梳理进程发包流程
概述
进程向外发送数据，通常通过系统调用 sendto 来实现，下面基于 Linux 6.14 的代码来分析一下 sendto 的实现。
整体流程
应用发包的整体流程如下：
应用程序 --> 系统调用 --> 传输层 --> 网络层 --> 数据链路层 --> 网络设备子系统 --> 网络设备驱动 --> 网络硬件
除去首尾，中间部分全是 linux 内核的逻辑，下面针对这些流程对内核代码进行详细的梳理和分析。
系统调用入口
代码流程：
// file: net/socket.c
SYSCALL_DEFINE6(sendto, ...) // 声明系统调用
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+-- __sys_sendto(...) // 系统调用入口
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+-- __sock_sendmsg(...) // 进入协议栈
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+-- sock_sendmsg_nosec(...)
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+-- sk->ops->sendmsg // 丢给传输层处理
net/socket.c 中定义了 sendto 的系统调用：
跳转 __sys_sendto，走到 __sock_sendmsg:
继续走到 sock_sendmsg_nosec:
接着会调用数据包对应协议的 sendmsg 函数将包丢给传输层处理:
传输层
代码流程:
// file: net/ipv4/af_inet.c
inet_sendmsg(...) // 传输层入口, 对应系统调用函数中的 sk->ops->sendmsg
| // file: net/ipv4/tcp.c
+-- tcp_sendmsg(...) // 对应 sk->sk_prot->sendmsg(sock->sk, msg, size)
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+-- tcp_sendmsg_locked(...)
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+-- tcp_push(...)
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+-- __tcp_push_pending_frames(...)
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+-- tcp_write_xmit(...)
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+-- tcp_transmit_skb(...)
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+-- __tcp_transmit_skb(...)
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+-- icsk->icsk_af_ops->queue_xmit // 丢给 IP 层 处理
看下 sendmsg 的实现，在 net/ipv4/af_inet.c 中可以看到 IPv4 的 stream 类型实现对应的是 inet_sendmsg 函数:
继续往下看，inet_sendmsg 会调用 sk->sk_prot->sendmsg 发包：
TCP 协议的情况下，会使用 tcp_sendmsg 这个函数，从 net/ipv4/tcp_ipv4.c 中 tcp_prot 的赋值可以看出：
继续调用 tcp_sendmsg_locked:
再调用 tcp_push:
底部调用 __tcp_push_pending_frames:
继续调用 tcp_write_xmit:
再调用 tcp_transmit_skb 和 __tcp_transmit_skb:
走到 icsk->icsk_af_ops->queue_xmit，将包丢给 IP 层处理:
网络层
代码流程：
// file: net/ipv4/ip_output.c
ip_queue_xmit(...) // 网络层入口，对应传输层中 icsk->icsk_af_ops->queue_xmit 的函数引用
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+-- __ip_queue_xmit(...)
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+-- ip_local_out(...)
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+-- __ip_local_out(...)
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| +-- nf_hook(NFPROTO_IPV4, NF_INET_LOCAL_OUT, ...) // 调用 OUTPUT 链钩子函数
| // file: include/net/dst.h
+-- dst_output(...)
| // file: net/ipv4/ip_output.c
+-- ip_outpout(...) // 对应 skb_dst(skb)->output
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+-- NF_HOOK_COND(NFPROTO_IPV4, NF_INET_POST_ROUTING, ... , ip_finish_output, ...) // 调用 POSTROUTING 链钩子函数，如果没丢包会继续调用 ip_finish_output
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+-- ip_finish_output(...)
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+-- __ip_finish_output(...)
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+-- ip_finish_output2(...)
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+-- ip_neigh_for_gw(...) // arp 查询 mac 地址
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+-- neigh_output(...) // 丢给数据链路层处理
传输层中 icsk->icsk_af_ops->queue_xmit 的函数引用的 IPv4 实现在 net/ipv4/tcp_ipv4.c 中有声明，是 ip_queue_xmit 这个函数：
进入这个函数，它直接调用 __ip_queue_xmit:
走到 ip_local_out:
先调用 __ip_local_out，再调用 dst_output:
其中 __ip_local_out 会通过 nf_hook 调用 OUTPUT 链的钩子函数：
如果没丢包，继续走到 dst_output 调用 skb_dst(skb)->output:
这个 outpout 函数实际对应 ip_outpout 函数，里面会调用 POSTROUTING 链的钩子函数，如果没丢包会继续调用 ip_finish_output：
然后调用 __ip_finish_output：
接着调 ip_finish_output2:
然后先调 ip_neigh_for_gw 通过 arp 查 mac 地址，再调 neigh_output 丢给数据链路层处理：
数据链路层
代码流程:
// file: include/net/neighbour.h
neigh_output(...)
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+-- neigh_hh_output(...)
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+-- dev_queue_xmit(...) // 调用网络设备子系统处理
在 neigh_output 中，调用 neigh_hh_output：
最后调用 dev_queue_xmit 丢给网络设备子系统处理:
网络设备子系统
代码流程：
// file: include/linux/netdevice.h
dev_queue_xmit(...)
| // file: net/core/dev.c
+-- __dev_queue_xmit(...)
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+-- __dev_xmit_skb(...) // 如需排队，交给 qdisc 排队发送
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+-- dev_hard_start_xmit(...)// 如无需排队，直接发送
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+-- xmit_one(...)
| // file: include/linux/netdevice.h
+-- netdev_start_xmit(...)
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+-- ops->ndo_start_xmit(skb, dev) // 调用网络设备驱动发送数据包
在 dev_queue_xmit 中，直接调用 __dev_queue_xmit:
如果需要排队，走 __dev_xmit_skb，如果不需要排队，直接调 dev_hard_start_xmit 发送：
调用 xmit_one:
再调用 netdev_start_xmit:
进一步调用 __netdev_start_xmit:
最后通过调用 ops->ndo_start_xmit(skb, dev) 将数据包丢给网络设备驱动处理：
网络设备驱动
ndo_start_xmit 是网络设备驱动需实现的函数，以 intel 的 igb 驱动所支持的网卡为例，找到驱动的实现函数为 igb_xmit_frame：
代码流程：
// file: drivers/net/ethernet/intel/igb/igb_main.c
igb_xmit_frame(...) // intel igb 网卡驱动的实现函数
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+-- igb_xmit_frame_ring(...)
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+-- igb_tx_map(...) // 将数据丢给网卡转发
调用 igb_xmit_frame_ring:
再调用 igb_tx_map 将数据丢给网卡转发：
