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现任职北京某互联网公司运维经理,高级架构师,涉足互联网运维行业已经超过10年。曾服务于京东商城,互动百科等互联网公司,早期运维界新星。 长期专研,C语言开发,操作系统内核,大型互联网架构。http://www.bdkyr.com

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上一篇讲的是内核配置成NAPI的情况,那也是绝大多数内核使用的配置
现在讲讲内核不配置成NAPI时的情况

一、no NAPI 数据结构

不配置NAPI的时候,网络设备不使用自己的napi_struct结构,
所有网络设备驱动都使用同一个napi_struct,即cpu私有变量__get_cpu_var(softnet_data).backlog

每当收到数据包时,网络设备驱动会把__get_cpu_var(softnet_data).backlog挂到__get_cpu_var(softnet_data).poll_list上面。

所以软中断里net_rx_action遍历cpu私有变量__get_cpu_var(softnet_data).poll_list时,
上面挂的napi_struct只有一个

二、内核启动时的准备工作

也是在net_dev_init中,初始化了cpu私有变量的napi_struct,即所有网络设备驱动使用的napi_struct

__init net_dev_init()
{
    //每个CPU都有一个私有变量 _get_cpu_var(softnet_data)
    //
_get_cpu_var(softnet_data).poll_list很重要,软中断中需要遍历它的
    for_each_possible_cpu(i) {
        struct softnet_data *queue;
        queue = &per_cpu(softnet_data, i);
        skb_queue_head_init(&queue->input_pkt_queue); // 不配置NAPI时,才使用这个接收队列
        queue->completion_queue = NULL;
        INIT_LIST_HEAD(&queue->poll_list);
        queue->backlog.poll = process_backlog;        // poll钩子函数初始化
        queue->backlog.weight = weight_p;             //

    }
    open_softirq(NET_TX_SOFTIRQ, net_tx_action, NULL); //在软中断上挂网络接收handler
    open_softirq(NET_RX_SOFTIRQ, net_rx_action, NULL); //在软中断上挂网络发送handler

}

三、中断里接受以太网包

TSEC的接收中断处理函数

gfar_receive

{
    gfar_write(&priv->regs->ievent, IEVENT_RX_MASK);
#ifdef CONFIG_GFAR_NAPI
    // test_and_set当前net_device的napi_struct.state 为 NAPI_STATE_SCHED
    // 在软中断里调用 net_rx_action 会检查状态 napi_struct.state
    if (netif_rx_schedule_prep(dev, &priv->napi)) { 
        tempval = gfar_read(&priv->regs->imask);            
        tempval &= IMASK_RX_DISABLED;
        gfar_write(&priv->regs->imask, tempval);   
        // 将当前net_device的 napi_struct.poll_list 挂到
        // CPU私有变量 &__get_cpu_var(softnet_data).poll_list 上,并触发软中断
        // 所以,在软中断中调用 net_rx_action 的时候,就会执行当前net_device的
        // napi_struct.poll()钩子函数,即 gfar_poll()
        __netif_rx_schedule(dev, &priv->napi);  
    }

#else
    gfar_clean_rx_ring(dev, priv->rx_ring_size);
#endif
}

gfar_clean_rx_ring  
  
-->gfar_process_frame 
      -->初始化了skb->dev,这样在软中断里才能判断这个数据包来自哪里
      -->RECEIVE(skb) // 调用netif_rx(skb)


#ifdef CONFIG_GFAR_NAPI
#define RECEIVE(x) netif_receive_skb(x)
#else
#define RECEIVE(x) netif_rx(x)
#endif

netif_rx(skb)
{
   queue = &__get_cpu_var(softnet_data);
   __skb_queue_tail(&queue->input_pkt_queue, skb); //将skb放到接收队列(在net_dev_init初始化)中
   napi_schedule(&queue->backlog); //将cpu私有变量的的napi_struct挂到cpu私有变量的poll_list上
                                   //test_and_set napi_struct.state为 NAPI_STATE_SCHED
                                   //触发网络接收软中断
}

软中断net_rx_action中调用poll钩子函数

虽说软中断里也遍历cpu私有变量的poll_list,事实上poll_list现在只挂一个napi_struct结构
即cpu私有变量的backlog成员(它在net_dev_init中初始化),所以现在调用的poll钩子函数就是process_backlog了

static int process_backlog(struct napi_struct *napi, int quota)
{
    struct softnet_data *queue = &__get_cpu_var(softnet_data);
    napi->weight = weight_p;
    do {
        struct sk_buff *skb;
        struct net_device *dev;

        local_irq_disable();
        skb = __skb_dequeue(&queue->input_pkt_queue); //从接收队列中取出skb,
        if (!skb) {                                   //这些skb是在netif_rx中进入队列的
            __napi_complete(napi);
            local_irq_enable();
            break;
        }
        local_irq_enable();
        dev = skb->dev;
        netif_receive_skb(skb);     //进入协议协议栈
        dev_put(dev);
    } while (++work < quota && jiffies == start_time);
    return work;
}

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