全称是Transmit Packet Steering，是rfs/rps的作者Tom Herbert提交的又一个patch，预计会在2.6.37进入内核。
这个patch主要是针对多队列的网卡发送时的优化，当发送一个数据包的时候，它会根据cpu来选择对应的队列，而这个cpu map可以通过sysctl来设置：
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/sys/class/net/eth<n>/queues/tx-<n>/xps_cpus
这里xps_cpus是一个cpu掩码，表示当前队列对应的cpu。
而xps主要就是提高多对列下的数据包发送吞吐量，具体来说就是提高了发送的局部性。按照作者的benchmark，能够提高20%.
原理很简单，就是根据当前skb对应的hash值(如果当前socket有hash，那么就使用当前socket的)来散列到xps_cpus这个掩码所设置的cpu上，也就是cpu和队列是一个1对1，或者1对多的关系，这样一个队列只可能对应一个cpu，从而提高了传输结构的局部性。
没有xps之前的做法是这样的，当前的cpu根据一个skb的4元组hash来选择队列发送数据，也就是说cpu和队列是一个多对多的关系，而这样自然就会导致传输结构的cache line bouncing。
这里还有一个引起cache line bouncing的原因，不过这段看不太懂：
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Also when sending from one CPU to a queue whose
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transmit interrupt is on a CPU in another cache domain cause more
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cache line bouncing with transmit completion.
接下来来看代码，我这里看得代码是net-next分支，这个分支已经将xps合并进去了。
先来看相关的数据结构,首先是xps_map,这个数据结构保存了对应的cpu掩码对应的发送队列，其中queues队列就保存了发送对列.这里一个xps_map有可能会映射到多个队列。
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struct xps_map {
-
//队列长度
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unsigned int len;
-
unsigned int alloc_len;
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struct rcu_head rcu;
-
//对应的队列序列号数组
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u16 queues[0];
-
};
而下面这个结构保存了设备的所有的cpu map，比如一个设备 16个队列，然后这里这个设备的xps_dev_maps就会保存这16个队列的xps map(sysctl中设置的xps_map),而每个就是一个xps_map结构。
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struct xps_dev_maps {
-
//rcu锁
-
struct rcu_head rcu;
-
//所有对列的cpu map数组
-
struct xps_map __rcu *cpu_map[0];
-
};
然后就是net_device结构增加了一个xps_dev_maps的域来保存这个设备所有的cpu map。
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struct net_device {
-
................................
-
#ifdef CONFIG_XPS
-
//保存当前设备的所有xps map.
-
struct xps_dev_maps __rcu *xps_maps;
-
#endif
-
..........................
-
}
我们知道内核发送数据包从ip层到驱动层是通过调用dev_queue_xmit，而在dev_queue_xmit中会调用dev_pick_tx来选择一个队列，这里这个patch就是修改这个函数，我们接下来就来看这个函数。
先来分析下这个函数的主要流程，首先，如果设备只有一个队列，那么就选择这唯一的队列。
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if (dev->real_num_tx_queues == 1)
-
queue_index = 0;
然后如果设备设置了回调函数ndo_select_queue，则调用ndo_select_queue来选择队列号，这里要注意，当编写驱动时，如果设置了回调函数ndo_select_queue，此时如果需要xps特性，则最好通过get_xps_queue来取得队列号。
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else if (ops->ndo_select_queue) {
-
queue_index = ops->ndo_select_queue(dev, skb);
-
queue_index = dev_cap_txqueue(dev, queue_index);
然后进入主要的处理流程，首先从skb从属的sk中取得缓存的队列索引，如果有缓存，则直接返回这个索引，否则开始计算索引，这里就通过调用xps patch最重要的一个函数get_xps_queue来计算queue_index.
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static struct netdev_queue *dev_pick_tx(struct net_device *dev,
-
struct sk_buff *skb)
-
{
-
....................................
-
else {
-
struct sock *sk = skb->sk;
-
queue_index = sk_tx_queue_get(sk);
-
-
if (queue_index < 0 || skb->ooo_okay ||
-
queue_index >= dev->real_num_tx_queues) {
-
int old_index = queue_index;
-
//开始计算队列索引
-
queue_index = get_xps_queue(dev, skb);
-
if (queue_index < 0)
-
//调用老的计算方法来计算queue index.
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queue_index = skb_tx_hash(dev, skb);
-
......................................................
-
}
-
}
-
//存储队列索引
-
skb_set_queue_mapping(skb, queue_index);
-
//返回对应的queue
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return netdev_get_tx_queue(dev, queue_index);
-
}
接下来我们来看get_xps_queue，这个函数是这个patch的核心，它的流程也很简单，就是通过当前的cpu id获得对应的xps_maps,然后如果当前的cpu和队列是1:1对应则返回对应的队列id，否则计算skb的hash值，根据这个hash来得到在xps_maps 中的queue的位置，从而返回queue id.
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static inline int get_xps_queue(struct net_device *dev, struct sk_buff *skb)
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{
-
#ifdef CONFIG_XPS
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struct xps_dev_maps *dev_maps;
-
struct xps_map *map;
-
int queue_index = -1;
-
-
rcu_read_lock();
-
dev_maps = rcu_dereference(dev->xps_maps);
-
if (dev_maps) {
-
//根据cpu id得到当前cpu对应的队列集合
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map = rcu_dereference(
-
dev_maps->cpu_map[raw_smp_processor_id()]);
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if (map) {
-
//如果队列集合长度为1，则说明是1:1对应
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if (map->len == 1)
-
queue_index = map->queues[0];
-
else {
-
//否则开始计算hash值，接下来和老的计算hash方法一致。
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u32 hash;
-
//如果sk_hash存在，则取得sk_hash(这个hash，在我们rps和rfs的时候计算过的,也就是四元组的hash值)
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if (skb->sk && skb->sk->sk_hash)
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hash = skb->sk->sk_hash;
-
else
-
//否则开始重新计算
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hash = (__force u16) skb->protocol ^
-
skb->rxhash;
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hash = jhash_1word(hash, hashrnd);
-
//根据hash值来选择对应的队列
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queue_index = map->queues[
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((u64)hash * map->len) >> 32];
-
}
-
if (unlikely(queue_index >= dev->real_num_tx_queues))
-
queue_index = -1;
-
}
-
}
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rcu_read_unlock();
-
-
return queue_index;
-
#else
-
return -1;
-
#endif
-
}
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