Linux2.6内核协议栈系列--TCP协议1.发送

/* sendmsg系统调用在TCP层的实现 */
int tcp_sendmsg(struct kiocb *iocb, struct sock *sk, struct msghdr *msg,
size_t size)
{
struct iovec *iov;
struct tcp_sock *tp = tcp_sk(sk);
struct sk_buff *skb;/*一个报文*/
int iovlen, flags;
int mss_now;
int err, copied;
long timeo;/* 获取套接口的锁 */
lock_sock(sk);
TCP_CHECK_TIMER(sk);/* 根据标志计算阻塞超时时间 */
flags = msg->msg_flags;
timeo = sock_sndtimeo(sk, flags & MSG_DONTWAIT);/* Wait for a connection to finish. */
if ((1 << sk->sk_state) & ~(TCPF_ESTABLISHED | TCPF_CLOSE_WAIT))/* 只有这两种状态才能发送消息 */
if ((err = sk_stream_wait_connect(sk, &timeo)) != 0)/* 其它状态下等待连接正确建立，超时则进行错误处理 */
goto out_err;/* This should be in poll */
clear_bit(SOCK_ASYNC_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);/* 获得有效的MSS，如果支持OOB，则不能支持TSO，MSS则应当是比较小的值 */
mss_now = tcp_current_mss(sk, !(flags&MSG_OOB));/* Ok commence sending. */
/* 获取待发送缓冲区数组指针及其长度 */
iovlen = msg->msg_iovlen;
iov = msg->msg_iov;
/* copied表示从用户数据块复制到skb中的字节数。 */
copied = 0;err = -EPIPE;
/* 如果套接口存在错误，则不允许发送数据，返回EPIPE错误 */
if (sk->sk_err || (sk->sk_shutdown & SEND_SHUTDOWN))
goto do_error;while (--iovlen >= 0) {/* 处理所有待发送数据块 */
/*要分段缓冲区的指针和长度*/
int seglen = iov->iov_len;
unsigned char __user *from = iov->iov_base;iov++;while (seglen > 0) {/* 处理单个数据块中的所有数据 */
int copy;
/*取传输队列的上一个sk_buff指针，这下面一小段的目的是检查
传输队列是否有未满段，未满段是当前分段长度小于1mss。只有
当现有分段满负荷时，才能生成新的数据分段*/
skb = sk->sk_write_queue.prev;/*队列是一个双向链表，通过队列头的prev来访问套接字最后一个分段。
首先检查传输队列头是否有数据分段，如果该值是NULL，就没必要
检查未满分段。*/
if (!sk->sk_send_head ||/* 发送队列为空，前面取得的skb无效 */
/* 如果skb有效，但是它已经没有多余的空间复制新数据了 */
(copy = mss_now - skb->len) <= 0) {
/*为用户数据创建一个新的分段*/
new_segment:
/* 发送队列中数据长度达到发送缓冲区的上限，等待缓冲区 */
if (!sk_stream_memory_free(sk))
goto wait_for_sndbuf;/*如果有足够的内存，就为TCP数据分段分配新缓冲区。如果硬件
支持分散-聚集技术，就分配一个数据页大小的缓冲区。否则就
分配大小为1mss的缓冲区。*/
skb = sk_stream_alloc_pskb(sk, select_size(sk, tp),
0, sk->sk_allocation);/* 分配新的skb */
/* 分配失败，说明系统内存不足，等待内存释放 */
if (!skb)
goto wait_for_memory;/* 根据路由网络设备的特性，确定是否由硬件执行校验和 */
if (sk->sk_route_caps &
(NETIF_F_IP_CSUM | NETIF_F_NO_CSUM |
NETIF_F_HW_CSUM))
skb->ip_summed = CHECKSUM_HW;skb_entail(sk, tp, skb);/* 将SKB新分段添加到发送队列尾部 */
copy = mss_now;/* 本次需要复制的数据量是MSS */
}/* 要复制的数据长度copy不能大于当前段剩余的长度，
seglen的减法在下面。*/
if (copy > seglen)
copy = seglen;/* skb线性存储区底部还有空间 */
if (skb_tailroom(skb) > 0) {
/* 本次只复制skb存储区底部剩余空间大小的数据量 */
if (copy > skb_tailroom(skb))
copy = skb_tailroom(skb);
/* 从用户空间复制指定长度的数据到skb中，如果失败，则退出 */
if ((err = skb_add_data(skb, from, copy)) != 0)
goto do_fault;
}
/* 线性存储区底部已经没有空间了，复制到分散/聚集存储区中 */
else {
...//忽略
}if (!copied)/* 如果没有复制数据，则取消PSH标志 */
TCP_SKB_CB(skb)->flags &= ~TCPCB_FLAG_PSH;/* 更新发送队列最后一个包的序号 */
tp->write_seq += copy;
/* 更新当前数据分段skb的结尾序号，以使其能够包括当前段所
覆盖的全部序列。*/
TCP_SKB_CB(skb)->end_seq += copy;
skb_shinfo(skb)->tso_segs = 0;/* 更新数据复制的指针，使其指向下一个要复制的数据起始位置，
然后更新要复制的字节数。*/
from += copy;
copied += copy;
/* 如果所有数据已经复制完毕则退出，会调用tcp_push()将传输
队列中的数据分段发送出去。*/
if ((seglen -= copy) == 0 && iovlen == 0)
goto out;/* 走到这里说明还没有将全部用户缓冲区复制到套接字缓冲区，就检查
如果当前skb中的数据小于mss，说明可以往里面继续复制数据。
或者发送的是OOB数据，则也跳过发送过程，继续复制数据 */
if (skb->len != mss_now || (flags & MSG_OOB))
continue;/* 走到这里说明当前数据段已满。就调用foced_push()来检查是否为
传输队列中的最后一个分段设置了强制push标志。如果设置了强制push
标志，需要告诉接收端应用程序首先处理该数据。
必须立即发送数据，即上次发送后产生的数据已经超过通告窗口值的一半 */
if (forced_push(tp)) {
/* 设置PSH标志后发送数据 */
tcp_mark_push(tp, skb);
/*然后根据Nagle算法、拥塞窗口、发送窗口调用此函数来启动
待发送分段的传输。*/
__tcp_push_pending_frames(sk, tp, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH);
}
/* 虽然不是必须发送数据，但是发送队列上只存在当前段，也将其发送出去 */
/*如果不能强制push该数据，并且传输队列中仅有一个数据段，就调用
tcp_push_one()来将该数据段push到传输队列中。*/
else if (skb == sk->sk_send_head)
tcp_push_one(sk, mss_now);
/*然后在内部循环迭代中对剩余的数据进行分段处理。*/
continue;wait_for_sndbuf:
/* 由于发送队列满的原因导致等待 */
set_bit(SOCK_NOSPACE, &sk->sk_socket->flags);
wait_for_memory:
if (copied)/* 虽然没有内存了，但是本次调用复制了数据到缓冲区，调用tcp_push将其发送出去 */
tcp_push(sk, tp, flags & ~MSG_MORE, mss_now, TCP_NAGLE_PUSH);/* 等待内存可用 */
if ((err = sk_stream_wait_memory(sk, &timeo)) != 0)
goto do_error;/* 确实没有内存了，超时后返回失败 *//* 睡眠后，MSS可能发生了变化，重新计算 */
mss_now = tcp_current_mss(sk, !(flags&MSG_OOB));
}
}out:
if (copied)/* 从用户态复制了数据，发送它 */
tcp_push(sk, tp, flags, mss_now, tp->nonagle);
TCP_CHECK_TIMER(sk);
release_sock(sk);/* 释放锁以后返回 */
return copied;do_fault:
if (!skb->len) {/* 复制数据失败了，如果skb长度为0，说明是新分配的，释放它 */
if (sk->sk_send_head == skb)/* 如果skb是发送队列头，则清空队列头 */
sk->sk_send_head = NULL;
__skb_unlink(skb, skb->list);
sk_stream_free_skb(sk, skb);/* 释放skb */
}do_error:
if (copied)
goto out;
out_err:
err = sk_stream_error(sk, flags, err);
TCP_CHECK_TIMER(sk);
release_sock(sk);
return err;
}