从Linux5.9看Icmp的处理流程是怎样的

本篇文章给大家分享的是有关从linux5.9看Icmp的处理流程是怎样的，小编觉得挺实用的，因此分享给大家学习，希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获，话不多说，跟着小编一起来看看吧。

发送icmp包的流程

下面以udp为例看看什么时候会发送destination unreachable包。我们从收到一个udp包开始分析，具体函数是udp_rcv。

int udp_rcv(struct sk_buff *skb){     return __udp4_lib_rcv(skb, &udp_table, IPPROTO_UDP); }  int __udp4_lib_rcv(struct sk_buff *skb, struct udp_table *udptable,            int proto){     struct sock *sk;     struct udphdr *uh;     unsigned short ulen;     struct rtable *rt = skb_rtable(skb);     __be32 saddr, daddr;     struct net *net = dev_net(skb->dev);     bool refcounted;     // udp头     uh   = udp_hdr(skb);     ulen = ntohs(uh->len);     // 源目的ip     saddr = ip_hdr(skb)->saddr;     daddr = ip_hdr(skb)->daddr;     // 头部指示大小比实际数据小     if (ulen > skb->len)         Goto short_packet;      if (proto == IPPROTO_UDP) {         uh = udp_hdr(skb);     }      sk = skb_steal_sock(skb, &refcounted);      // 广播或多播     if (rt->rt_flags & (RTCF_BROADCAST|RTCF_MULTICAST))         return __udp4_lib_mcast_deliver(net, skb, uh,                         saddr, daddr, udptable, proto);     // 单播，根据地址信息找到对应的Socket     sk = __udp4_lib_lookup_skb(skb, uh->source, uh->dest, udptable);     // 找到则挂到socket下     if (sk)         return udp_unicast_rcv_skb(sk, skb, uh);      // 找不到socket则回复一个ICMP_DEST_UNREACH icmp包     icmp_send(skb, ICMP_DEST_UNREACH, ICMP_PORT_UNREACH, 0);      kfree_skb(skb);     return 0; }

我们看到当通过ip包信息找不到对应socket的时候，就会发送一个icmp包给发送端。icmp包结构如下。

收到icmp包的处理流程

我们从收到ip包开始分析。

int ip_rcv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, struct packet_type *pt,        struct net_device *orig_dev){     struct net *net = dev_net(dev);      skb = ip_rcv_core(skb, net);     if (skb == NULL)         return NET_RX_DROP;      return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_PRE_ROUTING,                net, NULL, skb, dev, NULL,                ip_rcv_finish); }

ip层收到包后会继续执行ip_rcv_finish。

static int ip_rcv_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb){     struct net_device *dev = skb->dev;     int ret;      ret = ip_rcv_finish_core(net, sk, skb, dev, NULL);     if (ret != NET_RX_DROP)         ret = dst_input(skb);     return ret; }

接着执行dst_input

static inline int dst_input(struct sk_buff *skb){     return skb_dst(skb)->input(skb); }

input对应的是ip_local_deliver。

int ip_local_deliver(struct sk_buff *skb){     struct net *net = dev_net(skb->dev);     return NF_HOOK(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_IN,                net, NULL, skb, skb->dev, NULL,                ip_local_deliver_finish); }

接着执行ip_local_deliver_finish。

static int ip_local_deliver_finish(struct net *net, struct sock *sk, struct sk_buff *skb){     __skb_pull(skb, skb_network_header_len(skb));      rcu_read_lock();     ip_protocol_deliver_rcu(net, skb, ip_hdr(skb)->protocol);     rcu_read_unlock();      return 0; }

ip_local_deliver_finish会执行ip_protocol_deliver_rcu进一步处理，ip_protocol_deliver_rcu的最后一个入参是ip包里的协议字段(上层协议)。

void ip_protocol_deliver_rcu(struct net *net, struct sk_buff *skb, int protocol){     const struct net_protocol *ipprot;     int raw, ret;  resubmit:     // 根据协议找到对应的处理函数，这里是icmp     ipprot = rcu_dereference(inet_protos[protocol]);     if (ipprot) {         ret = INDIRECT_CALL_2(ipprot->handler, tcp_v4_rcv, udp_rcv,                       skb);         if (ret < 0) {             protocol = -ret;             goto resubmit;         }         __IP_INC_STATS(net, IPSTATS_MIB_INDELIVERS);     } }

INDIRECT_CALL_2是一个宏。

#define INDIRECT_CALL_1(f, f1, ...)                 \     ({                              \         likely(f == f1) ? f1(__VA_ARGS__) : f(__VA_ARGS__); \     })#define INDIRECT_CALL_2(f, f2, f1, ...)                 \     ({                              \         likely(f == f2) ? f2(__VA_ARGS__) :         \                   INDIRECT_CALL_1(f, f1, __VA_ARGS__);  \     })

因为这里的protocol是icmp协议。所以会执行icmp对应的handler。那么对应的是哪个函数呢?我们看看inet_protos是什么。

struct net_protocol __rcu *inet_protos[MAX_INET_PROTOS] __read_mostly; int inet_add_protocol(const struct net_protocol *prot, unsigned char protocol){     return !cmpxchg((const struct net_protocol **)&inet_protos[protocol],             NULL, prot) ? 0 : -1; }

我们看到inet_add_protocol函数是注册协议和对应处理函数的。我们再来看看哪里会调用这个函数。

static int __init inet_init(void) {     inet_add_protocol(&icmp_protocol, IPPROTO_ICMP);     inet_add_protocol(&udp_protocol, IPPROTO_UDP);     ... }

在内核初始化的时候会注册一系列的协议和处理函数。下面我们看看icmp的函数集。

static const struct net_protocol icmp_protocol = {     .handler =  icmp_rcv,     .err_handler =  icmp_err,     .no_policy =    1,     .netns_ok = 1, };

我们看到handler是icmp_rcv。

int icmp_rcv(struct sk_buff *skb){     struct icmphdr *icmph;     struct rtable *rt = skb_rtable(skb);     struct net *net = dev_net(rt->dst.dev);     bool success;     // icmp头     icmph = icmp_hdr(skb);     success = icmp_pointers[icmph->type].handler(skb); }

icmp_rcv根据icmp包的信息做进一步处理。我看看icmp_pointers的定义。

static const struct icmp_control icmp_pointers[NR_ICMP_TYPES + 1] = {     ...     [ICMP_DEST_UNREACH] = {         .handler = icmp_unreach,         .error = 1,     }, };

这里我们只关注ICMP_DEST_UNREACH的处理。

static bool icmp_unreach(struct sk_buff *skb){     ...     icmp_socket_deliver(skb, info); }

继续看icmp_socket_deliver

static void icmp_socket_deliver(struct sk_buff *skb, u32 info){     const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *) skb->data;     const struct net_protocol *ipprot;     int protocol = iph->protocol;     // 根据ip头的协议字段找到对应协议处理，这里的iph是触发错误的原始ip头，不是收到icmp包的ip头，所以protocol是udp     ipprot = rcu_dereference(inet_protos[protocol]);     if (ipprot && ipprot->err_handler)         ipprot->err_handler(skb, info); }

接着执行udp的err_handler，是udp_err

int udp_err(struct sk_buff *skb, u32 info){     return __udp4_lib_err(skb, info, &udp_table);}int __udp4_lib_err(struct sk_buff *skb, u32 info, struct udp_table *udptable){     struct inet_sock *inet;     const struct iphdr *iph = (const struct iphdr *)skb->data;     struct udphdr *uh = (struct udphdr *)(skb->data+(iph->ihl<<2));     const int type = icmp_hdr(skb)->type;     const int code = icmp_hdr(skb)->code;     bool tunnel = false;     struct sock *sk;     int harderr;     int err;     struct net *net = dev_net(skb->dev);     // 根据报文信息找到对应socket     sk = __udp4_lib_lookup(net, iph->daddr, uh->dest,                    iph->saddr, uh->source, skb->dev->ifindex,                    inet_sdif(skb), udptable, NULL);     err = 0;     harderr = 0;     inet = inet_sk(sk);      switch (type) {     case ICMP_DEST_UNREACH:         err = EHOSTUNREACH;         if (code <= NR_ICMP_UNREACH) {             harderr = icmp_err_convert[code].fatal;             err = icmp_err_convert[code].errno;         }         break;         ...     }      // 设置错误信息到socket     sk->sk_err = err;     sk->sk_error_report(sk); out:     return 0; }

__udp4_lib_err设置了错误信息，然后调用sk_error_report。sk_error_report是在调用socket函数时赋值的(具体在sock_init_data函数)。

sk->sk_error_report =   sock_def_error_report;

接着看sock_def_error_report

static void sock_def_error_report(struct sock *sk){     struct socket_wq *wq;      rcu_read_lock();     wq = rcu_dereference(sk->sk_wq);     if (skwq_has_sleeper(wq))         wake_up_interruptible_poll(&wq->wait, EPOLLERR);     sk_wake_async(sk, SOCK_WAKE_IO, POLL_ERR);     rcu_read_unlock();}static inline void sk_wake_async(const struct sock *sk, int how, int band){     if (sock_flag(sk, SOCK_FASYNC)) {         rcu_read_lock();         sock_wake_async(rcu_dereference(sk->sk_wq), how, band);         rcu_read_unlock();     } }

我们看到如果进程阻塞在socket则会被唤醒，或者设置了SOCK_FASYNC标记则收到信号。

以上就是从Linux5.9看Icmp的处理流程是怎样的，小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注编程网操作系统频道。