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5.6 DSMARK(Differentiated Services field marker) DSMARK算法实际不能算特别流控算法, 本身只是一个pfifo流控, 所做的多余功能就是能设置数据包的tos/ds域, 其实意义不大, 该功能在网络层就能作(netfilter/TOS目标)。使用时除了用tc qdisc命令设置外, 还要用tc class/filter命令对数据进行分类, 以设置合适的tos/ds值。 5.6.1 DSMARK操作结构定义 #define NO_DEFAULT_INDEX (1 << 16) // DSMARK私有数据 struct dsmark_qdisc_data { // 内部流控节点 struct Qdisc *q; // 分类规则表, 通过tc class命令定义 struct tcf_proto *filter_list; // value/mask数组, 用于设置数据包IP头中的tos/ds域 u8 *mask; /* "owns" the array */ u8 *value; // 索引 u16 indices; // 缺省索引 u32 default_index; /* index range is 0...0xffff */ // 是否设置TC索引值标志 int set_tc_index; }; // DSMARK流控操作结构 static struct Qdisc_ops dsmark_qdisc_ops = { .next = NULL, .cl_ops = &dsmark_class_ops, .id = "dsmark", .priv_size = sizeof(struct dsmark_qdisc_data), .enqueue = dsmark_enqueue, .dequeue = dsmark_dequeue, .requeue = dsmark_requeue, .drop = dsmark_drop, .init = dsmark_init, .reset = dsmark_reset, .destroy = dsmark_destroy, // 没有change函数 .change = NULL, .dump = dsmark_dump, .owner = THIS_MODULE, }; // DSMARK类别操作结构 static struct Qdisc_class_ops dsmark_class_ops = { .graft = dsmark_graft, .leaf = dsmark_leaf, .get = dsmark_get, .put = dsmark_put, .change = dsmark_change, .delete = dsmark_delete, .walk = dsmark_walk, .tcf_chain = dsmark_find_tcf, .bind_tcf = dsmark_bind_filter, .unbind_tcf = dsmark_put, .dump = dsmark_dump_class, }; 5.6.2 初始化 static int dsmark_init(struct Qdisc *sch, struct rtattr *opt) { // DSMARK私有数据 struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); // 保存相关属性 struct rtattr *tb[TCA_DSMARK_MAX]; int err = -EINVAL; u32 default_index = NO_DEFAULT_INDEX; u16 indices; u8 *mask; DPRINTK("dsmark_init(sch %p,[qdisc %p],opt %p)\n", sch, p, opt); // 选项参数解析, 至少要提供一个indices参数 if (!opt || rtattr_parse_nested(tb, TCA_DSMARK_MAX, opt) < 0) goto errout; // 获取indices值并检查是否合法, indices必须是2的整次幂 indices = RTA_GET_U16(tb[TCA_DSMARK_INDICES-1]); if (!indices || !dsmark_valid_indices(indices)) goto errout; // 如果有缺省索引参数, 设置之 if (tb[TCA_DSMARK_DEFAULT_INDEX-1]) default_index = RTA_GET_U16(tb[TCA_DSMARK_DEFAULT_INDEX-1]); // 分配value和mask空间, 都是indices大小 mask = kmalloc(indices * 2, GFP_KERNEL); if (mask == NULL) { err = -ENOMEM; goto errout; } // 前一半空间都初始化0xff作为mask p->mask = mask; memset(p->mask, 0xff, indices); // 后一半空间都初始化0作为value p->value = p->mask + indices; memset(p->value, 0, indices); // 设置DSMARK参数 p->indices = indices; p->default_index = default_index; p->set_tc_index = RTA_GET_FLAG(tb[TCA_DSMARK_SET_TC_INDEX-1]); // 内部流控节点是一个pfifo类型的qdisc p->q = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops); if (p->q == NULL) p->q = &noop_qdisc; DPRINTK("dsmark_init: qdisc %p\n", p->q); err = 0; errout: rtattr_failure: return err; } 5.6.3 入队 // 入队操作主要是生成数据包的tc_index值 static int dsmark_enqueue(struct sk_buff *skb,struct Qdisc *sch) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); int err; D2PRINTK("dsmark_enqueue(skb %p,sch %p,[qdisc %p])\n", skb, sch, p); // 如果有set_tc_index标志 if (p->set_tc_index) { /* FIXME: Safe with non-linear skbs? --RR */ // 提取IPv4头的TOS字段或IPv4的ds字段作为数据包的tc_index switch (skb->protocol) { case __constant_htons(ETH_P_IP): skb->tc_index = ipv4_get_dsfield(skb->nh.iph) & ~INET_ECN_MASK; break; case __constant_htons(ETH_P_IPV6): skb->tc_index = ipv6_get_dsfield(skb->nh.ipv6h) & ~INET_ECN_MASK; break; default: skb->tc_index = 0; break; }; } // 如果该数据包是由此qdisc处理 if (TC_H_MAJ(skb->priority) == sch->handle) // 数据包的tc_index设置为skb->priority的低16位 skb->tc_index = TC_H_MIN(skb->priority); else { // 否则调用分类规则对数据包进行分类 struct tcf_result res; int result = tc_classify(skb, p->filter_list, &res); D2PRINTK("result %d class 0x%04x\n", result, res.classid); // 分类结果 switch (result) { #ifdef CONFIG_NET_CLS_POLICE // 丢包 case TC_POLICE_SHOT: kfree_skb(skb); sch->qstats.drops++; return NET_XMIT_POLICED; #if 0 case TC_POLICE_RECLASSIFY: /* FIXME: what to do here ??? */ #endif #endif // 获取了新的分类值 case TC_POLICE_OK: skb->tc_index = TC_H_MIN(res.classid); break; // 使用缺省分类值, 如果没有设置set_tc_index标志, 也没有定义缺省索引值 // 则tc_index值不改变 case TC_POLICE_UNSPEC: /* fall through */ default: if (p->default_index != NO_DEFAULT_INDEX) skb->tc_index = p->default_index; break; }; } // 进行pfifo的入队操作 err = p->q->enqueue(skb,p->q); if (err != NET_XMIT_SUCCESS) { sch->qstats.drops++; return err; } sch->bstats.bytes += skb->len; sch->bstats.packets++; sch->q.qlen++; return NET_XMIT_SUCCESS; } 5.6.4 重入队 static int dsmark_requeue(struct sk_buff *skb,struct Qdisc *sch) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); int err; D2PRINTK("dsmark_requeue(skb %p,sch %p,[qdisc %p])\n", skb, sch, p); // 就是调用pfifo的重入队操作 err = p->q->ops->requeue(skb, p->q); if (err != NET_XMIT_SUCCESS) { sch->qstats.drops++; return err; } sch->q.qlen++; sch->qstats.requeues++; return NET_XMIT_SUCCESS; } 5.6.5 出队 static struct sk_buff *dsmark_dequeue(struct Qdisc *sch) { // DSMARK私有数据 struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); struct sk_buff *skb; u32 index; D2PRINTK("dsmark_dequeue(sch %p,[qdisc %p])\n", sch, p); // 调用pfifo的出队操作 skb = p->q->ops->dequeue(p->q); if (skb == NULL) return NULL; // 队列长度减 sch->q.qlen--; // 获取数据包索引值, 不超过(indices-1) index = skb->tc_index & (p->indices - 1); D2PRINTK("index %d->%d\n", skb->tc_index, index); // 以下修改TPv4数据包的TOS值或IPv6的ds值 // 具体修改的值是由索引值对应的value/mask数组中的值确定的 switch (skb->protocol) { case __constant_htons(ETH_P_IP): ipv4_change_dsfield(skb->nh.iph, p->mask[index], p->value[index]); break; case __constant_htons(ETH_P_IPV6): ipv6_change_dsfield(skb->nh.ipv6h, p->mask[index], p->value[index]); break; default: /* * Only complain if a change was actually attempted. * This way, we can send non-IP traffic through dsmark * and don't need yet another qdisc as a bypass. */ if (p->mask[index] != 0xff || p->value[index]) printk(KERN_WARNING "dsmark_dequeue: " "unsupported protocol %d\n", htons(skb->protocol)); break; }; // 数据包返回 return skb; } 5.6.6 复位 static void dsmark_reset(struct Qdisc *sch) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); DPRINTK("dsmark_reset(sch %p,[qdisc %p])\n", sch, p); // 就是调用pfifo的复位函数 qdisc_reset(p->q); sch->q.qlen = 0; } 5.6.7 释放 static void dsmark_destroy(struct Qdisc *sch) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); struct tcf_proto *tp; DPRINTK("dsmark_destroy(sch %p,[qdisc %p])\n", sch, p); // 释放分类规则 while (p->filter_list) { tp = p->filter_list; p->filter_list = tp->next; tcf_destroy(tp); } // 释放pfifo qdisc_destroy(p->q); // 释放mask和value, 因为mask就是动态空间头, 所以mask和value一起释放了 kfree(p->mask); } 5.6.8 丢包 static unsigned int dsmark_drop(struct Qdisc *sch) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); unsigned int len; DPRINTK("dsmark_reset(sch %p,[qdisc %p])\n", sch, p); if (p->q->ops->drop == NULL) return 0; // 就是调用pfifo的drop函数 len = p->q->ops->drop(p->q); if (len) sch->q.qlen--; return len; } 5.6.9 输出参数 static int dsmark_dump(struct Qdisc *sch, struct sk_buff *skb) { // DSMARK私有数据 struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); struct rtattr *opts = NULL; // 输出indices opts = RTA_NEST(skb, TCA_OPTIONS); RTA_PUT_U16(skb, TCA_DSMARK_INDICES, p->indices); // 输出缺省索引值 if (p->default_index != NO_DEFAULT_INDEX) RTA_PUT_U16(skb, TCA_DSMARK_DEFAULT_INDEX, p->default_index); // 输出set_tc_index标志 if (p->set_tc_index) RTA_PUT_FLAG(skb, TCA_DSMARK_SET_TC_INDEX); return RTA_NEST_END(skb, opts); rtattr_failure: return RTA_NEST_CANCEL(skb, opts); } 5.6.10 DSMARK类别操作 static int dsmark_graft(struct Qdisc *sch, unsigned long arg, struct Qdisc *new, struct Qdisc **old) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); DPRINTK("dsmark_graft(sch %p,[qdisc %p],new %p,old %p)\n", sch, p, new, old); if (new == NULL) { new = qdisc_create_dflt(sch->dev, &pfifo_qdisc_ops); if (new == NULL) new = &noop_qdisc; } sch_tree_lock(sch); *old = xchg(&p->q, new); qdisc_reset(*old); sch->q.qlen = 0; sch_tree_unlock(sch); return 0; } // 返回叶子节点的qdisc static struct Qdisc *dsmark_leaf(struct Qdisc *sch, unsigned long arg) { return PRIV(sch)->q; } // 获取某类别ID static unsigned long dsmark_get(struct Qdisc *sch, u32 classid) { DPRINTK("dsmark_get(sch %p,[qdisc %p],classid %x)\n", sch, PRIV(sch), classid); // 就是classid的低16位加1 return TC_H_MIN(classid) + 1; } // 绑定过滤器 static unsigned long dsmark_bind_filter(struct Qdisc *sch, unsigned long parent, u32 classid) { return dsmark_get(sch, classid); } static void dsmark_put(struct Qdisc *sch, unsigned long cl) { } // 修改dsmark参数: value/mask static int dsmark_change(struct Qdisc *sch, u32 classid, u32 parent, struct rtattr **tca, unsigned long *arg) { // DSMARK私有数据 struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); // 输入参数 struct rtattr *opt = tca[TCA_OPTIONS-1]; // 输出参数数组 struct rtattr *tb[TCA_DSMARK_MAX]; int err = -EINVAL; u8 mask = 0; DPRINTK("dsmark_change(sch %p,[qdisc %p],classid %x,parent %x)," "arg 0x%lx\n", sch, p, classid, parent, *arg); // 检查索引值是否合法 if (!dsmark_valid_index(p, *arg)) { err = -ENOENT; goto rtattr_failure; } // 解析opt输出到tb if (!opt || rtattr_parse_nested(tb, TCA_DSMARK_MAX, opt)) goto rtattr_failure; // 解析mask if (tb[TCA_DSMARK_MASK-1]) mask = RTA_GET_U8(tb[TCA_DSMARK_MASK-1]); // 解析value并保存到指定索引的数组项 if (tb[TCA_DSMARK_VALUE-1]) p->value[*arg-1] = RTA_GET_U8(tb[TCA_DSMARK_VALUE-1]); // 保存mask到指定索引的数组项, mask为什么要解析和设置分开呢? if (tb[TCA_DSMARK_MASK-1]) p->mask[*arg-1] = mask; err = 0; rtattr_failure: return err; } // 清除索引值对应数组项 static int dsmark_delete(struct Qdisc *sch, unsigned long arg) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); // 检查索引值是否合法 if (!dsmark_valid_index(p, arg)) return -EINVAL; // 将value和mask恢复缺省值, 0/0xff p->mask[arg-1] = 0xff; p->value[arg-1] = 0; return 0; } // 遍历 static void dsmark_walk(struct Qdisc *sch,struct qdisc_walker *walker) { struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); int i; DPRINTK("dsmark_walk(sch %p,[qdisc %p],walker %p)\n", sch, p, walker); if (walker->stop) return; // 遍历数组 for (i = 0; i < p->indices; i++) { // mask=0xff和value=0的索引项没用 if (p->mask[i] == 0xff && !p->value[i]) goto ignore; if (walker->count >= walker->skip) { // 调用相关处理函数进行处理 if (walker->fn(sch, i+1, walker) < 0) { walker->stop = 1; break; } } ignore: walker->count++; } } // 返回过滤规则 static struct tcf_proto **dsmark_find_tcf(struct Qdisc *sch,unsigned long cl) { return &PRIV(sch)->filter_list; } // 类别输出, 输出某索引值对应的value和mask static int dsmark_dump_class(struct Qdisc *sch, unsigned long cl, struct sk_buff *skb, struct tcmsg *tcm) { // 私有数据 struct dsmark_qdisc_data *p = PRIV(sch); struct rtattr *opts = NULL; DPRINTK("dsmark_dump_class(sch %p,[qdisc %p],class %ld\n", sch, p, cl); // 检查索引值是否合法, 必须大于0, 不超过indices if (!dsmark_valid_index(p, cl)) return -EINVAL; // qdisc基本参数 tcm->tcm_handle = TC_H_MAKE(TC_H_MAJ(sch->handle), cl-1); tcm->tcm_info = p->q->handle; // 该索引位置对应的mask和value opts = RTA_NEST(skb, TCA_OPTIONS); RTA_PUT_U8(skb,TCA_DSMARK_MASK, p->mask[cl-1]); RTA_PUT_U8(skb,TCA_DSMARK_VALUE, p->value[cl-1]); return RTA_NEST_END(skb, opts); rtattr_failure: return RTA_NEST_CANCEL(skb, opts); } ...... 待续 ......