Linux 核心網路協議棧：skb 釋放流程深度解析

在 Linux 核心中，sk_buff（簡稱 skb）是網路封包處理的核心資料結構。理解其釋放流程，對於排查記憶體洩漏、分析網路效能瓶頸至關重要。本文梳理進程退出與發送完成兩大場景下的 skb 釋放路徑。

場景一：進程退出時的 skb 釋放鏈路

當用戶進程呼叫 exit() 結束時，核心會依序執行以下釋放動作：

用戶態 exit()
  → 核心 do_exit()
  → exit_files()
  → put_files_struct()
  → close_files()
  → filp_close()
  → __fput()
  → file->f_op->release(inode, file)
  → sock_close()
  → sock_release()
  → inet_release()
  → sk->sk_prot->close(sk, timeout)
  → tcp_close()
  → __kfree_skb()
  → kfree_skbmem
       ├─ skb_release_data  // 釋放 data 所佔用的 page
       └─ kmem_cache_free   // 從 slab 快取釋放 skb 結構體本身
  → release_sock()
  → sock_put()

場景二：發送完成後的軟中斷釋放

封包經驅動程式發送完成後，會在 TX 完成中斷（或 NAPI poll）上下文中，由驅動呼叫 dev_kfree_skb_irq() 或 napi_consume_skb() 直接釋放 skb，路徑較短，避免進程上下文切換開銷。

關鍵點總結

• 雙重釋放保護：核心透過 skb->users 參考計數與 SKB_TRUESIZE 追蹤記憶體歸屬，防止重複釋放。
• 零拷貝優化：釋放時若發現 skb->destructor 存在，會先執行解構器（如 `sock_wfree`），再歸還頁框與 slab 物件。
• 效能觀測：可透過 /proc/net/softnet_stat、cat /proc/slabinfo | grep skbuff 監控 skb 分配/釋放頻率。

掌握上述流程，有助於在高併發網路服務開發中精準定位 skb 相關的記憶體問題。