邻居子系统 之 邻居表的初始化neigh_table_init

概述

邻居子系统支持多种实现，例如ARP，ND等，这些实现需要在其初始化的时候，调用neigh_table_init将邻居表项添加到全局邻居子系统数组中，并对实例中的字段（如hash，定时器等）进行相关初始化；

源码分析

分析过程以ARP为例，引出邻居表的初始化，在arp_init初始化中，调用neigh_table_init来进行邻居表的初始化；其中NEIGH_ARP_TABLE为ARP在全局邻居表数组中的索引值，arp_table则是邻居表的一个实例，里面包含了部分字段的初始化；

 void __init arp_init(void)
 {
     neigh_table_init(NEIGH_ARP_TABLE, &arp_tbl);

     dev_add_pack(&arp_packet_type);
     arp_proc_init();
 #ifdef CONFIG_SYSCTL
     neigh_sysctl_register(NULL, &arp_tbl.parms, NULL);
 #endif
     register_netdevice_notifier(&arp_netdev_notifier);
 }

索引值是一个枚举类型，从中可见现在已经实现的邻居表项有哪些，其中NEIGH_ARP_TABLE排在第一位；

 enum {
     NEIGH_ARP_TABLE = ,
     NEIGH_ND_TABLE = ,
     NEIGH_DN_TABLE = ,
     NEIGH_NR_TABLES,
     NEIGH_LINK_TABLE = NEIGH_NR_TABLES /* Pseudo table for neigh_xmit */
 };

下面为ARP表项实例；

 struct neigh_table arp_tbl = {
     .family        = AF_INET,
     .key_len    = ,
     .protocol    = cpu_to_be16(ETH_P_IP),
     .hash        = arp_hash,
     .key_eq        = arp_key_eq,
     .constructor    = arp_constructor,
     .proxy_redo    = parp_redo,
     .id        = "arp_cache",
     .parms        = {
         .tbl            = &arp_tbl,
         .reachable_time        =  * HZ,
         .data    = {
             [NEIGH_VAR_MCAST_PROBES] = ,
             [NEIGH_VAR_UCAST_PROBES] = ,
             [NEIGH_VAR_RETRANS_TIME] =  * HZ,
             [NEIGH_VAR_BASE_REACHABLE_TIME] =  * HZ,
             [NEIGH_VAR_DELAY_PROBE_TIME] =  * HZ,
             [NEIGH_VAR_GC_STALETIME] =  * HZ,
             [NEIGH_VAR_QUEUE_LEN_BYTES] =  * ,
             [NEIGH_VAR_PROXY_QLEN] = ,
             [NEIGH_VAR_ANYCAST_DELAY] =  * HZ,
             [NEIGH_VAR_PROXY_DELAY]    = ( * HZ) / ,
             [NEIGH_VAR_LOCKTIME] =  * HZ,
         },
     },
     .gc_interval    =  * HZ,
     .gc_thresh1    = ,
     .gc_thresh2    = ,
     .gc_thresh3    = ,
 };

每个邻居表实例都需要通过调用neigh_table_init进行初始化，并将其加入到全局邻居表数组中；函数首先对邻居表项中的参数进行初始化，其中包括了初始化邻居项hash和代理项hash，初始化垃圾回收GC任务和代理处理定时器任务，以及一些其他必要字段，最后将该邻居表项实例加入到全局数组neigh_tables中；

 void neigh_table_init(int index, struct neigh_table *tbl)
 {
     unsigned long now = jiffies;
     unsigned long phsize;

     /* 初始化参数列表 */
     INIT_LIST_HEAD(&tbl->parms_list);
     /* 将参数添加到参数列表 */
     list_add(&tbl->parms.list, &tbl->parms_list);
     /* 设置net */
     write_pnet(&tbl->parms.net, &init_net);
     /* 设置引用计数 */
     atomic_set(&tbl->parms.refcnt, );
     /* 设置可达状态的超时时间 */
     tbl->parms.reachable_time =
               neigh_rand_reach_time(NEIGH_VAR(&tbl->parms, BASE_REACHABLE_TIME));
     /* 统计信息 */
     tbl->stats = alloc_percpu(struct neigh_statistics);
     if (!tbl->stats)
         panic("cannot create neighbour cache statistics");

     /* 初始化proc */
 #ifdef CONFIG_PROC_FS
     if (!proc_create_data(tbl->id, , init_net.proc_net_stat,
                   &neigh_stat_seq_fops, tbl))
         panic("cannot create neighbour proc dir entry");
 #endif

     /* 初始化邻居项hash */
     RCU_INIT_POINTER(tbl->nht, neigh_hash_alloc());

     /* 初始化代理项hash */
     phsize = (PNEIGH_HASHMASK + ) * sizeof(struct pneigh_entry *);
     tbl->phash_buckets = kzalloc(phsize, GFP_KERNEL);

     if (!tbl->nht || !tbl->phash_buckets)
         panic("cannot allocate neighbour cache hashes");

     /* 邻居项的结构大小 */
     if (!tbl->entry_size)
         tbl->entry_size = ALIGN(offsetof(struct neighbour, primary_key) +
                     tbl->key_len, NEIGH_PRIV_ALIGN);
     else
         WARN_ON(tbl->entry_size % NEIGH_PRIV_ALIGN);

     rwlock_init(&tbl->lock);
     /* gc任务初始化 */
     INIT_DEFERRABLE_WORK(&tbl->gc_work, neigh_periodic_work);
     queue_delayed_work(system_power_efficient_wq, &tbl->gc_work,
             tbl->parms.reachable_time);

     /* 代理定时器处理初始化 */
     setup_timer(&tbl->proxy_timer, neigh_proxy_process, (unsigned long)tbl);
     skb_queue_head_init_class(&tbl->proxy_queue,
             &neigh_table_proxy_queue_class);

     /* 初始化最近一次gc的时间 */
     tbl->last_flush = now;
     /* 初始化最近一次可达状态reachable_time的更新时间 */
     tbl->last_rand    = now + tbl->parms.reachable_time * ;

     /* 加入全局邻居项数组 */
     neigh_tables[index] = tbl;
 }