kk Blog —— 通用基础


date [-d @int|str] [+%s|"+%F %T"]
netstat -ltunp
sar -n DEV 1

skb 申请释放

http://book.51cto.com/art/201206/345040.htm

一、SKB的缓存池

网络模块中，有两个用来分配SKB描述符的高速缓存，在SKB模块初始函数skb_init()中被创建。

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2048 void __init skb_init(void)  
2049 {  
2050     skbuff_head_cache = kmem_cache_create("skbuff_head_cache",  
2051                           sizeof(struct sk_buff),  
2052                           0,  
2053                           SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC,  
2054                           NULL, NULL);  
2055     skbuff_fclone_cache = kmem_cache_create("skbuff_fclone_cache",  
2056                         (2*sizeof(struct sk_buff)) +  
2057                         sizeof(atomic_t),  
2058                         0,  
2059                         SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC,  
2060                         NULL, NULL);  
2061 }

2050-2054 创建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。

2055-2060 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。

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，如图3-12所示。

二、分配SKB

1. alloc_skb()

alloc_skb()用来分配SKB。数据缓存区和SKB描述符是两个不同的实体，这就意味着，在分配一个SKB时，需要分配两块内存，一块是数据缓存区，一块是SKB描述符。__alloc_skb()调用kmem_cache_alloc_node()从高速缓存中获取一个sk_buff结构的空间，然后调用kmalloc_node_track_caller()分配数据缓存区。参数说明如下：

size，待分配SKB的线性存储区的长度。

gfp_mask，分配内存的方式，见表25-3。

fclone，预测是否会克隆，用于确定从哪个高速缓存中分配。

node，当支持NUMA（非均匀质存储结构）时，用于确定何种区域中分配SKB。NUMA参见相关资料。

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144 struct sk_buff *__alloc_skb(unsigned int size, gfp_t gfp_mask,  
145                 int fclone, int node)  
146 {  
147     struct kmem_cache *cache;  
148     struct skb_shared_info *shinfo;  
149     struct sk_buff *skb;  
150     u8 *data;  
151  
152     cache = fclone ? skbuff_fclone_cache : skbuff_head_cache;  
153  
154     /* Get the HEAD */  
155     skb = kmem_cache_alloc_node(cache, gfp_mask & ~__GFP_DMA, node);  
156     if (!skb)  
157         goto out;  
158  
159     /* Get the DATA. Size must match skb_add_mtu(). */  
160     size = SKB_DATA_ALIGN(size);  
161     data = kmalloc_node_track_caller(size + sizeof(struct skb_shared_info),  
162             gfp_mask, node);  
163     if (!data)  
164         goto nodata;  
165  
166     memset(skb, 0, offsetof(struct sk_buff, truesize));  
167     skb->truesize = size + sizeof(struct sk_buff);  
168     atomic_set(&skb->users, 1);  
169     skb->head = data;  
170     skb->datadata = data;  
171     skb->tail = data;  
172     skb->end  = data + size;  
173     /* make sure we initialize shinfo sequentially */  
174     shinfo = skb_shinfo(skb);  
175     atomic_set(&shinfo->dataref, 1);  
176     shinfo->nr_frags  = 0;  
177     shinfo->gso_size = 0;  
178     shinfo->gso_segs = 0;  
179     shinfo->gso_type = 0;  
180     shinfo->ip6_frag_id = 0;  
181     shinfo->frag_list = NULL;  
182  
183     if (fclone) {  
184         struct sk_buff *child = skb + 1;  
185         atomic_t *fclone_ref = (atomic_t *) (child + 1);  
186  
187         skb->fclone = SKB_FCLONE_ORIG;  
188         atomic_set(fclone_ref, 1);  
189  
190         child->fclone = SKB_FCLONE_UNAVAILABLE;  
191     }  
192 out:  
193     return skb;  
194 nodata:  
195     kmem_cache_free(cache, skb);  
196     skb = NULL;  
197     goto out;  
198 }

152 根据参数fclone确定从哪个高速缓存中分配SKB。

155 调用kmem_cache_alloc_node()从选定的高速缓存中分配一个SKB。在此从分配标志中去除GFP_DMA，是为了不从DMA内存区域中分配SKB描述符，因为DMA内存区域比较小且有特定用途，没有必要用来分配SKB描述符。而后面分配数据缓存区时，就不会去掉GFP_DMA标志，因为很有可能数据缓存区就需要在DMA内存区域中分配，这样硬件可以直接进行DMA操作，参见161~162行。

160 在分配数据缓存区之前，强制对给定的数据缓存区大小size作对齐操作。

161-165 调用kmalloc_node_track_caller()分配数据缓存区，其长度为size和sizeof(struct skb_shared_info)之和，因为在缓存区尾部紧跟着一个skb_shared_info结构。

168-181 初始化新分配SKB描述符和skb_shared_info结构。

183-191 如果是skbuff_fclone_cache高速缓存中分配SKB描述符，则还需置父SKB描述符的fclone为SKB_FCLONE_ORIG，表示可以被克隆；同时将子SKB描述符的fclone成员置为SKB_FCLONE_UNAVAILABLE，表示该SKB还没有被创建出来；最后将引用计数置为1。

最后SKB结构如图3-13所示，在图右边所示的内存块中部，可以看到对齐操作所带来的填充区域。需要说明的是，__alloc_skb()一般不被直接调用，而是被封装函数调用，如__netdev_alloc_skb()、alloc_skb()、alloc_skb_fclone()等函数。

2. dev_alloc_skb()

dev_alloc_skb()也是一个缓存区分配函数，通常被设备驱动用在中断上下文中。这是一个alloc_skb()的封装函数，因为是在中断处理函数中被调用的，因此要求原子操作（GFP_ATOMIC）。

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1124 static inline struct sk_buff *dev_alloc_skb(unsigned int length)  
1125 {  
1126     return __dev_alloc_skb(length, GFP_ATOMIC);  
1127 }  
... ...  
1103 static inline struct sk_buff *__dev_alloc_skb(unsigned int length,  
1104                           gfp_t gfp_mask)  
1105 {  
1106     struct sk_buff *skb = alloc_skb(length + NET_SKB_PAD, gfp_mask);  
1107     if (likely(skb))  
1108         skb_reserve(skb, NET_SKB_PAD);  
1109     return skb;  
1110 }

1108 调用skb_reserve()在skb->head与skb->data之间预留NET_SKB_PAD个字节。NET_SKB_PAD的定义在skbuff.h中，其值为 16。这部分空间将被填入硬件帧头，如14B的以太网帧头。

1126 以GFP_ATOMIC为内存分配优先级，表示分配过程为原子操作，不能被中断。

三、释放SKB

dev_kfree_skb()和kfree_skb()用来释放SKB，把它返回给高速缓存。kfree_skb()可以直接调用，也可以通过封装函数dev_kfree_skb()来调用。而dev_kfree_skb()只是一个简单调用kfree_skb()的宏，一般为设备驱动使用，与之功能相反的函数是dev_alloc_skb()。这些函数只在skb->users为1的情况下才释放内存，否则只简单地递减skb->users，因此假设SKB有三个引用者，那么只有第三次调用dev_kfree_skb()或kfree_skb()时才释放内存。kfree_skb()的流程如图3-14所示。

图3-14所示的流程显示了释放一个SKB的步骤：

1）kfree_skb()检测sk_buff结构的引用计数users，如果不为1，则说明此次释放后该SKB还将被用户占用，因此递减引用计数users后即返回；否则说明不再有其他用户占用该sk_buff结构，调用__kfree_skb()释放之。

2）SKB描述符中包含一个dst_entry结构的引用，在释放SKB后，会调用dst_release()来递减dst_entry结构的引用计数。

3）如果初始化了SKB的析构函数，则调用相应的函数。

4）一个SKB描述符是与一个存有真正数据的内存块，即数据区相关的。如果存在聚合分散I/O数据，该数据区底部的skb_shared_info结构还会包含指向聚合分散I/O数据的指针，同样需要释放这些分片所占用的内存。最后需把SKB描述符所占内存返回给skbuff_head_cache缓存。释放内存由kfree_skbmem()处理，过程如下：

如果SKB没有被克隆，或者payload没有被单独引用，则释放SKB的数据缓存区，包括存储聚合分散I/O数据的缓存区和SKB描述符。

如果是释放从skbuff_fclone_cache中分配的父SKB描述符，且克隆计数为1，则释放父SKB描述符。

如果是释放从skbuff_fclone_cache中分配的子SKB描述符，设置父SKLB的fclone字段为SKB_FCLONE_UNAVAILABLE，在克隆计数为1的情况下，释放子SKB描述符。

四、数据预留和对齐

数据预留和对齐主要由skb_reserve()、skb_put()、skb_push()以及skb_pull()这几个函数来完成。

1. skb_reserve()

skb_reserve()在数据缓存区头部预留一定的空间，通常被用来在数据缓存区中插入协议首部或者在某个边界上对齐。它并没有把数据移出或移入数据缓存区，而只是简单地更新了数据缓存区的两个指针-分别指向负载起始和结尾的data和tail指针，图3-15 展示了调用skb_reserve()前后这两个指针的变化。

请注意：skb_reserve()只能用于空的SKB，通常会在分配SKB之后就调用该函数，此时data和tail指针还一同指向数据区的起始位置，如图3-15a所示。例如，某个以太网设备驱动的接收函数，在分配SKB之后，向数据缓存区填充数据之前，会有这样的一条语句skb_reserve(skb, 2)，这是因为以太网头长度为14B，再加上2B就正好16字节边界对齐，所以大多数以太网设备都会在数据包之前保留2B。

当SKB在协议栈中向下传递时，每一层协议都把skb->data指针向上移动，然后复制本层首部，同时更新skb->len。这些操作都使用图3-15 中所示的函数完成。

2．skb_push()

skb_push()在数据缓存区的前头加入一块数据，与skb_reserve()类似，也并没有真正向数据缓存区中添加数据，而只是移动数据缓存区的头指针data和尾指针tail。数据由其他函数复制到数据缓存区中。

函数执行步骤如下：

1）当TCP发送数据时，会根据一些条件，如TCP最大分段长度MSS、是否支持聚合分散I/O等，分配一个SKB。

2）TCP需在数据缓存区的头部预留足够的空间，用来填充各层首部。MAX_TCP_HEADER是各层首部长度的总和，它考虑了最坏的情况：由于TCP层不知道将要用哪个接口发送包，它为每一层预留了最大的首部长度，甚至还考虑了出现多个IP首部的可能性，因为在内核编译支持IP over IP的情况下，会遇到多个IP首部。

3）把TCP负载复制到数据缓存区。需要注意的是，图3-16 只是一个例子，TCP负载可能会被组织成其他形式，例如分片，在后续章节中将会看到一个分片的数据缓存区是什么样的。

4）TCP层添加TCP首部。

5）SKB传递到IP层，IP层为数据包添加IP首部。

6）SKB传递到链路层，链路层为数据包添加链路层首部。

3．skb_put()

skb_put()修改指向数据区末尾的指针tail，使之往下移len字节，即使数据区向下扩大len字节，并更新数据区长度len。调用skb_put()前后，SKB结构变化如图3-17所示。

4．skb_pull()

skb_pull()通过将data指针往下移动，在数据区首部忽略len字节长度的数据，通常用于接收到数据包后在各层间由下往上传递时，上层忽略下层的首部。调用skb_pull()前后，SKB结构变化如图3-18所示。

五、克隆和复制SKB

1．skb_clone()

如果一个SKB会被不同的用户独立操作，而这些用户可能只是修改SKB描述符中的某些字段值，如h、nh，则内核没有必要为每个用户复制一份完整的SKB描述及其相应的数据缓存区，而会为了提高性能，只作克隆操作。克隆过程只复制SKB描述符，同时增加数据缓存区的引用计数，以免共享数据被提前释放。完成这些功能的是skb_clone()。一个使用包克隆的场景是，一个接收包程序要把该包传递给多个接收者，例如包处理函数或者一个或多个网络模块。原始的及克隆的SKB描述符的cloned值都会被设置为1，克隆SKB描述符的users值置为1，这样在第一次释放时就会释放掉。同时将数据缓存区引用计数dataref递增1，因为又多了一个克隆SKB描述符指向它。
图3-19 演示的是已克隆的SKB。

图3-19 所示是一个存在聚合分散I/O缓存区的例子，这个数据缓存区的一些数据保存在分片结构数组frags中。skb_share_check()用来检查SKB引用计数users，如果该字段表明SKB是被共享的，则克隆一个新的SKB。一个SKB被克隆后，该SKB数据缓存区中的内容就不能再被修改，这也意味着访问数据的函数没有必要加锁。skb_cloned()可以用来测试skb的克隆状态。

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432 struct sk_buff *skb_clone(struct sk_buff *skb, gfp_t gfp_mask)  
433 {  
434     struct sk_buff *n;  
435  
436     n = skb + 1;  
437     if (skb->fclone == SKB_FCLONE_ORIG &&  
438         n->fclone == SKB_FCLONE_UNAVAILABLE) {  
439         atomic_t *fclone_ref = (atomic_t *) (n + 1);  
440         n->fclone = SKB_FCLONE_CLONE;  
441         atomic_inc(fclone_ref);  
442     } else {  
443         n = kmem_cache_alloc(skbuff_head_cache, gfp_mask);  
444         if (!n)  
445             return NULL;  
446         n->fclone = SKB_FCLONE_UNAVAILABLE;  
447     }  
448  
449 #define C(x) n->x = skb->x  
450  
451     n->nnext = n->prev = NULL;  
452     n->sk = NULL;  
453     C(tstamp);  
454     C(dev);  
455     C(h);  
456     C(nh);  
457     C(mac);  
458     C(dst);  
459     dst_clone(skb->dst);  
460     C(sp);  
461 #ifdef CONFIG_INET  
462     secpath_get(skb->sp);  
463 #endif  
464     memcpy(n->cb, skb->cb, sizeof(skb->cb));  
465     C(len);  
466     C(data_len);  
467     C(csum);  
468     C(local_df);  
469     n->cloned = 1;  
470     n->nohdr = 0;  
471     C(pkt_type);  
472     C(ip_summed);  
473     C(priority);  
474 #if defined(CONFIG_IP_VS) || defined(CONFIG_IP_VS_MODULE)  
475     C(ipvs_property);  
476 #endif  
477     C(protocol);  
478     n->destructor = NULL;  
479     C(mark);  
480 #ifdef CONFIG_NETFILTER  
481     C(nfct);  
482     nf_conntrack_get(skb->nfct);  
483     C(nfctinfo);  
484 #if defined(CONFIG_NF_CONNTRACK) || defined(CONFIG_NF_CONNTRACK_MODULE)  
485     C(nfct_reasm);  
486     nf_conntrack_get_reasm(skb->nfct_reasm);  
487 #endif  
488 #ifdef CONFIG_BRIDGE_NETFILTER  
489     C(nf_bridge);  
490     nf_bridge_get(skb->nf_bridge);  
491 #endif  
492 #endif /*CONFIG_NETFILTER*/  
493 #ifdef CONFIG_NET_SCHED  
494     C(tc_index);  
495 #ifdef CONFIG_NET_CLS_ACT  
496     n->tc_verd = SET_TC_VERD(skb->tc_verd,0);  
497     n->tc_verd = CLR_TC_OK2MUNGE(n->tc_verd);  
498     n->tc_verd = CLR_TC_MUNGED(n->tc_verd);  
499     C(input_dev);  
500 #endif  
501     skb_copy_secmark(n, skb);  
502 #endif  
503     C(truesize);  
504     atomic_set(&n->users, 1);  
505     C(head);  
506     C(data);  
507     C(tail);  
508     C(end);  
509  
510     atomic_inc(&(skb_shinfo(skb)->dataref));  
511     skb->cloned = 1;  
512  
513     return n;  
514 }

436-438 由fclone标志来决定从哪个缓冲池中分配SKB描述符。如果紧邻的两个父子SKB描述符，前一个的fclone为SKB_FCLONE_ORIG，后一个的fclone为SKB_FCLONE_ UNAVAILABLE，则说明这两个SKB描述符是从skbuff_fclone_cache缓冲池中分配的，且父SKB描述符还没有被克隆，即子SKB描述符还是空的。否则即从skbuff_head_cache缓冲池中分配一个新的SKB来用于克隆。

451-508 将父SKB描述符各字段值赋给子SKB描述符的对应字段。

504 设置子SKB描述符引用计数users为1。

510 递增父SKB描述符中的数据区引用计数skb_shared_info结构的dataref。

511 设置父SKB描述符的成员cloned为1，表示该SKB已被克隆。

2．pskb_copy()

当一个函数不仅要修改SKB描述符，而且还要修改数据缓存区中的数据时，就需要同时复制数据缓存区。在这种情况下，程序员有两个选择。如果所修改的数据在skb->head和skb->end之间，可使用pskb_copy()来复制这部分数据，如图3-20所示。

3．skb_copy()

如果同时需要修改聚合分散I/O存储区中的数据，就必须使用skb_copy()，如图3-21所示。从前面的章节中看到，skb_shared_info结构中也包含一个SKB链表frag_list。该链表在pskb_copy()和skb_copy()中的处理方式与frags数组处理方式相同。

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587 struct sk_buff *skb_copy(const struct sk_buff *skb, gfp_t gfp_mask)  
588 {  
589     int headerlen = skb->data - skb->head;  
590     /*  
591      *    Allocate the copy buffer  
592      */  
593     struct sk_buff *n = alloc_skb(skb->end - skb->head + skb->data_len,  
594                       gfp_mask);  
595     if (!n)  
596         return NULL;  
597  
598     /* Set the data pointer */  
599     skb_reserve(n, headerlen);  
600     /* Set the tail pointer and length */  
601     skb_put(n, skb->len);  
602     n->csum         = skb->csum;  
603     n->ip_summed = skb->ip_summed;  
604  
605     if (skb_copy_bits(skb, -headerlen, n->head, headerlen + skb->len))  
606         BUG();  
607  
608     copy_skb_header(n, skb);  
609     return n;  
610 }

589-599 分配一个新的SKB，即包括SKB描述符和数据缓存区，然后在指针head和data之间预留源数据缓存区headroom长度的空间。

601 将新SKB的tail指针和数据区长度len设置为与源SKB的一样。

605-608 复制数据。

在讨论本书中不同主题时，有时会强调某个特定函数需要克隆或者复制一个SKB。在决定克隆或复制SKB时，各子系统程序员不能预测其他内核组件是否需要使用SKB中的原始数据。内核是模块化的，其状态变化是不可预测的，每个子系统都不知道其他子系统是如何操作数据缓存区的。因此，内核程序员需要记录各子系统对数据缓存区的修改，并且在修改数据缓存区前，复制一个新的数据缓存区，以免其他子系统需使用数据缓存区原始数据时出现错误。

内核网络设备的注册与初始化(eth0...)

找到eth0…之类的设备的数据结构

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# crash vmlinux

p init_net
找到：
  dev_base_head = {
	next = 0xffff88003e48b070, 
	prev = 0xffff880037582070
  },
next 就是 struct net_device *dev; 中 dev->dev_list;
算算 dev_list 在 dev 中的偏移为0x50（可能会不同）

struct net_device 0xffff88003e48b020
然后根据 dev中的dev_list.next取下一个net_device
  dev_list = {
	next = 0xffff880037582070, 
	prev = 0xffffffff81b185b0
  },

找到net_device对应的XXX_adapter, 如ixgbe_adapter

ixgbe模块在申请net_device时会把需要预留给ixgbe_adapter的空间大小传给alloc_etherdev

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netdev = alloc_etherdev(sizeof(struct ixgbe_adapter));

adapter = netdev_priv(netdev);

static inline void *netdev_priv(const struct net_device *dev)
{
	return (char *)dev + ALIGN(sizeof(struct net_device), NETDEV_ALIGN);
}

所以ixgbe_adapter在net_device结构按32位对其后面，偏移0x6c0（视内核而定）

http://blog.csdn.net/sfrysh/article/details/5736752

首先来看如何分配内存给一个网络设备。

内核通过alloc_netdev来分配内存给一个指定的网络设备:

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#define alloc_netdev(sizeof_priv, name, setup) /   
	alloc_netdev_mq(sizeof_priv, name, setup, 1)   
  
struct net_device *alloc_netdev_mq(int sizeof_priv, const char *name,   
		void (*setup)(struct net_device *), unsigned int queue_count)

其中alloc_netdev_mq中的第一个元素是每个网络设备的私有数据(主要是包含一些硬件参数，比如中断之类的)的大小，也就是net_device结构中的priv的大小。第二个参数是设备名，我们传递进来一般都是一个待format的字符串，比如"eth%d",到时多个相同类型网卡设备就会依次为eth0,1(内核会通过dev_alloc_name来进行设置)… 第三个参数setup是一个初始化net_device结构的回调函数。

可是一般我们不需要直接调用alloc_netdev的，内核提供了一些包装好的函数：

这里我们只看alloc_etherdev：

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#define alloc_etherdev(sizeof_priv) alloc_etherdev_mq(sizeof_priv, 1)   
struct net_device *alloc_etherdev_mq(int sizeof_priv, unsigned int queue_count)   
{   
	return alloc_netdev_mq(sizeof_priv, "eth%d", ether_setup, queue_count);   
}

这里实际是根据网卡的类型进行包装，也就类似于oo中的基类，ether_setup初始化一些所有相同类型的网络设备的一些相同配置的域：

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void ether_setup(struct net_device *dev)   
{   
	dev->header_ops      = ð_header_ops;   
  
	dev->change_mtu      = eth_change_mtu;   
	dev->set_mac_address     = eth_mac_addr;   
	dev->validate_addr   = eth_validate_addr;   
  
	dev->type        = ARPHRD_ETHER;   
	dev->hard_header_len     = ETH_HLEN;   
	dev->mtu     = ETH_DATA_LEN;   
	dev->addr_len        = ETH_ALEN;   
	dev->tx_queue_len    = 1000; /* Ethernet wants good queues */  
	dev->flags       = IFF_BROADCAST|IFF_MULTICAST;   
  
	memset(dev->broadcast, 0xFF, ETH_ALEN);   
  
}

接下来我们来看注册网络设备的一些细节。

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int register_netdev(struct net_device *dev)   
{   
	int err;   
  
	rtnl_lock();   
  
	/*  
	 * If the name is a format string the caller wants us to do a  
	 * name allocation.  
	 */  
	if (strchr(dev->name, '%')) {   
		// 这里通过dev_alloc_name函数来对设备名进行设置。   
		err = dev_alloc_name(dev, dev->name);   
		if (err < 0)   
			goto out;   
	}   
	// 注册当前的网络设备到全局的网络设备链表中.下面会详细看这个函数.   
	err = register_netdevice(dev);   
out:   
	rtnl_unlock();   
	return err;   
}

整个网络设备就是一个链表，他需要很方便的遍历所有设备，以及很快的定位某个指定的设备。为此net_device包含了下面3个链表(有关内核中数据结构的介绍，可以去自己google下)：

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// 可以根据index来定位设备   
struct hlist_node   index_hlist;   
// 可以根据name来定位设备   
struct hlist_node   name_hlist;   
// 通过dev_list，将此设备插入到全局的dev_base_head中，我们下面会介绍这个。   
struct list_head    dev_list;

当设备注册成功后，还需要通知内核的其他组件，这里通过netdev_chain类型的notifier chain来通知其他组件。事件是NETDEV_REGISTER..其他设备通过register_netdevice_notifier来注册自己感兴趣的事件到此notifier chain上。

网络设备(比如打开或关闭一个设备)，与用户空间的通信通过rtmsg_ifinfo函数，也就是RTMGRP_LINK的netlink。

每个设备还包含两个状态，一个是state字段，表示排队策略状态(用位图表示)，一个是注册状态。

包的排队策略也就是qos了。。

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int register_netdevice(struct net_device *dev)   
{   
	struct hlist_head *head;   
	struct hlist_node *p;   
	int ret;   
	struct net *net;   
  
	BUG_ON(dev_boot_phase);   
	ASSERT_RTNL();   
  
	might_sleep();   
  
	/* When net_device's are persistent, this will be fatal. */  
	BUG_ON(dev->reg_state != NETREG_UNINITIALIZED);   
	BUG_ON(!dev_net(dev));   
	net = dev_net(dev);   
  
	// 初始化相关的锁   
	spin_lock_init(&dev->addr_list_lock);   
	netdev_set_addr_lockdep_class(dev);   
	netdev_init_queue_locks(dev);   
  
	dev->iflink = -1;   
  
	/* Init, if this function is available */  
	if (dev->init) {   
		ret = dev->init(dev);   
		if (ret) {   
			if (ret > 0)   
				ret = -EIO;   
			goto out;   
		}   
	}   
  
	if (!dev_valid_name(dev->name)) {   
		ret = -EINVAL;   
		goto err_uninit;   
	}   
	// 给设备分配一个唯一的identifier.   
	dev->ifindex = dev_new_index(net);   
	if (dev->iflink == -1)   
		dev->iflink = dev->ifindex;   
  
	// 在全局的链表中检测是否有重复的名字   
	head = dev_name_hash(net, dev->name);   
	hlist_for_each(p, head) {   
		struct net_device *d   
			= hlist_entry(p, struct net_device, name_hlist);   
		if (!strncmp(d->name, dev->name, IFNAMSIZ)) {   
			ret = -EEXIST;   
			goto err_uninit;   
		}   
	}   
	// 下面是检测一些特性的组合是否合法。   
	/* Fix illegal checksum combinations */  
	if ((dev->features & NETIF_F_HW_CSUM) &&   
		(dev->features & (NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM))) {   
		printk(KERN_NOTICE "%s: mixed HW and IP checksum settings./n",   
			   dev->name);   
		dev->features &= ~(NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM);   
	}   
  
	if ((dev->features & NETIF_F_NO_CSUM) &&   
		(dev->features & (NETIF_F_HW_CSUM|NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM))) {   
		printk(KERN_NOTICE "%s: mixed no checksumming and other settings./n",   
			   dev->name);   
		dev->features &= ~(NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM|NETIF_F_HW_CSUM);   
	}   
  
  
	/* Fix illegal SG+CSUM combinations. */  
	if ((dev->features & NETIF_F_SG) &&   
		!(dev->features & NETIF_F_ALL_CSUM)) {   
		printk(KERN_NOTICE "%s: Dropping NETIF_F_SG since no checksum feature./n",   
			   dev->name);   
		dev->features &= ~NETIF_F_SG;   
	}   
  
	/* TSO requires that SG is present as well. */  
	if ((dev->features & NETIF_F_TSO) &&   
		!(dev->features & NETIF_F_SG)) {   
		printk(KERN_NOTICE "%s: Dropping NETIF_F_TSO since no SG feature./n",   
			   dev->name);   
		dev->features &= ~NETIF_F_TSO;   
	}   
	if (dev->features & NETIF_F_UFO) {   
		if (!(dev->features & NETIF_F_HW_CSUM)) {   
			printk(KERN_ERR "%s: Dropping NETIF_F_UFO since no "  
					"NETIF_F_HW_CSUM feature./n",   
							dev->name);   
			dev->features &= ~NETIF_F_UFO;   
		}   
		if (!(dev->features & NETIF_F_SG)) {   
			printk(KERN_ERR "%s: Dropping NETIF_F_UFO since no "  
					"NETIF_F_SG feature./n",   
					dev->name);   
			dev->features &= ~NETIF_F_UFO;   
		}   
	}   
  
	/* Enable software GSO if SG is supported. */  
	if (dev->features & NETIF_F_SG)   
		dev->features |= NETIF_F_GSO;   
  
	// 初始化设备驱动的kobject并创建相关的sysfs   
	netdev_initialize_kobject(dev);   
	ret = netdev_register_kobject(dev);   
	if (ret)   
		goto err_uninit;   
	// 设置注册状态。   
	dev->reg_state = NETREG_REGISTERED;   
  
	/*  
	 *  Default initial state at registry is that the  
	 *  device is present.  
	 */  
  
	// 设置排队策略状态。   
	set_bit(__LINK_STATE_PRESENT, &dev->state);   
	// 初始化排队规则   
	dev_init_scheduler(dev);   
	dev_hold(dev);   
	// 将相应的链表插入到全局的链表中。紧接着会介绍这个函数   
	list_netdevice(dev);   
  
	/* Notify protocols, that a new device appeared. */  
	// 调用netdev_chain通知内核其他子系统。   
	ret = call_netdevice_notifiers(NETDEV_REGISTER, dev);   
	ret = notifier_to_errno(ret);   
	if (ret) {   
		rollback_registered(dev);   
		dev->reg_state = NETREG_UNREGISTERED;   
	}   
  
out:   
	return ret;   
  
err_uninit:   
	if (dev->uninit)   
		dev->uninit(dev);   
	goto out;   
}

这里要注意有一个全局的struct net init_net;变量，这个变量保存了全局的name,index hlist以及全局的网络设备链表。

net结构我们这里所需要的也就三个链表：

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// 设备链表   
struct list_head    dev_base_head;   
// 名字为索引的hlist   
struct hlist_head   *dev_name_head;   
// index为索引的hlist   
struct hlist_head   *dev_index_head;  
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static int list_netdevice(struct net_device *dev)   
{   
	struct net *net = dev_net(dev);   
  
	ASSERT_RTNL();   
  
	write_lock_bh(&dev_base_lock);   
	// 插入全局的list   
	list_add_tail(&dev->dev_list, &net->dev_base_head);   
	// 插入全局的name_list以及index_hlist   
	hlist_add_head(&dev->name_hlist, dev_name_hash(net, dev->name));   
	hlist_add_head(&dev->index_hlist, dev_index_hash(net, dev->ifindex));   
	write_unlock_bh(&dev_base_lock);   
	return 0;   
}

最终执行完之后，注册函数将会执行rtnl_unlock函数，而此函数则会执行netdev_run_todo方法。也就是完成最终的注册。(要注意，当取消注册这个设备时也会调用这个函数来完成最终的取消注册)

这里有一个全局的net_todo_list的链表：

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static LIST_HEAD(net_todo_list);

而在取消注册的函数中会调用这个函数：

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static void net_set_todo(struct net_device *dev)   
{   
	list_add_tail(&dev->todo_list, &net_todo_list);   
}

也就是把当前将要取消注册的函数加入到todo_list链表中。

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void netdev_run_todo(void)   
{   
	struct list_head list;   
  
	/* Snapshot list, allow later requests */  
	// replace掉net_todo_list用list代替。   
	list_replace_init(&net_todo_list, &list);   
  
	__rtnl_unlock();   
	// 当注册设备时没有调用net_set_todo函数来设置net_todo_list，因此list为空，所以就会直接跳过。   
	while (!list_empty(&list)) {   
		// 通过todo_list得到当前的device对象。   
		struct net_device *dev   
			= list_entry(list.next, struct net_device, todo_list);   
		// 删除此todo_list;   
		list_del(&dev->todo_list);   
  
  
		if (unlikely(dev->reg_state != NETREG_UNREGISTERING)) {   
			printk(KERN_ERR "network todo '%s' but state %d/n",   
				   dev->name, dev->reg_state);   
			dump_stack();   
			continue;   
		}   
		// 设置注册状态为NETREG_UNREGISTERED.   
		dev->reg_state = NETREG_UNREGISTERED;   
		// 在每个cpu上调用刷新函数。   
		on_each_cpu(flush_backlog, dev, 1);   
  
		// 等待引用此设备的所有系统释放资源，也就是引用计数清0.   
		netdev_wait_allrefs(dev);   
  
		/* paranoia */  
		BUG_ON(atomic_read(&dev->refcnt));   
		WARN_ON(dev->ip_ptr);   
		WARN_ON(dev->ip6_ptr);   
		WARN_ON(dev->dn_ptr);   
  
		if (dev->destructor)   
			dev->destructor(dev);   
  
		/* Free network device */  
		kobject_put(&dev->dev.kobj);   
	}   
}

下面来看netdev_wait_allrefs函数，我们先看它的调用流程:

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static void netdev_wait_allrefs(struct net_device *dev)   
{   
	unsigned long rebroadcast_time, warning_time;   
  
	rebroadcast_time = warning_time = jiffies;   
	while (atomic_read(&dev->refcnt) != 0) {   
		if (time_after(jiffies, rebroadcast_time + 1 * HZ)) {   
			rtnl_lock();   
  
			// 给netdev_chain发送NETDEV_UNREGISTER事件，通知各个子模块释放资源   
			/* Rebroadcast unregister notification */  
			call_netdevice_notifiers(NETDEV_UNREGISTER, dev);   
  
			if (test_bit(__LINK_STATE_LINKWATCH_PENDING,   
					 &dev->state)) {   
				/* We must not have linkwatch events  
				 * pending on unregister. If this  
				 * happens, we simply run the queue  
				 * unscheduled, resulting in a noop  
				 * for this device.  
				 */  
				linkwatch_run_queue();   
			}   
  
			__rtnl_unlock();   
  
			rebroadcast_time = jiffies;   
		}   
  
		msleep(250);   
  
		if (time_after(jiffies, warning_time + 10 * HZ)) {   
			printk(KERN_EMERG "unregister_netdevice: "  
				   "waiting for %s to become free. Usage "  
				   "count = %d/n",   
				   dev->name, atomic_read(&dev->refcnt));   
			warning_time = jiffies;   
		}   
	}   
}

TCP的TSO/GSO处理（二）

http://book.51cto.com/art/201206/345021.htm

有些网络设备硬件可以完成一些传统上由CPU完成的任务，最常见的例子就是计算三层和四层校验和。有些网络设备甚至可以维护四层协议的状态机，由硬件完成分段或分片，因此传输层通过网络层提交给网络设备时可能是个GSO段，参见1.3.1节。本节论述SKB的成员都是用来支持GSO的。

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unsigned short gso_size

生成GSO段时的MSS，因为GSO段的长度是与发送该段的套接口中合适MSS的整数倍。

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unsigned short gso_segs

GSO段的长度是gso_size的倍数，即用gso_size来分割大段时产生的段数。

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unsigned short gso_type

该SKB中的数据支持的GSO类型，见表3-5。

表3-5 gso_type的取值

gso_type 描述
SKB_GSO_TCPV4 IPv4的TCP段卸载
SKB_GSO_UDP IPv4的UDP分片卸载
SKB_GSO_DODGY 表明数据报是从一个不可信赖的来源发出的
SKB_GSO_TCP_ECN IPv4的TCP段卸载，当设置TCP首部的CWR时，使用此gos_type。CWR参见29.4节
SKB_GSO_TCPV6 IPv6的TCP段卸载

http://blog.csdn.net/majieyue/article/details/11881325

GSO用来扩展之前的TSO，目前已经并入upstream内核。TSO只能支持tcp协议，而GSO可以支持tcpv4, tcpv6, udp等协议。在GSO之前，skb_shinfo(skb)有两个成员ufo_size, tso_size，分别表示udp fragmentation offloading支持的分片长度，以及tcp segmentation offloading支持的分段长度，现在都用skb_shinfo(skb)->gso_size代替。skb_shinfo(skb)->ufo_segs, skb_shinfo(skb)->tso_segs也被替换成了skb_shinfo(skb)->gso_segs，表示分片的个数。

skb_shinfo(skb)->gso_type包括SKB_GSO_TCPv4, SKB_GSO_UDPv4，同时NETIF_F_XXX的标志也增加了相应的bit，标识设备是否支持TSO, GSO, e.g.

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NETIF_F_TSO = SKB_GSO_TCPV4 << NETIF_F_GSO_SHIFT
NETIF_F_UFO = SKB_GSO_UDPV4 << NETIF_F_GSO_SHIFT
#define NETIF_F_GSO_SHIFT 16

dev_hard_start_xmit在调用设备驱动的发送函数之前，会通过netif_needs_gso判断是否需要软件做GSO，如果需要，那么会调用到dev_gso_segment

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/**
 *  dev_gso_segment - Perform emulated hardware segmentation on skb.
 *  @skb: buffer to segment
 *
 *  This function segments the given skb and stores the list of segments
 *  in skb->next.
 */
static int dev_gso_segment(struct sk_buff *skb)
{
	struct net_device *dev = skb->dev;
	struct sk_buff *segs;
	int features = dev->features & ~(illegal_highdma(dev, skb) ?
	                 NETIF_F_SG : 0);

	segs = skb_gso_segment(skb, features);

	/* Verifying header integrity only. */
	if (!segs)
	    return 0;

	if (IS_ERR(segs))
	    return PTR_ERR(segs);

	skb->next = segs;
	DEV_GSO_CB(skb)->destructor = skb->destructor;
	skb->destructor = dev_gso_skb_destructor;

	return 0;
}

分析skb_gso_segment之前，看下析构过程，此时skb经过分片之后已经是一个skb list，通过skb->next串在一起，此时把初始的skb->destructor函数存到skb->cb中，然后把skb->destructor变更为dev_gso_skb_destructor。

dev_gso_skb_destructor会把skb->next一个个通过kfree_skb释放掉，最后调用DEV_GSO_CB(skb)->destructor，即skb初始的析构函数做最后的清理。

skb_gso_segment是通过软件方式模拟网卡分段的函数。

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struct sk_buff *skb_gso_segment(struct sk_buff *skb, int features)
{
	struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EPROTONOSUPPORT);
	struct packet_type *ptype;
	__be16 type = skb->protocol;
	int err;

	skb_reset_mac_header(skb);
	skb->mac_len = skb->network_header - skb->mac_header;
	__skb_pull(skb, skb->mac_len);

	if (unlikely(skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)) {
	    struct net_device *dev = skb->dev;
	    struct ethtool_drvinfo info = {};

	    if (dev && dev->ethtool_ops && dev->ethtool_ops->get_drvinfo)
	        dev->ethtool_ops->get_drvinfo(dev, &info);

	    WARN(1, "%s: caps=(0x%lx, 0x%lx) len=%d data_len=%d "
	        "ip_summed=%d",
	         info.driver, dev ? dev->features : 0L,
	         skb->sk ? skb->sk->sk_route_caps : 0L,
	         skb->len, skb->data_len, skb->ip_summed);

	    if (skb_header_cloned(skb) &&
	        (err = pskb_expand_head(skb, 0, 0, GFP_ATOMIC)))
	        return ERR_PTR(err);

如果skb header是clone，分离出来
	}

如果skb->ip_summed 不是 CHECKSUM_PARTIAL，那么报个warning，因为GSO类型的skb其ip_summed一般都是CHECKSUM_PARTIAL

	rcu_read_lock();
	list_for_each_entry_rcu(ptype,
	        &ptype_base[ntohs(type) & PTYPE_HASH_MASK], list) {
	    if (ptype->type == type && !ptype->dev && ptype->gso_segment) {
	        if (unlikely(skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)) {
	            err = ptype->gso_send_check(skb);
	            segs = ERR_PTR(err);
	            if (err || skb_gso_ok(skb, features))
	                break;
	            __skb_push(skb, (skb->data -
	                     skb_network_header(skb)));
	        }
	        segs = ptype->gso_segment(skb, features);
	        break;

把skb->data指向network header，然后调用inet_gso_segment，四层的gso_segment会在inet_gso_segment中被调用
	    }
	}
	rcu_read_unlock();

	__skb_push(skb, skb->data - skb_mac_header(skb));

把skb->data再次指向mac header

	return segs;
}


static struct sk_buff *inet_gso_segment(struct sk_buff *skb, int features)
{
	struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
	struct iphdr *iph;
	const struct net_protocol *ops;
	int proto;
	int ihl;
	int id;
	unsigned int offset = 0;

	if (!(features & NETIF_F_V4_CSUM))
	    features &= ~NETIF_F_SG;
如果设备不支持NETIF_F_V4_CSUM，那么就当设备不支持SG

	if (unlikely(skb_shinfo(skb)->gso_type &
	         ~(SKB_GSO_TCPV4 |
	           SKB_GSO_UDP |
	           SKB_GSO_DODGY |
	           SKB_GSO_TCP_ECN |
	           0)))
	    goto out;
gso_type不合法，直接返错

	if (unlikely(!pskb_may_pull(skb, sizeof(*iph))))
	    goto out;
20字节ip头部无法获得，返错

	iph = ip_hdr(skb);
	ihl = iph->ihl * 4;
	if (ihl < sizeof(*iph))
	    goto out;

	if (unlikely(!pskb_may_pull(skb, ihl)))
	    goto out;
实际ip头部无法获得，返错

	__skb_pull(skb, ihl);
	skb_reset_transport_header(skb);
	iph = ip_hdr(skb);

OK，现在拿到ip头部了


	id = ntohs(iph->id);

ip包的id


	proto = iph->protocol & (MAX_INET_PROTOS - 1);
	segs = ERR_PTR(-EPROTONOSUPPORT);

	rcu_read_lock();
	ops = rcu_dereference(inet_protos[proto]);
	if (likely(ops && ops->gso_segment))
	    segs = ops->gso_segment(skb, features);

如果是tcp，那么调用tcp_tso_segment，如果是udp，那么调用udp4_ufo_fragment


	rcu_read_unlock();

	if (!segs || IS_ERR(segs))
	    goto out;

	skb = segs;
	do {
	    iph = ip_hdr(skb);
	    if (proto == IPPROTO_UDP) {
	        iph->id = htons(id);
	        iph->frag_off = htons(offset >> 3);
	        if (skb->next != NULL)
	            iph->frag_off |= htons(IP_MF);
	        offset += (skb->len - skb->mac_len - iph->ihl * 4);
	    } else
	        iph->id = htons(id++);
	    iph->tot_len = htons(skb->len - skb->mac_len);
	    iph->check = 0;
	    iph->check = ip_fast_csum(skb_network_header(skb), iph->ihl);
	} while ((skb = skb->next));

对每一个skb segment，填充ip包头，计算ip checksum。如果是tcp segmentation，那么ip头的id递增。如果是udp fragmentation，那么ip头的id不变，每次计算增加的offset，等于是在做ip分片

out:
	return segs;
}

下面来看TCP协议的分段函数tcp_tso_segment

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struct sk_buff *tcp_tso_segment(struct sk_buff *skb, int features)
{
	struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
	struct tcphdr *th;
	unsigned thlen;
	unsigned int seq;
	__be32 delta;
	unsigned int oldlen;
	unsigned int mss;

	if (!pskb_may_pull(skb, sizeof(*th)))
	    goto out;

	th = tcp_hdr(skb);
	thlen = th->doff * 4;
	if (thlen < sizeof(*th))
	    goto out;

	if (!pskb_may_pull(skb, thlen))
	    goto out;

	oldlen = (u16)~skb->len;
	__skb_pull(skb, thlen);
把tcp header移到skb header里，把skb->len存到oldlen中，此时skb->len就只有tcp payload的长度

	mss = skb_shinfo(skb)->gso_size;
	if (unlikely(skb->len <= mss))
	    goto out;

	if (skb_gso_ok(skb, features | NETIF_F_GSO_ROBUST)) {
	    /* Packet is from an untrusted source, reset gso_segs. */
	    int type = skb_shinfo(skb)->gso_type;

	    if (unlikely(type &
	             ~(SKB_GSO_TCPV4 |
	               SKB_GSO_DODGY |
	               SKB_GSO_TCP_ECN |
	               SKB_GSO_TCPV6 |
	               0) ||
	             !(type & (SKB_GSO_TCPV4 | SKB_GSO_TCPV6))))
	        goto out;

	    skb_shinfo(skb)->gso_segs = DIV_ROUND_UP(skb->len, mss);
重新计算skb_shinfo(skb)->gso_segs的个数，基于skb->len和mss值

	    segs = NULL;
	    goto out;
	}


	segs = skb_segment(skb, features);
	if (IS_ERR(segs))
	    goto out;
skb_segment是真正的分段实现，后面再分析

	delta = htonl(oldlen + (thlen + mss));

	skb = segs;
	th = tcp_hdr(skb);
	seq = ntohl(th->seq);

	do {
	    th->fin = th->psh = 0;

	    th->check = ~csum_fold((__force __wsum)((__force u32)th->check +
	                   (__force u32)delta));
	    if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
	        th->check =
	             csum_fold(csum_partial(skb_transport_header(skb),
	                        thlen, skb->csum));
对每个分段都要计算tcp checksum

	    seq += mss;
	    skb = skb->next;
	    th = tcp_hdr(skb);

	    th->seq = htonl(seq);

对每个分段重新计算sequence值


	    th->cwr = 0;
	} while (skb->next);

	delta = htonl(oldlen + (skb->tail - skb->transport_header) +
	          skb->data_len);
	th->check = ~csum_fold((__force __wsum)((__force u32)th->check +
	            (__force u32)delta));
	if (skb->ip_summed != CHECKSUM_PARTIAL)
	    th->check = csum_fold(csum_partial(skb_transport_header(skb),
	                       thlen, skb->csum));

out:
	return segs;
}

UDP协议的分片函数是udp4_ufo_fragment

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struct sk_buff *udp4_ufo_fragment(struct sk_buff *skb, int features)
{
	struct sk_buff *segs = ERR_PTR(-EINVAL);
	unsigned int mss;
	int offset;
	__wsum csum;

	mss = skb_shinfo(skb)->gso_size;
	if (unlikely(skb->len <= mss))
	    goto out;

	if (skb_gso_ok(skb, features | NETIF_F_GSO_ROBUST)) {
	    /* Packet is from an untrusted source, reset gso_segs. */
	    int type = skb_shinfo(skb)->gso_type;

	    if (unlikely(type & ~(SKB_GSO_UDP | SKB_GSO_DODGY) ||
	             !(type & (SKB_GSO_UDP))))
	        goto out;

	    skb_shinfo(skb)->gso_segs = DIV_ROUND_UP(skb->len, mss);

	    segs = NULL;
	    goto out;
	}

	/* Do software UFO. Complete and fill in the UDP checksum as HW cannot
	 * do checksum of UDP packets sent as multiple IP fragments.
	 */
	offset = skb->csum_start - skb_headroom(skb);
	csum = skb_checksum(skb, offset, skb->len - offset, 0);
	offset += skb->csum_offset;
	*(__sum16 *)(skb->data + offset) = csum_fold(csum);
	skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;

计算udp的checksum

	/* Fragment the skb. IP headers of the fragments are updated in
	 * inet_gso_segment()
	 */
	segs = skb_segment(skb, features);
out:
	return segs;
}

udp的分段其实和ip的分片没什么区别，只是多一个计算checksum的步骤

最后来分析下skb_segment

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struct sk_buff *skb_segment(struct sk_buff *skb, int features)
{
	struct sk_buff *segs = NULL;
	struct sk_buff *tail = NULL;
	struct sk_buff *fskb = skb_shinfo(skb)->frag_list;
	unsigned int mss = skb_shinfo(skb)->gso_size;
	unsigned int doffset = skb->data - skb_mac_header(skb);
	unsigned int offset = doffset;
	unsigned int headroom;
	unsigned int len;
	int sg = features & NETIF_F_SG;
	int nfrags = skb_shinfo(skb)->nr_frags;
	int err = -ENOMEM;
	int i = 0;
	int pos;

	__skb_push(skb, doffset);
	headroom = skb_headroom(skb);
	pos = skb_headlen(skb);

skb->data指向mac header，计算headroom，skb_headlen长度

	do {
	    struct sk_buff *nskb;
	    skb_frag_t *frag;
	    int hsize;
	    int size;

	    len = skb->len - offset;
	    if (len > mss)
	        len = mss;
len为skb->len减去直到offset的部分。开始时，offset只是mac header + ip header + tcp header的长度，len即tcp payload的长度。随着segment增加, offset每次都增加mss长度。因此len的定义是每个segment的payload长度（最后一个segment的payload可能小于一个mss长度）

	    hsize = skb_headlen(skb) - offset;

hsize为skb header减去offset后的大小，如果hsize小于0，那么说明payload在skb的frags, frag_list中。随着offset一直增长，必定会有hsize一直<0的情况开始出现，除非skb是一个完全linearize化的skb


	    if (hsize < 0)
	        hsize = 0;

这种情况说明skb_headlen没有tcp payload的部分，需要pull数据过来


	    if (hsize > len || !sg)
	        hsize = len;

如果不支持sg同时hsize大于len，那么hsize就为len，此时说明segment的payload还在skb header中


	    if (!hsize && i >= nfrags) {
	        BUG_ON(fskb->len != len);

	        pos += len;
	        nskb = skb_clone(fskb, GFP_ATOMIC);
	        fskb = fskb->next;

	        if (unlikely(!nskb))
	            goto err;

	        hsize = skb_end_pointer(nskb) - nskb->head;
	        if (skb_cow_head(nskb, doffset + headroom)) {
	            kfree_skb(nskb);
	            goto err;
	        }

	        nskb->truesize += skb_end_pointer(nskb) - nskb->head -
	                  hsize;
	        skb_release_head_state(nskb);
	        __skb_push(nskb, doffset);
	    } else {

	        nskb = alloc_skb(hsize + doffset + headroom,
	                 GFP_ATOMIC);

	        if (unlikely(!nskb))
	            goto err;

	        skb_reserve(nskb, headroom);
	        __skb_put(nskb, doffset);

alloc新的skb，skb->data到skb->head之间保留headroom，skb->tail到skb->data之间保留mac header + ip header + tcp header + hsize的长度


	    }

	    if (segs)
	        tail->next = nskb;
	    else
	        segs = nskb;
	    tail = nskb;


	    __copy_skb_header(nskb, skb);
	    nskb->mac_len = skb->mac_len;
把老skb的skb_buff内容拷贝到新skb中

	    /* nskb and skb might have different headroom */
	    if (nskb->ip_summed == CHECKSUM_PARTIAL)
	        nskb->csum_start += skb_headroom(nskb) - headroom;
修正下checksum计算的位置

	    skb_reset_mac_header(nskb);
	    skb_set_network_header(nskb, skb->mac_len);
	    nskb->transport_header = (nskb->network_header +
	                  skb_network_header_len(skb));
	    skb_copy_from_linear_data(skb, nskb->data, doffset);

把skb->data开始doffset长度的内容拷贝到nskb->data中，即把mac header , ip header, tcp header都复制过去


	    if (fskb != skb_shinfo(skb)->frag_list)
	        continue;

	    if (!sg) {
	        nskb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
	        nskb->csum = skb_copy_and_csum_bits(skb, offset,
	                            skb_put(nskb, len),
	                            len, 0);
	        continue;
	    }

	    frag = skb_shinfo(nskb)->frags;

	    skb_copy_from_linear_data_offset(skb, offset,
	                     skb_put(nskb, hsize), hsize);

如果hsize不为0，那么拷贝hsize的内容到nskb header中


	    while (pos < offset + len && i < nfrags) {

offset + len长度超过了pos，即超过了nskb header，这时需要用到frag


	        *frag = skb_shinfo(skb)->frags[i];
	        get_page(frag->page);
	        size = frag->size;

	        if (pos < offset) {
	            frag->page_offset += offset - pos;
	            frag->size -= offset - pos;
	        }


	        skb_shinfo(nskb)->nr_frags++;

	        if (pos + size <= offset + len) {
	            i++;
	            pos += size;
	        } else {
	            frag->size -= pos + size - (offset + len);
	            goto skip_fraglist;
	        }

	        frag++;
	    }

如果skb header空间不够，那么通过frag，把一个mss的内容拷贝到nskb的frag中


	    if (pos < offset + len) {
	        struct sk_buff *fskb2 = fskb;

	        BUG_ON(pos + fskb->len != offset + len);

	        pos += fskb->len;
	        fskb = fskb->next;

	        if (fskb2->next) {
	            fskb2 = skb_clone(fskb2, GFP_ATOMIC);
	            if (!fskb2)
	                goto err;
	        } else
	            skb_get(fskb2);

	        SKB_FRAG_ASSERT(nskb);
	        skb_shinfo(nskb)->frag_list = fskb2;
	    }

如果frag都用完还是无法满足mss的大小，那么就要用到frag_list，这段代码跳过去了，因为基本永远不会走到这里


skip_fraglist:
	    nskb->data_len = len - hsize;
	    nskb->len += nskb->data_len;
	    nskb->truesize += nskb->data_len;
	} while ((offset += len) < skb->len);

完成一个nskb之后，继续下一个seg，一直到offset >= skb->len

	return segs;

err:
	while ((skb = segs)) {
	    segs = skb->next;
	    kfree_skb(skb);
	}
	return ERR_PTR(err);
}