深入剖析数据接收过程

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1、深入剖析数据接收过程Layer2：数据链路层(DataLinkLayer)在进入正式讨论数据包的接收之前，需要介绍一下linux中断过程。当网卡检测到一个数据包到来时，就会向8259A触发相应的中断信号线，识别为一个中断后，控制单元将会执行如下步骤：1.确定与中断或异常关联的向量i（0≤i≤255）2.读由idtr寄存器指向的IDT表中的第i项。3.从gdtr寄存器获得GDT的基地址，并在GDT中查找，以读取IDT表项中的选择符标识的段描述符。这个描述符指定中断或异常处理程序所在的段的基地址。4.确信中断是由授权的（中断）发生源发出的。首先将

2、当前特权级CPL（存放在cs寄存器的低两位）与段描述符（存放在GDT中）的描述符特权级DPL比较。如果CPL小于DPL，就产生一个“通常保护”异常，因为中断处理程序的特权级不能低于引起中断的程序的特权。对于编程异常，则做进一步的安全检查：比较CPL与处于IDT中的门描述符的DPL，如果DPL小于CPL，就产生一个“通常保护”异常，这最后一个检查可以避免用户应用程序访问特殊的陷阱门和中断门。5.检查是否发生了特权级的变化，也就是说，CPL是否不同于所选择的段描述符的DPL。如果是，控制单元必须开始使用与新的特权级相关的栈，通过执行以下步骤来保证

3、这一点：A．读tr寄存器，以访问运行进程的TSS段。B．用与新特权级相关的栈段和栈指针的正确值装载ss和esp寄存器。这些值可以在TSS中找到。C．在新的栈中保存ss和esp以前的值，这些值定义了与旧特权级相关的栈的逻辑地址。6.如果故障已发生，用引起异常的指令地址装载cs和eip寄存器，从而使得这条指令能再次被执行。7.在栈中保存eflag、cs和eip的内容。8.如果异常产生了一个硬件出错码，则将它保存在栈中。9.装载cs和eip寄存器，其值分别是IDT表中第i项门描述符的段选择符和偏移量字段。这些值给出了中断或者异常处理程序的第一条指令

4、的逻辑地址。从上面的步骤可以看出，硬件会做相应的一些环境保存：转入到SS和ESP指针所在的地址，也就是新栈地址。这样就可以访问新的栈了(通过SS+ESP)，但是还有一个问题：当我们的中断返回时也要恢复到原来的栈，那么原来所在的栈都保存到什么地方呢？其实就是保存在所切换到的这个新栈中，好了地方是找到了，保存到新栈中。那么旧的SS和ESP的值又到哪里去找呢？是在TSS中，其实在中断发生的时候,如果检测到运行级别发生了改了,将寄存器SS,ESP中的值保存进TSS的相应级别位置，再加载新的SS,ESP的值,然后从TSS中取出旧的SS,ESP值,再压栈

5、.压栈前后示意图如下：以上所陈述的都是硬件自动保存的环境，那么还有很多寄存器的值由谁来保存呢？这就需要操作系统来完成了。从上面的第9步，我们可以清晰的看到，下一步CPU将要做的事情就是执行中断或是异常所在的地址。其实IRQn中断处理程序所在的地址开始是保存在interrupt[n]之中的，之后才复制到IDT相应的表项中断门中.那么我们可以看下iterript[n]是在什么地方，是否在它后面还有些什么代码？在/arch/i386/kernel/entry.S中可以找到这个地址：.dataENTRY(interrupt).textvector=0

6、ENTRY(irq_entries_start).reptNR_IRQSALIGN1:pushl$vector-256jmpcommon_interrupt.data.long1b.textvector=vector+1.endr可以看到在interrupt之后还出现了这么两句：1:pushl$vector-256//将中断索引号取负压栈jmpcommon_interrupt好，接下来看common_interrupt是什么？ALIGNcommon_interrupt:SAVE_ALLmovl%esp,%eaxcalldo_IRQjmpret

7、_from_intr在common_interrupt:之后首先我们看到的就是一个宏SAVE_ALL，该宏就是我们刚才所说的系统对其它一些中断环境的保存，如下：#defineSAVE_ALL     __SAVE_ALL;                                __SWITCH_KERNELSPACE;#在没有定义CONFIG_X86_HIGH_ENTRY的情况下,此宏是一个空宏__SAVE_ALL定义如下:#define__SAVE_ALL     cld;     pushl%es;     pushl%

8、ds;     pushl%eax;     pushl%ebp;     pushl%edi;     pushl%esi;     pushl%edx