NAPI

今天讨论，得知现在Linux网络子系统：支持的NIC驱动不光要通过NAPI的poll接口接收包，还要用它处理包的释放，以降低对NET_TX_SOFTIRQ软中断的需求，提高系统性能。不禁让人感叹Linux内核变化之快！

NAPI之前的Linux NIC驱动总是在接收到数据包之后产生一个IRQ，然后在驱动的ISR里面将这个skb加入本地的softnet，然后触发本地的NET_RX_SOFTIRQ软中断做后续处理。这是一个典型的流水线（Pipeline）模型。但是问题就发生在这个流水线模型，如果包速过高，那么因为IRQ的优先级高于SoftIRQ，导致系统的大部分资源都在响应中断，并且因为softnet的队列大小有限，接收到的超额数据包也只能丢掉，所以这个时候这个模型有些时候只是在用宝贵的系统资源做无用功。NAPI就在轮询模式和中断模式之间取了一下折中，改ISR为：将对应NIC加入NET_RX_SOFTIRQ软中断要轮询的设备列表里面，然后关闭NIC的IRQ，触发NET_RX_SOFTIRQ软中断。在NET_RX_SOFTIRQ软中断中，设备被轮询以接收数据包并处理，直到没有数据包后将设备移离轮询列表，并重新开启NIC的IRQ。这样，前面的问题就没有了。

数据包的释放，以前是依靠另外一个软中断NET_TX_SOFTIRQ来处理的，现在Linux认为支持NAPI的设备都应该在其对应的poll接口中处理。也就是说，无论是RX的ISR，还是TX的ISR，都应该启动NAPI，对NIC进行轮询。

XPS是将数据包的释放工作放到发送数据包的CPU上，以期最好的内存本地性。无疑在NUMA计算机上，对性能的改进将是显著的。

等RPS和XPS都进入官方内核，Linux网络子系统对于多处理的支持将进入一个新的阶段，很值得期待，让我们一起努力！