Linux内核分析 - 网络[十二]：UDP模块 - 收发

内核版本：2.6.34

UDP报文接收

UDP报文的接收可以分为两个部分：协议栈收到udp报文，插入相应队列中；用户 调用recvfrom()或recv()系统调用从队列中取出报文，这里的队列就是sk->sk_receive_queue，它是报文中转的纽带，两部 分的联系如下图所示。

第一部分：协议栈如何收取udp报文的。

udp模块的注册在inet_init()中，当收到的是udp报文，会 调用udp_protocol中的handler函数udp_rcv()。

if (inet_add_protocol(&udp_protocol, IPPROTO_UDP) < 0)     
 printk(KERN_CRIT "inet_init: Cannot add UDP protocoln");

udp_rcv() -> __udp4_lib_rcv() 完成udp报文接收，初始化udp的校验和，并不验证校验和的正确性。

if 

(udp4_csum_init(skb, uh, proto))     
 goto csum_error;

在udptable中以套接字的[saddr, sport, daddr, dport]查找相应的sk，在上一篇中已详细讲过” sk的查找”，这里报文的source源端口相当于源主机的端口，dest目的端口相当于本地端口。

sk = __udp4_lib_lookup_skb(skb, uh->source, uh->dest, udptable);

如果udptable中存在相应的sk，即有 socket在接收，则通过udp_queue_rcv_skb()将报文skb入队列，该函数稍后分析，总之，报文会被放到sk- >sk_receive_queue队列上，然后sock_put()减少sk的引用计算，并返回。之后的接收工作的完成将有赖于用户的操作。

if (sk != NULL) {     
 int ret = udp_queue_rcv_skb(sk, skb);     
 sock_put(sk);     
if (ret > 0)     
  return -ret;     
 return 0;     
}

当没有在udptable中找到sk时，则本机没有socket会接收它，因此要发送icmp不可达报文，在此之前，还要验证校验 和udp_lib_checksum_complete()，如果校验和错误，则直接丢弃报文；如果校验和正确，则会增加mib中的统计，并发送icmp端 口不可达报文，然后丢弃该报文。

if (udp_lib_checksum_complete(skb))     
 goto csum_error;     
UDP_INC_STATS_BH(net, UDP_MIB_NOPORTS, proto == IPPROTO_UDPLITE);     
icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_PORT_UNREACH, 0);     
kfree_skb(skb);

udp_queue_rcv_skb() 报文入队列

sock_woned_by_user()判断sk- >sk_lock.owned的值，如果等于1，表示sk处于占用状态，此时不能向sk接收队列中添加skb，执行else if部分， sk_add_backlog()将skb添加到sk->sk_backlog队列上；如果等于0，表示sk没被占用，执行if部分，__udp_queue_rcv_skb() 将skb添加到sk->sk_receive_queue队列上。

bh_lock_sock(sk);     
if (!sock_owned_by_user(sk))     
 rc = __udp_queue_rcv_skb(sk, skb);     
else if (sk_add_backlog(sk, skb)) {     
 bh_unlock_sock(sk);     
 goto drop;     
}     
bh_unlock_sock(sk);

那么何时sk会被占用？何时sk->sk_backlog上的skb被处理的？

创建socket时， sys_socket() -> inet_create() -> sk_alloc() -> sock_lock_init() -> sock_lock_init_class_and_name()初 始化sk->sk_lock_owned=0。

比如当销毁socket时，udp_destroy_sock()会调用lock_sock()对sk加锁，操作完后，调用 release_sock()对sk解锁。

void udp_destroy_sock(struct sock *sk)     
{     
 lock_sock(sk);     
 udp_flush_pending_frames(sk);
 release_sock(sk);     
}

实际上，lock_sock()设置sk->sk_lock.owned=1；而release_sock()设置sk->sk_lock.owned=0，并处理sk_backlog队 列上的报文，release_sock() -> __release_sock()，对于sk_backlog队列上的每个报文，调用sk_backlog_rcv() -> sk->sk_backlog_rcv()。同样是在socket的创建中，sk->sk_backlog_rcv = sk->sk_prot->backlog_rcv()即 __udp_queue_rcv_skb()，这个函数的作用上面已经讲过，将skb添加到sk_receive_queue，这样，所有的sk_backlog上的报文转 移到了sk_receive_queue上。简单来说，sk_backlog队列的作用就是，锁定时报文临时存放在此，解锁时，报文移到 sk_receive_queue队列。

（编辑：云计算网_泰州站长网）

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