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linux网络实现分析(1)——数据包的接收(从网卡到协议栈)

时间:2020-01-11 11:53:44 出处:大发UU直播快三官方_大发UU直播快3

            } else

{

        if (queue->input_pkt_queue.qlen) {//不可能 输入队列不空

1.     可不需用就看发送帧队列并完整版都是skb的链表,全都 Qdisc的链表,这是不可能 发送一般需用Qos流控,全都有发送帧会存入相应dev关联的Qdisc中(Qdisc含高skb的队列),详见“上方链路层数据包发送”分析。

            if (unlikely(napi_disable_pending(n))) {

整个处置流程如下图所示。

            work = n->poll(n, weight);  //实际处置了workskb

enqueue:

2. 通过state成员算不算设置NAPI_STATE_SCHED位,来表示该napi_struct算不算不可能 链在某个cpu的softnet_data上,即算不算位于调度情形。全都有在链入softnet_data前,需用设置NAPI_STATE_SCHED位,在从softnet_data移除需用清除NAPI_STATE_SCHED位。

static int process_backlog(struct napi_struct *napi, int quota)

            __napi_complete(napi);

说明:源码参考2.6.32

3.     input_pkt_queue是设备驱动将数据从物理介质接收后封装成skb后存放的缓存队列,所有非NAPI设备共有许多个多输入缓存队列,而NAPI设备有自己的私有队列用于存放输入包。

    local_irq_enable();

        }

    local_irq_disable();

    unsigned long flags;

    if (!skb->tstamp.tv64) // skb->tstamp.tv64算不算设置

    queue = &__get_cpu_var(softnet_data); //获取本cpusoftnet_data

        netif_receive_skb(skb);

  netif_rx

//调用NET_RX_SOFTIRQ软中断

    do {

     * whoever atomically sets that bit can add this napi_struct

    local_irq_save(flags); //关闭本地cpuIRQ

    /* The poll_list must only be managed by the entity which

}

    struct Qdisc        *output_queue;  //发送帧队列

out:

    } while (++work < quota && jiffies == start_time);

static inline void napi_schedule(struct napi_struct *n)

}

        if (unlikely(budget <= 0 || time_after(jiffies, time_limit)))

1. 每个napi_struct可不需用通过其poll_list成员链接在softnet_data的poll_list,进而组成链表。

     * to the per-cpu poll_list, and whoever clears that bit

        !test_and_set_bit(NAPI_STATE_SCHED, &n->state);

    struct sk_buff      *completion_queue;

 * Structure for NAPI scheduling similar to tasklet but with weighting

        struct napi_struct *n;

// work == weight说明队列中的skb还没处置完,需用将本napi_struct插进链尾,下次继续执行其poll土依据处置skb

        net_timestamp(skb);// 初始化skb->tstamp.tv64

    struct sk_buff_head input_pkt_queue;  //接收帧队列(入口队列)

    struct sk_buff      *skb;

从网卡到协议栈的skb接收有并完整版都是土依据:NAPI和非NAPI。其含高公共逻辑,完整版都是区别。首先看下用到的基本数据形态。

//napi_struct加带到softnet_datapoll_list

{

                local_irq_enable();

而NAPI的中断处置函数(驱动)直接调用napi_schedule,和非NAPI相比跳过了netif_rx函数,全都有NAPI和非NAPI的最主要区别也就出来了:

#ifdef CONFIG_NETPOLL

            return NET_RX_SUCCESS;

    int work = 0;

        n = list_entry(list->next, struct napi_struct, poll_list);

   每cpu数据

    }

    void *have;

        local_irq_enable();

2.     poll_list是一一个多双向链表,每一一个多节点是一一个多napi_struct形态,而napi_struct又是net_device的成员,全都有许多链表也可不需用理解为一一个多net_device链表,哪几种net_device都含高输入帧等着被处置。

    struct list_head *list = &__get_cpu_var(softnet_data).poll_list;

}

        work = 0;

    local_irq_restore(flags);

    unsigned long time_limit = jiffies + 2;//每次net_rx_action的执行时间

    struct list_head    poll_list; //这是一一个多双向链表

     * can remove from the list right before clearing the bit.

{

    __get_cpu_var(netdev_rx_stat).time_squeeze++;

    __get_cpu_var(netdev_rx_stat).total++; //更新cpu统计计数

    struct napi_struct  backlog;

        if (unlikely(work == weight)) {//说明队列中的skb不可能 处置完

    while (!list_empty(list)) {

                local_irq_disable();

    unsigned long flags;

        netpoll_poll_unlock(have);

         * access is safe because interrupts can only add new

};

list_add_tail(&n->poll_list, &__get_cpu_var(softnet_data).poll_list);

    local_irq_restore(flags);

(2)  NAPI调用napi_schedule传入的参数是设备自身对应的napi_struct,将来软中断就会调用设备自身初始化给napi_struct的poll土依据,而NAPI则通过调用napi_schedule传入的参数是softnet_data形态中的backlog成员,其poll土依据被初始化为内核的process_backlog函数。NAPI通过调用自身的poll土依据就能直接将后续到达的数据包从自身私用队列送入协议栈,直到私有队列空,而可不能否 再产生中断(非NAPI设备产生中断的作用是将skb收入softnet_data的input_pkt_queue,再触发软中断,而NAPI设备产生中断只为触发软中断)。

struct napi_struct {

                list_move_tail(&n->poll_list, list);

        goto enqueue;

         */

        local_irq_disable();

    /* if netpoll wants it, pretend we never saw it */

        return NET_RX_DROP;

        }

        /* Even though interrupts have been re-enabled, this

说明:

return;

(1)  NAPI设备接收数据包不需用存入softnet_data的input_pkt_queue,全都 由其自身的驱动函数插进设备自身的私有队列中。非NAPI则要由其驱动函数插进softnet_data的input_pkt_queue

            local_irq_restore(flags);

};

        }

返回值:NET_RX_SUCCESS(接受入队),NET_RX_DROP(不可能 队满等原困分析丢弃)。

    struct softnet_data *queue = &__get_cpu_var(softnet_data);

            local_irq_enable();

    int budget = netdev_budget;

int netif_rx(struct sk_buff *skb)

static void net_rx_action(struct softirq_action *h)

    __raise_softirq_irqoff(NET_RX_SOFTIRQ);

该函数从设备驱动系统线程中接收skb,并送入每cpu变量softnet_data的队列中,以完成数据包从设备驱动接受进入协议栈。

——lvyilong316

    int         poll_owner;

    unsigned int        gro_count;

     * changes the state of the NAPI_STATE_SCHED bit.  This means

l   net_rx_action

     */

        struct sk_buff *skb;

            trace_napi_poll(n);

l   __napi_schedule

    struct list_head    dev_list;

                napi_complete(n);

        if (!skb) {//队列已空

至此,中断的上半部不可能 完成,以下的工作则交由中断的下半部来实现。总之,NON-NAPI 的中断上半部接收过程可不需用简单的描述为,它首先为新到来的数据帧分 配共要长度的 SKB,再将接收到的数据从 NIC 中拷贝过来,之后 将许多 SKB 链入当前 CPU 的 softnet_data 中的链表中,最后进一步触发中断下半部发继续处置。

        have = netpoll_poll_lock(n);

         * calls can remove this head entry from the list.

        if (test_bit(NAPI_STATE_SCHED, &n->state)) {

 */

    if (napi_schedule_prep(n))  //检测napi算不算能被scheduled

         * entries to the tail of this list, and only ->poll()

l   napi_schedule_prep – 检测napi算不算能被调度

    int         (*poll)(struct napi_struct *, int);

{

            break;

        }

//net_rx_action被迫返回(执行时间到不可能 处置skb数量超过了budget),而入口队列(softnet_data .input_pkt_queue)中仍有skb时则会执行最后一段代码。

    goto out;

        int work, weight;

        WARN_ON_ONCE(work > weight);

 //获取struct napi_struct链表

local_irq_save(flags);

    int         weight;

{

    return work;

            goto softnet_break;

    kfree_skb(skb);

    napi->weight = weight_p;

可不需用就看该函数的主要功能时将skb插进queue->input_pkt_queue(非NAPI设备共享queue->input_pkt_queue许多队列,而NAPI设备有自己的私有队列),为哪几种也能队列为空时才调用napi_schedule而,不空时入队后直接返回呢?有没法 想过就从前返回后由谁来处置数据包呢?首先回答后者,处置包的任务由软中断负责,而软中断由napi_schedule来触发(见上方分析)。不可能 队列不为空,说明之后触发过软中断(最开始英文了了肯定是空的),之后 软中断还没法 把包处置完,这时只需将新包加入队列即可,之后唤醒的软中断稍完整版都是共同处置掉许多新入队的skb。不可能 队列为空,说明软中断还未被调用过,不可能 说上次软中断不可能 处置完成,全都有这次需用再次调用napi_schedule

    }

        local_irq_enable();

{

    unsigned long start_time = jiffies;

    spinlock_t      poll_lock;

 softnet_break:

}

        weight = n->weight; //weigthpoll土依据每次调用每次最多处置skb的数量

        __napi_schedule(n);

测试napi例程算不算不可能 运行,不可能 没法 则将其标记为运行情形(通过设置NAPI_STATE_SCHED位),NAPI_STATE_SCHED标记位用来保证当前也能一一个多NAPI poll函数在运行。同需用检查当前napi的情形也能是NAPI_STATE_DISABLE的。

        //不可能 输入队列为空

    __get_cpu_var(netdev_rx_stat).dropped++;

    struct sk_buff      *gro_list;

   napi_schedule

void __napi_schedule(struct napi_struct *n)

    __raise_softirq_irqoff(NET_RX_SOFTIRQ);// NET_RX_SOFTIRQ再次被调度

}

    处置NET_RX_SOFTIRQ软中断的函数是net_rx_action。

#endif

            //调用struct napi_structpoll土依据,每次最多处置weightskb

   不同设备驱动的poll土依据不一样,对于非NAPI设备其poll土依据被初始化为process_backlog。

        budget -= work;

    struct net_device   *dev;

    非NAPI设备驱动,接收数据包,分配skb,封装完skb完整版都是调用netif_rx。而对于 NAPI 土依据,它没法 使用 input_pkt_queue 队列,全都 使用私有的 队列,全都有它没法 许多个多步骤。

netif_rx通常在中断环境中被驱动系统线程调用,之后 完整版都是例外,不为何是当此函数是被环回设备调用时。之后 ,netif_rx在其启动完整版都是关闭本地CPU的中断事件,在完成工作后再开启。

/*

        napi_schedule(&queue->backlog);

    if (netpoll_rx(skb)) //NETPOLL算不算需用消费该帧

对于NAPI设备,使用自己的poll函数,从自己的私有队列取出skb(NAPI设备不使用公用入口队列softnet_data .input_pkt_queue),之后 调用netif_receive_skb(skb)土依据。而进入netif_receive_skb土依据也就正式进入协议栈的处置逻辑了。

}

static inline int napi_schedule_prep(struct napi_struct *n)

    unsigned long       state;

    if (queue->input_pkt_queue.qlen <= netdev_max_backlog) {//不可能 队列不满

    return !napi_disable_pending(n) &&

        // budget为完整版变量,为每次net_rx_action调用,最多处置的skb数量

    struct softnet_data *queue;



    struct list_head    poll_list;//通过许多成员和许多napi_struct相连

    return NET_RX_DROP;

说明:

            __skb_queue_tail(&queue->input_pkt_queue, skb); //数据包入队

        skb = __skb_dequeue(&queue->input_pkt_queue);  //取出skb

l   虚拟poll土依据

struct softnet_data

l   softnet_data

        local_irq_disable();

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