调用socket_creat(),创徏��Z��个满��传入参数family、type、和 protocol的socket,调用sock_map_fd()获取一个未被��用的文�g描述�W�，�q�且甌��q�初始化对应的file{}�l�构�?/span>



       2�Q�sock_creat()�Q�创建socket�l�构�Q�针�Ҏ��U�不同的family的socket�l�构的初始化�Q�就需要调用不�?的create函数来完成。对应于inet�c�d��的地址来说�Q�在�|�络协议初始化时调用sock_register()函数中完成注册的定义如下�Q?/span>

        struct net_proto_family inet_family_ops={

                PF_INET;

                inet_create

        };所以inet协议最后会调用inet_create函数�?/span>



       3�Q�inet_create: 初始化sock的状态设�|��ؓSS_UNCONNECTED,甌��一个新的sock�l�构�Q��ƈ且初始化socket的成员ops初始化�ؓ inet_stream_ops,而sock的成员prot初始化�ؓtcp_prot。然后调用sock_init_data,��该socket�l�构的变量sock和sock�c�d��的变量关联�v来�?/span>

       4�Q�在�pȝ��初始化完毕后便是�q�行connect的工作，�pȝ��调用connect��一个和socket�l�构兌��的文件描�q�符和一�?sockaddr{}�l�构的地址对应的远�E�机器相兌��Q��ƈ且调用各个协议自己对应的connect�q�接函数。对应于tcp�c�d��Q�则 sock->ops->connect便�ؓinet_stream_connect�?/span>

       5�Q�inet_stream_connect: 得到sk,sk=sock->sk,锁定sk�Q�对自动获取sk的端口号存放在sk->num中，�q�且用htons()函数转换存放在sk-& gt;sport中。然后调用sk->prot->connect()函数指针�Q�对tcp协议来说��是tcp_v4_connect()�?数。然后将sock->state状态字讄��为SS_CONNECTING,�{�待后面一�p�d��的处理完成之后，��将状态改�?SS_CONNECTTED�?/span>

       6) tcp_v4_connect()�Q�调用函数ip_route_connect()�Q�寻扑֐�适的路由存放在rt中。ip_route_connect找两 �ơ，�W�一�ơ找��C��一跳的ip地址�Q�在路由�~�存或fib中找刎ͼ�然后�W�二�ơ找��C��一跳的具体��d��Q�到neigh_table中找到。然后申请出tcp头的�I?间存攑֜�buff中。将sk中相兛_��址数据做一些针对�\��q��变动�Q��ƈ且初始化一个tcp�q�接的序列号�Q�调用函数tcp_connect�Q�）�Q�初始化tcp ��_��q�设�|�tcp处理需要的定时器。一�ơconnect�Q�）建立的过�E�就�l�束了�?/span>

       �q�接的关闭主要如下：

        1�Q�close: 一个socket文�g描述�W�对应的file{}�l�构中，有一个file_operations{}�l�构的成员f_ops�Q�它的初始化关闭函数为sock_close函数�?/span>

        2�Q�sock_close�Q�调用函数sock_release(),参数��Z��个socket{}�l�构的指针�?/span>

        3�Q�sock_release�Q�调用inet_release�Q��ƈ释放socket的指针和文�g�I�间

        4�Q�inet_release: 调用和该socket对应协议的关闭函数inet_release,如果是tcp协议�Q�那么调用的是tcp_close�Q�最后释放sk�?/span>

        4.2 数据发送流�E�图

各层主要函数以及位置功能说明�Q?/span>

        1)sock_write�Q�初始化msghdr{}�l�构 net/socket.c

        2)sock_sendmsg:net/socket.c

        3)inet_sendmsg:net/ipv4/af_net.c

        4)tcp_sendmsg�Q�申请sk_buff{}�l�构的空��_��把msghdr{}�l�构中的数据填入sk_buff�I�间。net/ipv4/tcp.c

        5)tcp_send_skb:net/ipv4/tcp_output.c

        6)tcp_transmit_skb:net/ipv4/tcp_output.c

        7)ip_queue_xmit:net/ipv4/ip_output.c

        8)ip_queue_xmit2:net/ipv4/ip_output.c

        9)ip_output:net/ipv4/ip_output.c

        10)ip_finish_output:net/ipv4/ip_output.c

        11)ip_finish_output2:net/ipv4/ip_output.c

        12)neigh_resolve_output:net/core/neighbour.c

        13)dev_queue_xmit:net/core/dev.c

        4.3 数据接收��程�?/strong>

各层主要函数以及位置功能说明�Q?/span>

        1)sock_read:初始化msghdr{}的结构类型变量msg�Q��ƈ且将需要接收的数据�?/span>攄��地址传给msg.msg_iov->iov_base.      net/socket.c

        2)sock_recvmsg: 调用函数指针sock->ops->recvmsg()完成在INET Socket层的数据接收�q�程.其中sock->ops被初始化为inet_stream_ops,其成员recvmsg对应的函数实��Cؓ inet_recvmsg()函数. net/socket.c

        3)sys_recv()/sys_recvfrom():分别对应着面向�q�接和面向无�q�接的协议两�U�情�? net/socket.c

        4)inet_recvmsg:调用sk->prot->recvmsg函数完成数据接收,�q�个函数对于tcp协议便是tcp_recvmsg net/ipv4/af_net.c

        5)tcp_recvmsg:从网�l�协议栈接收数据的动�?自上而下的触发动作一直到�q�个函数为止,出现了一�ơ等待的�q�程.�?数tcp_recvmsg可能会被动地�{�待在sk的接收数据队列上,也就是说,�pȝ��中肯定有其他地方会去修改�q�个队列使得tcp_recvmsg可以�q�行下去.入口参数sk是这个网�l�连接对应的sock{}指针,msg用于存放接收到的数据.接收数据的时候会去遍历接攉��列中的数�?扑ֈ�序列号合适的.

        但读取队列�ؓ�I�时tcp_recvmsg��׃��调用tcp_v4_do_rcv使用backlog队列填充接收队列.

        6)tcp_v4_rcv:tcp_v4_rcv被ip_local_deliver函数调用,是从IP层协议向INET Socket层提交的"数据�?��h��,入口参数skb存放接收到的数据,len是接收的数据的长�?�q�个函数首先�U�d��skb->data指针,让它指向tcp�?然后更新tcp层的一些数据统�?然后�q�行tcp的一些值的校验.再从INET Socket层中已经建立的sock{}�l�构变量中查找正在等待当前到达数据的哪一��?可能�q�个sock{}�l�构已经建立,或者还处于监听端口、等待数�?�q�接的状态。返回的sock�l�构指针存放在sk中。然后根据其他进�E�对sk的操作情�?��skb发送到合适的位置.调用如下:

        TCP包接收器(tcp_v4_rcv)��TCP包投递到目的套接字进行接收处�? 当套接字正被用户锁定,TCP包将暂时排入该套接字的后备队�?sk_add_backlog).�q�时如果某一用户�U�程企图锁定该套接字 (lock_sock),该线�E�被排入套接字的后备处理�{�待队列(sk->lock.wq).当用户释放上锁的套接字时 (release_sock,在tcp_recvmsg中调�?,后备队列中的TCP包被立即注入TCP包处理器(tcp_v4_do_rcv)�q�行�?�?然后唤醒�{�待队列中最先的一个用��h��获得光��定权. 如果套接字未被上�?当用��h��在读取该套接字时, TCP包将被排入套接字的预备队�?tcp_prequeue),��其传递到该用��L��E�上下文中进行处�?如果��d��到sk->prequeue不成 �?便可以添加到 sk->receive_queue队列�?用户�U�程可以登记到预备队�?当预备队列中出现�W�一个包时就唤醒�{�待�U�程.)   /net/tcp_ipv4.c

        7)ip_rcv、ip_rcv_finish:从以太网接收数据�Q�放到skb里，作ip层的一些数据及选项��查，调用 ip_route_input()做�\由处�?判断是进行ip转发�q�是��数据传递到高一层的协议.调用skb->dst->input函数�?�?�q�个指针的实现可能有多种情况,如果路由得到的结果说明这个数据包应该转发到其他主�?�q�里的input便是ip_forward;如果数据包是�l�本机的,那么input指针初始化�ؓip_local_deliver函数./net/ipv4/ip_input.c

        8)ip_local_deliver、ip_local_deliver_finish:入口参数skb存放需要传送到上层协议的数�?从ip头中获取是否已经分拆的信�?如果已经分拆,则调用函数ip_defrag��数据包重组。然后通过调用 ip_prot->handler指针调用tcp_v4_rcv(tcp)。ip_prot是inet_protocol�l�构指针,是用来ip层登记协议的�Q�比如由udp,tcp,icmp�{�协议�?/net/ipv4/ip_input.c

Bluesea 2012-04-24 13:50 发表评论

gnu binutils(addr2line ar gprof nm objcopy ...)

Bluesea — Tue, 24 Apr 2012 02:28:00 GMT
摘要: GNU binutils是一�l�二�q�制工具集。包括：addr2line ar gprof nm objcopy objdump ranlib size strings strip. 本文归纳他们的常用法�?nbsp; 阅读全文

Bluesea 2012-04-24 10:28 发表评论

[linux]探烦Linux启动�q�程

Bluesea — Fri, 17 Jul 2009 06:10:00 GMT

�|�列一��，方便我等菜鸟来温习和查阅,以Solaris��Z��

按下甉|��Q�首先是BIOS取得�pȝ��控制权，BIOS�q�行最初的引导工作,然后交控制权交给引导分区�Q�由引导分区加蝲内核�q�调用start_kernel函数�?/p>
内核首先引导核心数据�l�构的初始化�Q�在start_kernel函数中完成如下工作：

输出Linux版本信息�Q�printk(linux_banner)�Q?
讄��与体�pȝ��构相关的环境�Q�setup_arch()�Q?
��表�l�构初始化（paging_init()�Q?
使用"arch/alpha/kernel/entry.S"中的入口点设�|�系�l�自陷入口（trap_init()�Q?
使用alpha_mv�l�构和entry.S入口初始化系�l�IRQ�Q�init_IRQ()�Q?
核心�q�程调度器初始化�Q�包括初始化几个�~�省的Bottom-half�Q�sched_init()�Q?
旉��、定时器初始化（包括��d��CMOS旉��、估��主频、初始化定时器中断等�Q�time_init()�Q?
提取�q�分析核心启动参敎ͼ�从环境变量中��d��参数�Q�设�|�相应标志位�{�待处理�Q�（parse_options()�Q?
控制台初始化�Q��ؓ输出信息而先于PCI初始化，console_init()�Q?
剖析器数据结构初始化�Q�prof_buffer和prof_len变量�Q?
核心Cache初始化（描述Cache信息的Cache�Q�kmem_cache_init()�Q?
延迟校准�Q�获得时钟jiffies与CPU主频ticks的�g�q�，calibrate_delay()�Q?
内存初始化（讄��内存上下界和��表��初始��|��mem_init()�Q?
创徏和设�|�内部及通用cache�Q?slab_cache"�Q�kmem_cache_sizes_init()�Q?
创徏uid taskcount SLAB cache�Q?uid_cache"�Q�uidcache_init()�Q?
创徏文�gcache�Q?files_cache"�Q�filescache_init()�Q?
创徏目录cache�Q?dentry_cache"�Q�dcache_init()�Q?
创徏与虚存相关的cache�Q?vm_area_struct"�Q?mm_struct"�Q�vma_init()�Q?
块设备读写缓冲区初始化（同时创徏"buffer_head"cache用户加速访问，buffer_init()�Q?
创徏��cache�Q�内存页hash表初始化�Q�page_cache_init()�Q?
创徏信号队列cache�Q?signal_queue"�Q�signals_init()�Q?
初始化内存inode表（inode_init()�Q?
创徏内存文�g描述�W�表�Q?filp_cache"�Q�file_table_init()�Q?
��查体�pȝ��构漏�z�（对于alpha�Q�此函数为空�Q�check_bugs()�Q?
SMP机器其余CPU�Q�除当前引导CPU�Q�初始化�Q�对于没有配�|�SMP的内核，此函��Cؓ�I�，smp_init()�Q?
启动init�q�程�Q�创建第一个核心线�E�，调用init()函数�Q�原执行序列调用cpu_idle() �{�待调度�Q�init()�Q?

��x��start_kernel()�l�束�Q�基本的核心环境已经建立��h��了�?

start_kernel最后一��Ҏ��启动了init函数�Q�接着由它来完成外讄��初始�?/strong>

�ȝ��初始化（比如pci_init()�Q?
�|�络初始化（初始化网�l�数据结构，包括sk_init()、skb_init()和proto_init()三部分，在proto_init()中，��调用protocols�l�构中包含的所有协议的初始化过�E�，sock_init()�Q?
创徏bdflush核心�U�程�Q�bdflush()�q�程帔R��核心�I�间�Q�由核心唤醒来清理被写过的内存缓冲区�Q�当bdflush()由kernel_thread()启动后，它将自己命名为kflushd�Q?
创徏kupdate核心�U�程�Q�kupdate()�q�程帔R��核心�I�间�Q�由核心按时调度执行�Q�将内存�~�冲��Z��的信息更新到��盘中，更新的内容包括超�U�块和inode表）
讄��q�启动核心调��늺��E�kswapd�Q��ؓ了防止kswapd启动时将版本信息输出到其他信息中��_��核心�U�调用kswapd_setup()讄��kswapd�q�行所要求的环境，然后再创�?kswapd核心�U�程�Q?
创徏事�g��理核心�U�程�Q�start_context_thread()函数启动context_thread()�q�程�Q��ƈ重命名�ؓkeventd�Q?
讑֤�初始化（包括�q�口parport_init()、字�W�设备chr_dev_init()、块讑֤� blk_dev_init()、SCSI讑֤�scsi_dev_init()、网�l�设备net_dev_init()、磁盘初始化及分区检查等�{�，device_setup()�Q?
执行文�g格式讄��Q�binfmt_setup()�Q?
启动��M��使用__initcall标识的函敎ͼ�方便核心开发者添加启动函敎ͼ�do_initcalls()�Q?
文�g�pȝ��初始化（filesystem_setup()�Q?
安装root文�g�pȝ��Q�mount_root()�Q?

�q�些步骤�l�束后，init()搜烦文�g�pȝ��中的init�E�序�Q��ƈ创徏它，也就是我们通常所说的init�q�程�Q�它是系�l�所有进�E�的��L��Q�进�E�ID=1�?/strong>

在启动了的Solaris下，利用 "$ps -p 1" 可以查看该进�E�，输出如下�Q?/p>
PID TTY TIME CMD
1 ? 0:01 init

接下来init�q�程��d��/etc/inittab文�g�Q�来军_��下一步如何做�?/strong>

inittab是以行�ؓ单位的描�q�性（非执行性）文本�Q�每一个指令行都具有以下格式：

id:runlevel:action:process 其中id为入口标识符�Q�runlevel��行��别，action为动作代��P��process为具体的执行�E�序�?/p>
id一般要�?个字�W�以内，runlevel�?strong>init所处于的运行��别的标识�Q�一般��?�Q?以及S或s�Q�S或s表示单用��h��式）�?/p>
action字段则告诉init�q�程�Q�如何对待process字段指定的进�E�：当inittab中各行的runlevel��g��当前�q�行�U�别匚w��Ӟ��指定的action才被执行�?/p>
但有几个�Ҏ��的action�Q?/p>
initdefault是一个特�D�的action��|��用于标识�~�省的启动��别；当init由核心激�z�M��后，它将首先��d��inittab中的initdefault��?/strong>�Q�取得其中的runlevel�Q��ƈ作�ؓ当前的运行��别�?/p>
sysinit、boot、bootwait�{�action��在�pȝ��启动时无条�g�q�行�Q�而忽略其中的runlevel�Q�即不管当前�q�行�U�别是什么，它都执行�Q��ƈ且是优先执行。其余的action�Q�不含initdefault�Q�都与某个runlevel相关�?/p>
我的Solaris9中的/etc/inittab如下

ap::sysinit:/sbin/autopush -f /etc/iu.ap #action=sysinit, 该行不管在什么运行��别下�Q�都�q�行
ap::sysinit:/sbin/soconfig -f /etc/sock2path #同上
fs::sysinit:/sbin/rcS sysinit >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
is:3:initdefault: #该行action=initdefault�Q�表明系�l�的默认�q�行�U�别�?
p3:s1234:powerfail:/usr/sbin/shutdown -y -i5 -g0 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
sS:s:wait:/sbin/rcS >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
s0:0:wait:/sbin/rc0 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
s1:1:respawn:/sbin/rc1 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
s2:23:wait:/sbin/rc2 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
s3:3:wait:/sbin/rc3 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
s5:5:wait:/sbin/rc5 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
s6:6:wait:/sbin/rc6 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
fw:0:wait:/sbin/uadmin 2 0 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
of:5:wait:/sbin/uadmin 2 6 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
rb:6:wait:/sbin/uadmin 2 1 >/dev/msglog 2<>/dev/msglog
sc:234:respawn:/usr/lib/saf/sac -t 300 #�?,3,4�q�行�U�别下都执行
co:234:respawn:/usr/lib/saf/ttymon -g -h -p "`uname -n` console login: " -T sun -d /dev/console -l console -m ldterm,ttcompat

去man inittab吧，什么都讲了 :)

接着看我的inittab文�g�Q�当action=sysinit的行执行完之后（前三行）�Q�将执行runlevel=3的行�Q�即“ s3:3:wait:/sbin/rc3 ”。查找了一下，/sbin/rc3是一个shell脚本�Q�用于初始化在运行��?的系�l�。因�?etc/inittab中已�l�定义好了在�q�行�U�别X下，��p��?/sbin/rcX�Q�那/sbin/rcX到底是什么？

cat一�?sbin/rc3�Q�看看，重要的几行代码如下：

[ $_INIT_PREV_LEVEL = 2 -o $_INIT_PREV_LEVEL = 4 ] && \
echo 'Changing to state 3.' #如果以前�q�行�U�别�?�?�Q�则打印信息“切换到状态三”

#如果�q�行�U�别!=4而且存在/etc/rc3.d�q�个目录�Q�则停掉所有以K开始的脚本中的服务或程序，启动所有以S开始的脚本中的服务或程�?/p>
if [ $_INIT_PREV_LEVEL != 4 -a -d /etc/rc3.d ]; then
for f in /etc/rc3.d/K*; do
if [ -s $f ]; then
case $f in
*.sh) . $f ;;
*) /sbin/sh $f stop ;;
esac
fi
done

for f in /etc/rc3.d/S*; do
if [ -s $f ]; then
case $f in
*.sh) . $f ;;
*) /sbin/sh $f start ;;
esac
fi
done
fi

那就再追�t�到/etc/rc3.d下面去，

#cd /etc/rc3.d

K42amserver S13kdc.master S15nfs.server S34dhcp S50apache S52imq S77dmi S81volmgt S89sshd
README S14kdc S16boot.server S42amserver S50san_driverchk S76snmpdx S80mipagent S84appserv S90samba

哦，都是些程序或�q�程的启动脚本，S开头是启动脚本 K开头是停止脚本。这正是/sbin/rc3�q�个shell脚本中设定的执行方式�?/font>

例如�Q�S90samba 代表一个启动samba服务的脚本，90表示启动��序�~�号�?/font> K42amserver代表�l�束服务的脚本�?/font>

rc�E�序执行完毕后，�pȝ��环境已经讄��好了�Q�下面就该用��L��录系�l�了�Q�终于结束了�?/strong>

Bluesea 2009-07-17 14:10 发表评论