【精品】内核协议栈数据包转发完全解析.doc

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1、内核协议栈数据包转发目录1NAPI流程与非NAPI1.1NAPI驱动流程1.2非NAPI流程1.3NAPI和非NAPI的区别2内核接受数据2.1数据接收过程2.2采取DMA技术实现3elOO采用NAPI接收数据过程*el00_open启动el00网卡*elOO_rx_alloc_list建立环形缓冲区*e100_rx_alloc_skb分配skb缓存*elOO_poll轮询函数*elOO_rx_clean数据包的接收和传输*el00_rx_indicate4队列层4・1、软中断与下半部4・2、队列层5采用非

2、NAPI接收数据过程5.1netif_rx5.2轮询与中断调用netif_rx_schedule不同点5.1netif_rx_schedule5.2net_rx_action5.3process_backlog6数据包进入网络层5.3netif_receive_skb():5.4ip_rcv():5.5ip_rcv_finish():5.6dst_input():5.7本地流程ip_local_deliver：5.8转发流程ip_fonvard()：1NAPI流程与非NAPI1.1NAPI驱动流程：中断发生

3、一〉确定中断原因是数据接收完毕(中断原因也可能是发送完毕，DMA完毕，其至是中断通道上的其他设备中断)--＞通过netif_rx_schedule将驱动自己的napi结构加入softnet_data的poll_list链表，禁用网卡中断，并发出软中断NET_RX_SOFTIRQ--＞中断返冋时触发软中断调用相应的函数net_rx_action,从softnet_data的poll_list上収下刚挂入的njpi结构，并且调用其poll函数，这个poll函数也是驱动自己提供的，比如elOO网卡驱动中的el00

4、_poll等。一〉在poll函数中进行轮询，直到接受完所有的数据或者预算（budget）耗尽。每接收-个报文要分配skb,用eth_type_trans处理并交给netif_receive_skbo一〉如果数据全部接收完（预算没有用完），则重新使能中断并将mipi从链表中取下。如果数据没接收完，则什么也不作，等待下一次poll函数被调度。NAPI相关数据结构CPU私有变量TSECPCHS卡每个网络设备（MAC层）都有自己的net_device数据结构，这个结构上有napi_structo每当收到数据包时，网

5、络设备驱动会把自巨的napi.strucl挂到CPU私有变■上：这样在软中断时，ne〔_rx_aciion会ig历epu私有变■的polljisc,执行上面所挂的napLswuci结构的poll钩子函数.将数据包X驱动传到网络协议桟《1.2非NAPI流程：中断发生--＞确圧屮断发生的原因是接收完毕。分配skb,读入数据，用eth_type_trans处理并且将skb交给netif_rx--＞在nctif_rx中,将packet加入到softnet_data的input_pkt_queue末尾（NAPI驱动不

6、使用这个input_pkt_queue）,再通过napi_schedule将softnet_data中的backlog（这也是个napi结构）加入softnet_data的poll_list,最后发出软中断—＞软中断net_rx_action从poll_list上取下softnet_data的backlog,调用其poll函数，这个poll函数是内核提供的process,backlog―＞函数processbacklog从softnetdata的inputpktqueue末尾取下skb,并且直接交给neti

7、f_receive_skb处理。--＞如果input_pkt_queue中所有skb都处理完则将backlog从队列中除去（注意input_pkt_queue中可能有多个网卡加入的报文，因为它是每epu公用的）并退出循环;如果预算用完后也跳出循环。最后返冋接受到的包数noNAPI确钳CPU私仃变杲不配善NAP啲时候.网络设备不使用自己的napi.struc晦构，所有网络设备驱动都使用同一napLstruct即cpu私有变量_get_cpu_var(softnet_data)・backlog每当收到包时,网络

8、设备get_cpu_var(softnet_data).backlogj^5y_get_cpu^var(softnet_data).polljist±®o所以软中断里net_rx_action遍历cpu私有变星_get_cpu_va「(softnet_data).poll」istB^,上面挂的napi_st「uct只有一个1.3NAPI和非NAPI的区别NAPI和非NAPT的区别6.2NAPT使用中断+轮询的方式