Linux核心--網路棧實現分析（九）--傳輸層之UDP協議（下）

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本文分析基於Linux Kernel 1.2.13

原創作品，轉載請標明http://blog.csdn.net/yming0221/article/details/7549340

更多請查看專欄，地址http://blog.csdn.net/column/details/linux-kernel-net.html

閆明

註：標題中的”（上）“，”（下）“表示分析過程基於資料包的傳遞方向：”（上）“表示分析是從底層向上分析、”（下）“表示分析是從上向下分析。

 

 

上篇分析了應用程式層經過BSD socket層到INET socket層的函數調用關係和資料的處理流程，INET層會調用具體的傳輸層協議，還是以UDP協議為例

udp_write()函數

 

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1. static int udp_write(struct sock *sk, unsigned char *buff, int len, int noblock,  
2.       unsigned flags)  
3. {  
4.     return(udp_sendto(sk, buff, len, noblock, flags, NULL, 0));  
5. }  

在分析udp_sendto()函數之前，先瞭解一下sockaddr_in結構，這是標準的網路介面地址結構的定義

 

 

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1. struct sockaddr_in {  
2.   short int     sin_family; /* Address family   地址族 */  
3.   unsigned short int    sin_port;   /* Port number  連接埠號碼     */  
4.   struct in_addr    sin_addr;   /* Internet address 網路地址    */  
5.   
6.   /* Pad to size of `struct sockaddr‘. */  
7.   unsigned char     __pad[__SOCK_SIZE__ - sizeof(short int) -  
8.             sizeof(unsigned short int) - sizeof(struct in_addr)];  
9. };  
10. #define sin_zero    __pad       /* for BSD UNIX comp. -FvK  */  

udp_sentdto()函數

 

 

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1. static int udp_sendto(struct sock *sk, unsigned char *from, int len, int noblock,  
2.        unsigned flags, struct sockaddr_in *usin, int addr_len)  
3. {  
4.     struct sockaddr_in sin;  
5.     int tmp;  
6.   
7.     /*  
8.      *  Check the flags. We support no flags for UDP sending 
9.      */  
10.     if (flags&~MSG_DONTROUTE)   
11.         return(-EINVAL);  
12.     /* 
13.      *  Get and verify the address.  
14.      */  
15.        
16.     if (usin) //如果usin不是空  
17.     {  
18.         if (addr_len < sizeof(sin))   
19.             return(-EINVAL);  
20.         memcpy(&sin,usin,sizeof(sin));  
21.         if (sin.sin_family && sin.sin_family != AF_INET)  
22.             return(-EINVAL);  
23.         if (sin.sin_port == 0)   
24.             return(-EINVAL);  
25.     }   
26.     else //usin為空白  
27.     {  
28.         if (sk->state != TCP_ESTABLISHED)   
29.             return(-EINVAL);  
30.         sin.sin_family = AF_INET;//協議族  
31.         sin.sin_port = sk->dummy_th.dest;//目的連接埠  
32.         sin.sin_addr.s_addr = sk->daddr;//目的地址  
33.     }  
34.     
35.     /* 
36.      *  BSD socket semantics. You must set SO_BROADCAST to permit 
37.      *  broadcasting of data. 
38.      */  
39.        
40.     if(sin.sin_addr.s_addr==INADDR_ANY)//目的地址是全0地址，對應當前主機  
41.         sin.sin_addr.s_addr=ip_my_addr();//將目的地址設為當前主機的網路地址  
42.           
43.     if(!sk->broadcast && ip_chk_addr(sin.sin_addr.s_addr)==IS_BROADCAST)  
44.             return -EACCES;         /* Must turn broadcast on first */  
45.   
46.     sk->inuse = 1;  
47.   
48.     /* Send the packet. */  
49.     tmp = udp_send(sk, &sin, from, len, flags);//調用udp_send()真正的發送資料  
50.   
51.     /* The datagram has been sent off.  Release the socket. */  
52.     release_sock(sk);  
53.     return(tmp);  
54. }  

udp_send()函數

 

 

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1. static int udp_send(struct sock *sk, //要發送的資料包使用的協議對用的sock結構  
2.                        struct sockaddr_in *sin,//目的端的標準的網路介面地址  
3.                        unsigned char *from,//要發送的資料所在地址  
4.                        int len,//發送資料的長度  
5.                        int rt)  
6. {  
7.     struct sk_buff *skb;  
8.     struct device *dev;  
9.     struct udphdr *uh;  
10.     unsigned char *buff;  
11.     unsigned long saddr;  
12.     int size, tmp;  
13.     int ttl;  
14.     
15.     /*  
16.      *  Allocate an sk_buff copy of the packet. 
17.      */  
18.        
19.     size = sk->prot->max_header + len;//計算大小為UDP最長表頭+ 資料長度  
20.     skb = sock_alloc_send_skb(sk, size, 0, &tmp);//根據要發送的資料分配sk_buff結構空間並對當前通訊端狀態檢查  
21.   
22.   
23.     if (skb == NULL)   
24.         return tmp;  
25.   
26.     skb->sk       = NULL;    /* to avoid changing sk->saddr */  
27.     skb->free     = 1;  
28.     skb->localroute = sk->localroute|(rt&MSG_DONTROUTE);  
29.   
30.     /* 
31.      *  Now build the IP and MAC header.  
32.      */  
33.        
34.     buff = skb->data;//將skb中的資料指標賦值給buff指標  
35.     saddr = sk->saddr;//本地地址  
36.     dev = NULL;  
37.     ttl = sk->ip_ttl;//存留時間  
38. #ifdef CONFIG_IP_MULTICAST  
39.     if (MULTICAST(sin->sin_addr.s_addr))  
40.         ttl = sk->ip_mc_ttl;  
41. #endif  
42.     tmp = sk->prot->build_header(skb, saddr, sin->sin_addr.s_addr,  
43.             &dev, IPPROTO_UDP, sk->opt, skb->mem_len,sk->ip_tos,ttl);//調用ip_build_header()建立IP前序和調用ip_send()建立MAC首部  
44.   
45.     skb->sk=sk;  /* So memory is freed correctly */  
46.       
47.     /* 
48.      *  Unable to put a header on the packet. 
49.      */  
50.                   
51.     if (tmp < 0 )   
52.     {  
53.         sk->prot->wfree(sk, skb->mem_addr, skb->mem_len);  
54.         return(tmp);  
55.     }  
56.       
57.     buff += tmp;  
58.     saddr = skb->saddr; /*dev->pa_addr;*/  
59.     skb->len = tmp + sizeof(struct udphdr) + len;    /* len + UDP + IP + MAC */  
60.     skb->dev = dev;  
61.       
62.     /* 
63.      *  Fill in the UDP header. 填寫UDP的前序 
64.      */  
65.        
66.     uh = (struct udphdr *) buff;  
67.     uh->len = htons(len + sizeof(struct udphdr));//資料包長度  
68.     uh->source = sk->dummy_th.source;//本地連接埠  
69.     uh->dest = sin->sin_port;//遠端連接埠  
70.     buff = (unsigned char *) (uh + 1);  
71.   
72.     /* 
73.      *  Copy the user data.  
74.      */  
75.        
76.     memcpy_fromfs(buff, from, len);//複製使用者資料  
77.   
78.     /* 
79.      *  Set up the UDP checksum.  
80.      */  
81.        
82.     udp_send_check(uh, saddr, sin->sin_addr.s_addr, skb->len - tmp, sk);//計算UDP前序的校正和  
83.   
84.     /*  
85.      *  Send the datagram to the interface.  
86.      */  
87.        
88.     udp_statistics.UdpOutDatagrams++;  
89.        
90.     sk->prot->queue_xmit(sk, dev, skb, 1);//調用IP層函數發送資料  
91.     return(len);  
92. }  

這樣要發送的資料填充的sk_buff結構中之後再對UDP資料包添加IP資料前序和MAC幀的首部。最後調用IP層的發送函數發送資料包。

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