学习Linux-4.12内核网路协议栈（1.3）——协议栈的初始化(sock_init)

左手的ㄟ右手 2022-06-13 09:08 492阅读 0赞

初始化的时候，第一个调用的是sock\_init,它主要完成：

1. sysctl文件的创建

2. skb高速缓存初始化，它会在slab创建两个节点skbuff\_head\_cache和skbuff\_fclone\_cache  
3.注册并挂socket文件系统

static int __init sock_init(void)
    {
        int err;
        /*
         *      Initialize the network sysctl infrastructure.
         */
        err = net_sysctl_init();  //这里创建sys文件，用于管理和查看一下网络参数
        if (err)
            goto out;
    
        /*
         *      Initialize skbuff SLAB cache
         */
        skb_init();  //skb高速缓存初始化，它会在slab创建两个节点skbuff_head_cache和skbuff_fclone_cache
    
        /*
         *      Initialize the protocols module.
         */
    
        init_inodecache();
    
        err = register_filesystem(&sock_fs_type); //注册sock文件系统
        if (err)
            goto out_fs;
        sock_mnt = kern_mount(&sock_fs_type);  //挂载sock文件系统到super_blocks 
        if (IS_ERR(sock_mnt)) {
            err = PTR_ERR(sock_mnt);
            goto out_mount;
        }
    
        /* The real protocol initialization is performed in later initcalls.
         */

## 1. skb\_init    ##

945 /* Layout of fast clones : [skb1][skb2][fclone_ref] */
     946 struct sk_buff_fclones {
     947     struct sk_buff  skb1;
     948
     949     struct sk_buff  skb2;
     950
     951     atomic_t    fclone_ref;
     952 };

void __init skb_init(void)
    {
        skbuff_head_cache = kmem_cache_create("skbuff_head_cache",    //skbuff_head_cache高速缓存，一般情况下，SKB都是从该高速缓存中分配的。
                              sizeof(struct sk_buff),
                              0,
                              SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC,
                              NULL);
        skbuff_fclone_cache = kmem_cache_create("skbuff_fclone_cache", //创建每次以两倍SKB描述符长度来分配空间的skbuff_fclone_cache高速缓存。如果在分配SKB时
    就知道可能被克隆，那么应该从这个高速缓存中分配空间，因为在这个高速缓存中分配SKB时，会同时分配一个后备的SKB，以便将来用于克隆，
    这样在克隆时就不用再次分配SKB了，直接使用后备的SKB即可，这样做的目的主要是提高效率。
                            sizeof(struct sk_buff_fclones),
                            0,
                            SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC,
                            NULL);
    }

关于slab缓存的机制，可以查看 [这篇文章][Link 1]，讲的比较通俗  
从code可以看到

struct sk_buff_fclone

其实是两个skb的大小加上一个fclone\_ref引用标识，两个高速缓存的区别在于创建时指定的单位内存区域大小不同，skbuff\_head\_cache的单位内存区域长度是sizeof(struct sk\_buff)，而skbuff\_fclone\_cache的单位内存区域长度是2\*sizeof(struct sk\_buff)+sizeof(atomic\_t)，即一对SKB和一个引用计数，可以说这一对SKB是"父子"关系，指向同一个数据缓存区，引用计数值为0,1或2，用来表示这一对SKB中有几个已被使用。

![20170706191317108][]

## 2. init\_inodecache    ##

290 static void init_inodecache(void)
     291 {
     292     sock_inode_cachep = kmem_cache_create("sock_inode_cache",
     293                           sizeof(struct socket_alloc),
     294                           0,
     295                           (SLAB_HWCACHE_ALIGN |
     296                            SLAB_RECLAIM_ACCOUNT |
     297                            SLAB_MEM_SPREAD | SLAB_ACCOUNT),
     298                           init_once);
     299     BUG_ON(sock_inode_cachep == NULL);
     300 }
     
     
    在 linux 系统中，socket属于文件系统的一部分，网络通信可以被看作对文件的读取。这种特殊的文件系统叫sockfs。 上一节中提到在sock_init 函数中先调用init_inodecache，为创建socket 文件系统做好内存准备。不过要注意的是在Linux内核中存在init_inodecache多个定义，但都是静态型，即只能由该.c文件中的函数调用，在socket.c中， 就定义了这么一个函数
    
     3.准备socket文件系统 
     为文件系统准备 inode 缓存部分了，下面进入初始化文件系统。首先是调用 register_filesystem(&sock_fs_type)把文件系统类型注册到file_systems链表上， 
     然后调用kern_mount(&sock_fs_type);把该文件系统注册到super_blocks上。在系统初始化的时候要通过kern_mount安装此文件系统。 
     所谓创建一个套接字就是在sockfs文件系统中创建一个特殊文件。super_block里面有一个字段s_op是用来指向某文件系统内部的支持函数， 
     这个字段的类型为super_operation。这个结构定义了12个函数指针，这些指针是要让VFS来调用的。因此这是 VFS和文件系统之间的一个接口，经由这层接口， 
     超级块可以控制文件系统下的文件或目录。
    
     
      960 struct vfsmount *
     961 vfs_kern_mount(struct file_system_type *type, int flags, const char *name, void *data)
     962 {
     963     struct mount *mnt;
     964     struct dentry *root;
     965
     966     if (!type)
     967         return ERR_PTR(-ENODEV);
     968
     969     mnt = alloc_vfsmnt(name);
     970     if (!mnt)
     971         return ERR_PTR(-ENOMEM);
     972
     973     if (flags & MS_KERNMOUNT)
     974         mnt->mnt.mnt_flags = MNT_INTERNAL;
     975
     976     root = mount_fs(type, flags, name, data);
     977     if (IS_ERR(root)) {
     978         mnt_free_id(mnt);
     979         free_vfsmnt(mnt);
     980         return ERR_CAST(root);
     981     }
     982
     983     mnt->mnt.mnt_root = root;
     984     mnt->mnt.mnt_sb = root->d_sb;
     985     mnt->mnt_mountpoint = mnt->mnt.mnt_root;
     986     mnt->mnt_parent = mnt;
     987     lock_mount_hash();
     988     list_add_tail(&mnt->mnt_instance, &root->d_sb->s_mounts);
     989     unlock_mount_hash();
     990     return &mnt->mnt;
     991 }
     992 EXPORT_SYMBOL_GPL(vfs_kern_mount);

[Link 1]: http://www.cnblogs.com/wangzahngjun/p/4977425.html
[20170706191317108]: /images/20220613/40be3283b0bc41eb896543beb0440ee0.png