首先sock_init函數(shù)里面有很多ifdef這樣的東東，我覺(jué)得對(duì)于一個(gè)普通的主機(jī)來(lái)說(shuō)，這些都不會(huì)配置的，它們包括：
SLAB_SKB,CONFIG_WAN_ROUTER,CONFIG_FIREWALL,CONFIG_RTNETLINK,CONFIG_NETLINK_DEV

    去掉了這些編譯選項(xiàng)以后就剩下這樣的代碼：

for (i = 0; i < NPROTO; i++)
net_families[i] = NULL;
sk_init();
proto_init();

    其中net_families在include/linux/net.h里面定義，是這樣的：

struct net_proto_family
{
int family;
int (*create)(struct socket *sock, int protocol);
/* These are counters for the number of different methods of
each we support */
short authentication;
short encryption;
short encrypt_net;
};
    其中有用的只有前兩項(xiàng)，那個(gè)create的callback函數(shù)是每個(gè)協(xié)議，例如AF_INET等初始化上層協(xié)議如TCP/ICMP協(xié)議需要的，以后還會(huì)遇到的，這里先放著把

    sk_init函數(shù)在net/core/sock.c里面，沒(méi)什么說(shuō)的..

struct sock *sk_alloc(int family, int priority, int zero_it)
{
struct sock *sk = kmem_cache_alloc(sk_cachep, priority);
if(sk) {
if (zero_it)
memset(sk, 0, sizeof(struct sock));
sk->family = family;
}
return sk;
}

    proto_init函數(shù)在同一個(gè)文件里面：

void __init proto_init(void)
{
extern struct net_proto protocols[];
struct net_proto *pro;
pro = protocols;
while (pro->name != NULL)
{
(*pro->init_func)(pro);
pro++;
}
}

    struct net_proto在include/linux/net.h里面是這樣的：

struct net_proto
{
const char *name; /* Protocol name */
void (*init_func)(struct net_proto *); /* Bootstrap */
};

    這個(gè)protocols的數(shù)組是在net/protocols.c里面定義的，包含了一堆的協(xié)議初始化結(jié)構(gòu)體，其中我只注意兩個(gè)：AF_INET和AF_PACKET
它們的初始化函數(shù)分別是inet_proto_init和packet_proto_init

    首先看PACKET協(xié)議，首先我們假定PACKET協(xié)議是編譯在核心里面的，而不是一個(gè)MODULE，這樣得到packet_proto_init函數(shù)在net/packet/af_packet.c里面是這樣的：

void __init packet_proto_init(struct net_proto *pro)
{
sock_register(&packet_family_ops);
register_netdevice_notifier(&packet_netdev_notifier);
}

    其中sock_register函數(shù)在net/socket.c里面，就是簡(jiǎn)單的設(shè)置前面說(shuō)的net_families數(shù)組中間對(duì)應(yīng)的值：

int sock_register(struct net_proto_family *ops)
{
if (ops->family >= NPROTO) {
printk(KERN_CRIT "protocol %d >= NPROTO(%d)\n",
ops->family, NPROTO);
return -ENOBUFS;
}
net_families[ops->family]=ops;
return 0;
}

    這里要說(shuō)明的是packet_netdev_notifier是一個(gè)struct notifier_block類型，這個(gè)struct是在include/linux/notifier.h里面的：

struct notifier_block
{
int (*notifier_call)(struct notifier_block *self, unsigned long, void *);
struct notifier_block *next;
int priority;
};

    而register_netdevice_notifier函數(shù)在net/core/dev.c里面，是這樣的：

int register_netdevice_notifier(struct notifier_block *nb)
{
return notifier_chain_register(&netdev_chain, nb);
}

    而notifier_chain_register函數(shù)在include/linux/notifier.h里面，是這樣的:

extern __inline__ int notifier_chain_register(
struct notifier_block **list, struct notifier_block *n)
{
while(*list)
{
if(n->priority > (*list)->priority)
break;
list= &((*list)->next);
}
n->next = *list;
*list=n;
return 0;
}

    顯然就是根據(jù)每個(gè)block的優(yōu)先級(jí)把這個(gè)block排列在一個(gè)block的鏈表里面，在notifier_chain_register函數(shù)里面我們可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)鏈表是netdev_chain。實(shí)際上這個(gè)鏈表的作用就是在每個(gè)interface打開(kāi)，關(guān)閉狀態(tài)改變或者外界調(diào)用相應(yīng)的ioctl的時(shí)候通知這個(gè)鏈表上面的所有相關(guān)的設(shè)備，而每一個(gè)協(xié)議都調(diào)用register_netdevice_notifier注冊(cè)了一個(gè)netdev_notifier的結(jié)構(gòu)體，這樣就可以在interface改變的時(shí)候得到通知了(通過(guò)調(diào)用每個(gè)notifier_call函數(shù))。

    下面來(lái)看inet_proto_init函數(shù)，這個(gè)函數(shù)在net/ipv4/af_inet.c中間，里面也有很多ifdef的編譯選項(xiàng)，假定下面幾個(gè)是沒(méi)有定義的：CONFIG_NET_IPIP，CONFIG_NET_IPGRE，CONFIG_IP_FIREWALL，CONFIG_IP_MASQUERADE，CONFIG_IP_MROUTE

    假定下面幾個(gè)是定義了的：CONFIG_INET_RARP,CONFIG_PROC_FS
    下面是整理后的代碼：

(void) sock_register(&inet_family_ops);
for(p = inet_protocol_base; p != NULL;) {
struct inet_protocol *tmp=(struct inet_protocol *)p->next;
inet_add_protocol(p);
printk("%s%s",p->name,tmp?", ":"\n");
p = tmp;
}

arp_init();
ip_init();
tcp_v4_init(&inet_family_ops);
tcp_init();
icmp_init(&inet_family_ops);

rarp_ioctl_hook = rarp_ioctl;
proc_net_register(&proc_net_rarp);
proc_net_register(&proc_net_raw);
proc_net_register(&proc_net_snmp);
proc_net_register(&proc_net_netstat);
proc_net_register(&proc_net_sockstat);
proc_net_register(&proc_net_tcp);
proc_net_register(&proc_net_udp);

struct inet_protocol
{
int (*handler)(struct sk_buff *skb, unsigned short len);
void (*err_handler)(struct sk_buff *skb, unsigned char *dp, int len);
struct inet_protocol *next;
unsigned char protocol;
unsigned char copy:1;
void *data;
const char *name;
};

    第一個(gè)函數(shù)是用來(lái)接收數(shù)據(jù)的callback函數(shù)，第二個(gè)是錯(cuò)誤處理函數(shù)，其它的copy是用來(lái)協(xié)議共享的，這個(gè)以后再說(shuō)，data當(dāng)然就是這個(gè)結(jié)構(gòu)體的私有數(shù)據(jù)了。

    inet_add_protocol函數(shù)是在net/ipv4/protocol.c里面的：

void inet_add_protocol(struct inet_protocol *prot)
{
unsigned char hash;
struct inet_protocol *p2;

hash = prot->protocol & (MAX_INET_PROTOS - 1);
prot ->next = inet_protos[hash];
inet_protos[hash] = prot;
prot->copy = 0;

p2 = (struct inet_protocol *) prot->next;
while(p2 != NULL)
{
if (p2->protocol == prot->protocol)
{
prot->copy = 1;
break;
}
p2 = (struct inet_protocol *) p2->next;
}
}
    顯然這個(gè)函數(shù)就是建立一個(gè)hash表，然后每個(gè)hash表項(xiàng)都是一個(gè)鏈表頭，然后通過(guò)這個(gè)hash表加鏈表的方式訪問(wèn)每個(gè)協(xié)議結(jié)構(gòu)體。在這里你也見(jiàn)到了copy成員的用法了把。

    arp_init函數(shù)是在net/ipv4/arp.c里面的(假定沒(méi)有定義CONFIG_SYSCTL)：

neigh_table_init(&arp_tbl);
dev_add_pack(&arp_packet_type);
proc_net_register(&proc_net_arp);

    不知道是不是有人眼睛一亮啊，呵呵，看到了dev_add_pack函數(shù)。
    還是一步步來(lái)把。

    neigh_table_init函數(shù)在net/core/neighbour.c中間：

void neigh_table_init(struct neigh_table *tbl)
{
unsigned long now = jiffies;

tbl->parms.reachable_time = neigh_rand_reach_time(
tbl->parms.base_reachable_time);

init_timer(&tbl->gc_timer);
tbl->gc_timer.data = (unsigned long)tbl;
tbl->gc_timer.function = neigh_periodic_timer;
tbl->gc_timer.expires = now + tbl->gc_interval +
tbl->parms.reachable_time;
add_timer(&tbl->gc_timer);

init_timer(&tbl->proxy_timer);
tbl->proxy_timer.data = (unsigned long)tbl;
tbl->proxy_timer.function = neigh_proxy_process;
skb_queue_head_init(&tbl->proxy_queue);

tbl->last_flush = now;
tbl->last_rand = now + tbl->parms.reachable_time*20;
tbl->next = neigh_tables;
neigh_tables = tbl;
}

    jiffies是當(dāng)前系統(tǒng)的時(shí)間，在i386系統(tǒng)上面好象一個(gè)jiffies代表50ms，顯然這個(gè)函數(shù)就是生成兩個(gè)timer將一個(gè)放在系統(tǒng)的timerlist里面。那個(gè)gc_timer的意思是garbage collect timer，因?yàn)槊窟^(guò)一段時(shí)間arp的cache就應(yīng)該更新，所以要有一個(gè)expires時(shí)間，這段時(shí)間過(guò)了以后就要更新arp地址了，那個(gè)proxy_timer還沒(méi)有看是什么，不過(guò)我假定我的機(jī)器不使用proxy也不做成proxy，所以proxy相關(guān)的都沒(méi)有管:P
    那個(gè)timer的function顯然是時(shí)鐘到期的回調(diào)函數(shù)，data是這個(gè)回調(diào)函數(shù)要使用的私有數(shù)據(jù)了。

    下面是dev_add_pack函數(shù)，它在net/core/dev.c里面：

void dev_add_pack(struct packet_type *pt)
{
int hash;
#ifdef CONFIG_NET_FASTROUTE
/* Hack to detect packet socket */
if (pt->data) {
netdev_fastroute_obstacles++;
dev_clear_fastroute(pt->dev);
}
#endif
if(pt->type==htons(ETH_P_ALL))
{
netdev_nit++;
pt->next=ptype_all;
ptype_all=pt;
}
else
{
hash=ntohs(pt->type)&15;
pt->next = ptype_base[hash];
ptype_base[hash] = pt;
}
}
    顯然系統(tǒng)保留了兩個(gè)表，一個(gè)是ptype_all，用來(lái)接收所有類型的包的鏈表，一個(gè)是一個(gè)hash數(shù)組+鏈表的結(jié)構(gòu)，用來(lái)接收特定類型的包。

    struct packet_type的定義在include/linux/netdevice.h里面，我保留原來(lái)的注釋，這樣就不用我多說(shuō)了:)

{
unsigned short type;
/* This is really htons(ether_type). */
struct device *dev;
/* NULL is wildcarded here */
int (*func) (struct sk_buff *,
struct device *, struct packet_type *);
void *data;
/* Private to the packet type */
struct packet_type *next;
};

    其中的func當(dāng)然是回調(diào)函數(shù)了,舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，arp_packet_type是這樣的：

static struct packet_type arp_packet_type =
{
__constant_htons(ETH_P_ARP),
NULL, /* All devices */
arp_rcv,
NULL,
NULL
};

    arp_init函數(shù)還有最后一個(gè)proc_net_register函數(shù)，這個(gè)函數(shù)在include/linux/proc_fs.h里面：

static inline int proc_net_register(struct proc_dir_entry * x)
{
return proc_register(proc_net, x);
}

    而proc_register在fs/proc/root.c里面，主要作用是在proc_net對(duì)應(yīng)的目錄下面生成每個(gè)協(xié)議的子目錄，例如TCP等在/proc目錄下面生成相應(yīng)的目錄，用戶可以通過(guò)訪問(wèn)/proc/net目錄下面的相應(yīng)目錄得到每個(gè)協(xié)議的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。

__initfunc(void ip_init(void))
{
dev_add_pack(&ip_packet_type);
ip_rt_init();
proc_net_register(&proc_net_igmp);
}

    前面的dev_add_pack是說(shuō)過(guò)的，這里就不再說(shuō)了，而且proc_net_register也是前面提過(guò)的，這里都不說(shuō)了，先來(lái)看看ip_rt_init函數(shù)把，它在net/ipv4/route.c里面，函數(shù)是這樣的：

__initfunc(void ip_rt_init(void))
{
struct proc_dir_entry *ent;
devinet_init();
ip_fib_init();
rt_periodic_timer.function = rt_check_expire;
/* All the timers, started at system startup tend
to synchronize. Perturb it a bit.
*/
rt_periodic_timer.expires = jiffies + net_random()%
ip_rt_gc_interval + ip_rt_gc_interval;
add_timer(&rt_periodic_timer);

proc_net_register(&(struct proc_dir_entry) {
PROC_NET_RTCACHE, 8, "rt_cache",
S_IFREG | S_IRUGO, 1, 0, 0,
0, &proc_net_inode_operations,
rt_cache_get_info
});
ent = create_proc_entry("net/rt_acct", 0, 0);
ent->read_proc = ip_rt_acct_read;
}

    這個(gè)函數(shù)總的看來(lái)就是注冊(cè)幾個(gè)notifier(后面還要看的)和初始化路由表的timer，最后就在/proc目錄下面創(chuàng)建一個(gè)目錄項(xiàng)。其中proc_net_register函數(shù)就不說(shuō)了，而create_proc_entry函數(shù)就是在/proc/net目錄下面創(chuàng)建一個(gè)rt_acct，就是路由參數(shù)統(tǒng)計(jì)(account)目錄，讀函數(shù)就是ip_rt_acct_read，這個(gè)函數(shù)就是從全局變量ip_rt_acct中間拷貝數(shù)據(jù)到用戶緩沖中而已。

    devinet_init函數(shù)是net/ipv4/devinet.c里面的函數(shù)，整理后如下:

register_gifconf(PF_INET, inet_gifconf);
register_netdevice_notifier(&ip_netdev_notifier);

    register_netdevice_notifier函數(shù)在說(shuō)PACKET協(xié)議的時(shí)候提過(guò)，這里不說(shuō)了，register_gifconf函數(shù)是用來(lái)注冊(cè)對(duì)應(yīng)SIOCGIFCONF這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用的協(xié)議無(wú)關(guān)的一個(gè)回調(diào)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)對(duì)于PF_INET來(lái)說(shuō)就是inet_gifconf函數(shù)。
    其中inet_gifconf函數(shù)是net/ipv4/devinet.c里面的，我大概的看了一點(diǎn)，主要好象是在所有的interface里面做一個(gè)循環(huán)，得到相應(yīng)的name和address然后返回的。不過(guò)不是非常確定。大家參謀呀:)

    而register_gifconf函數(shù)本身是在net/core/dev.c里面的，如下：

static gifconf_func_t * gifconf_list [NPROTO];

int register_gifconf(unsigned int family, gifconf_func_t * gifconf)
{
if (family>=NPROTO)
return -EINVAL;
gifconf_list[family] = gifconf;
return 0;
}

    這個(gè)函數(shù)的意義一目了然，就不說(shuō)了。
    gifconf_list里的函數(shù)會(huì)在dev_ifconf函數(shù)中間被調(diào)用，而dev_ifconf函數(shù)被dev_ioctl函數(shù)調(diào)用，dev_ioctl函數(shù)負(fù)責(zé)所有的針對(duì)interface的I/O控制。所以我們調(diào)用的interface的ioctl函數(shù)有一部分就會(huì)分到每個(gè)協(xié)議的gifconf函數(shù)里面來(lái)，我猜gifconf大概是generous interface configure的意思。就是通用接口配置的意思。

    下面再看ip_fib_init函數(shù)，它在net/ipv4/fib_frontend.c中間，如下：
    (假定沒(méi)有define CONFIG_IP_MULTIPLE_TABLES，這個(gè)參數(shù)好象是要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè)路由表，一個(gè)是local的，一個(gè)叫main)

__initfunc(void ip_fib_init(void))
{
proc_net_register(&(struct proc_dir_entry) {
PROC_NET_ROUTE, 5, "route",
S_IFREG | S_IRUGO, 1, 0, 0,
0, &proc_net_inode_operations,
fib_get_procinfo
});

fib_rules_init();
register_netdevice_notifier(&fib_netdev_notifier);
register_inetaddr_notifier(&fib_inetaddr_notifier);
}

    其中proc_net_register和register_netdevice_notifier函數(shù)上面已經(jīng)提過(guò)了，register_inetaddr_notifier函數(shù)的作用和register_netdevice_notifier差不多，這個(gè)函數(shù)也是調(diào)用的notifier_chain_register函數(shù)注冊(cè)一個(gè)回調(diào)函數(shù)，這個(gè)回調(diào)函數(shù)在interface加上和刪除的時(shí)候被調(diào)用，fib_rules_init函數(shù)其實(shí)也差不多，這個(gè)函數(shù)在net/ipv4/fib_rules.c里面，它其實(shí)就是調(diào)用一個(gè)
register_netdevice_notifier函數(shù)注冊(cè)fib_rules_notifier回調(diào)結(jié)構(gòu)體。
    fib代表IPv4 Forwarding Information Base，就是IPv4轉(zhuǎn)發(fā)信息的意思

__initfunc(void tcp_v4_init(struct net_proto_family *ops))
{
int err;

tcp_inode.i_mode = S_IFSOCK;
tcp_inode.i_sock = 1;
tcp_inode.i_uid = 0;
tcp_inode.i_gid = 0;

tcp_socket->inode = &tcp_inode;
tcp_socket->state = SS_UNCONNECTED;
tcp_socket->type=SOCK_RAW;

if ((err=ops->create(tcp_socket, IPPROTO_TCP))<0)
panic("Failed to create the TCP control socket.\n");
tcp_socket->sk->allocation=GFP_ATOMIC;
tcp_socket->sk->num = 256;
tcp_socket->sk->ip_ttl = MAXTTL;
}
    tcp_inode當(dāng)然就是一個(gè)inode節(jié)點(diǎn)了,而tcp_socket等于tcp_inode.u.socket_i,通過(guò)一個(gè)指針?biāo)麄冎赶蛲粋€(gè)內(nèi)存.
    tcp_socket是用來(lái)通信使用的,可以叫TCP的control socket或者是communicationsocket,當(dāng)TCP通信沒(méi)有相應(yīng)的socket的時(shí)候這個(gè)socket就充當(dāng)了socket的角色.比如在一個(gè)關(guān)閉端口上收到SYN時(shí)發(fā)送RST,或者是在三次握手的時(shí)候發(fā)送SYN(還沒(méi)有accept產(chǎn)生新的socket)

    值得注意的是ops->create函數(shù)的調(diào)用,我們前面見(jiàn)過(guò)對(duì)于AF_INET來(lái)說(shuō)這個(gè)回調(diào)函數(shù)是net/ipv4/af_inet.c的inet_create函數(shù),這個(gè)函數(shù)是用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)socket的時(shí)候用的,由于函數(shù)比較長(zhǎng),這里先略過(guò)分析,這第一次的分析只是一個(gè)大致流程的熟悉而已.

    由于有socket創(chuàng)建和通信,所以這段代碼是協(xié)議相關(guān)的,所以把這段代碼從原來(lái)的tcp.c里面提取了出來(lái)

    下面是tcp_init函數(shù),它在net/ipv4/tcp.c里面,大體上來(lái)說(shuō)就是創(chuàng)建了幾個(gè)hash表和bucket.這段代碼創(chuàng)建了下面幾個(gè)全局對(duì)象:

tcp_openreq_cachep
tcp_bucket_cachep
tcp_timewait_cachep
tcp_ehash
tcp_bhash
    其中ehash代表established hash, bhash代表bind hash,它們當(dāng)然分別是所有的滿足TCP_ESTABLISHED <= sk->state < TCP_CLOSE狀態(tài)的SOCK.但是我不清楚bucket在這里是什么意思.anyone knows?那幾個(gè)cachep的作用也不是很清楚.由于整個(gè)函數(shù)主要是內(nèi)存分配和錯(cuò)誤處理,這里不貼了.

    再下來(lái)就是icmp_init函數(shù)了,在net/ipv4/icmp.c里面,事實(shí)上,如果把tcp_v4_init里面的IPPROTO_TCP替換成IPPROTO_ICMP,基本都是一樣的.

    剩下的proc_net_register函數(shù)前面已經(jīng)講過(guò)了,這里就不說(shuō)了.

    到這里為止,Linux下面IP棧的開(kāi)始的工作我們基本應(yīng)該有了個(gè)了解,其中有幾個(gè)關(guān)鍵的函數(shù):

dev_add_pack:

    注冊(cè)一個(gè)鏈路層以上的處理函數(shù),一般是用來(lái)使用新的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的,不過(guò)如果注冊(cè)時(shí)重復(fù)也是可以的,這時(shí)候系統(tǒng)會(huì)設(shè)置一個(gè)copy位.如果是ETH_P_ALL則會(huì)接收所有的數(shù)據(jù)包.加入的元素保存在ptype_all鏈表和ptype_base hash鏈表中間.

inet_add_protocol:

    注冊(cè)一個(gè)建立在IP層以上的協(xié)議,例如TCP和UDP等

proc_net_register(還有類似的proc_register):
    在/proc/net目錄下面創(chuàng)建一個(gè)子目錄項(xiàng)來(lái)使管理者能通過(guò)文件系統(tǒng)得到統(tǒng)計(jì)信息