網絡卡驅動收發包過程

2021-08-18 02:32:13 字數 3259 閱讀 9639

網絡卡工作在物理層和資料鏈路層,主要由phy/mac晶元、tx/rx fifo、dma等組成,其中網線通過變壓器接phy晶元、phy晶元通過mii接mac晶元、mac晶元接pci匯流排

phy晶元主要負責:csma/cd、模數轉換、編譯碼、串並轉換

mac晶元主要負責:

intel的千兆網絡卡以82575/82576為代表、萬兆網絡卡以82598/82599為代表

ixgbe_adapter包含ixgbe_q_vector陣列(乙個ixgbe_q_vector對應乙個中斷),ixgbe_q_vector包含napi_struct

硬中斷函式把napi_struct加入cpu的poll_list,軟中斷函式net_rx_action()遍歷poll_list,執行poll函式

1、網絡卡驅動建立tx descriptor ring(一致性dma記憶體),將tx descriptor ring的匯流排位址寫入網絡卡暫存器tdba

2、協議棧通過dev_queue_xmit()將sk_buff下送網絡卡驅動

3、網絡卡驅動將sk_buff放入tx descriptor ring,更新tdt

4、dma感知到tdt的改變後,找到tx descriptor ring中下乙個將要使用的descriptor

5、dma通過pci匯流排將descriptor的資料快取區複製到tx fifo

6、複製完後,通過mac晶元將資料報傳送出去

7、傳送完後,網絡卡更新tdh,啟動硬中斷通知cpu釋放資料快取區中的資料報

sw將sk_buff掛載到從next_to_use開始的n個descriptor,next_to_use += n,tail = next_to_use(寫網絡卡暫存器tdt)

hw使用dma讀從head開始的m個descriptor的sk_buff,傳送成功後回寫dd(descriptor done),head += m

sw將從next_to_clean的開始的l個sk_buff移出tx ring buffer並清理,next_to_clean += l

注意:每次掛載完sk_buff後,tail和next_to_use指向同乙個descriptor

1、網絡卡驅動建立rx descriptor ring(一致性dma記憶體),將rx descriptor ring的匯流排位址寫入網絡卡暫存器rdba

2、網絡卡驅動為每個descriptor分配sk_buff和資料快取區,流式dma對映資料快取區,將資料快取區的匯流排位址儲存到descriptor

3、網絡卡接收資料報,將資料報寫入rx fifo

4、dma找到rx descriptor ring中下乙個將要使用的descriptor

5、整個資料報寫入rx fifo後,dma通過pci匯流排將rx fifo中的資料報複製到descriptor的資料快取區

6、複製完後,網絡卡啟動硬中斷通知cpu資料快取區中已經有新的資料報了,cpu執行硬中斷函式:

7、ksoftirqd執行軟中斷函式net_rx_action():

8、網絡卡驅動通過netif_receive_skb()將sk_buff上送協議棧

sw向從next_to_use開始的n個descriptor補充sk_buff,next_to_use += n,tail = next_to_use(寫網絡卡暫存器rdt)

hw寫frame到從head開始的m個descriptor的sk_buff,寫完後回寫eop(end of packet),head += m

sw將從next_to_clean開始的l個sk_buff移出rx ring buffer並上送協議棧,next_to_clean += l,向從next_to_use開始的l個descriptor補充sk_buff,next_to_use += l,tail = next_to_use

注意:每次補充完sk_buff後,tail和next_to_use指向同乙個sk_buff

do_irq()是cpu處理硬中斷的總入口

// 在e1000_request_irq()中註冊硬中斷,中斷函式為e1000_intr()

irq_handler_t handler = e1000_intr;

err =

request_irq

(adapter->pdev->irq, handler, irq_flags, netdev->name,

netdev)

;// 在net_dev_init()中註冊軟中斷,中斷函式為net_rx_action()

open_softirq

(net_rx_softirq, net_rx_action)

;// 在e1000_probe()中註冊napi的poll函式為e1000_clean()

netif_napi_add

(netdev,

&adapter->napi, e1000_clean,64)

;// 在net_dev_init()中註冊非napi的poll函式為process_backlog()

queue->backlog.poll = process_backlog;

在netif_rx()中把skb加入cpu的softnet_data

int

netif_rx

(struct sk_buff *skb)

napi_schedule

(&queue->backlog)

;// 排程queue->backlog

goto enqueue;

// 將skb加入佇列尾部

}__get_cpu_var

(netdev_rx_stat)

.dropped++

;local_irq_restore

(flags)

;kfree_skb

(skb)

;return net_rx_drop;

}

網絡卡驅動收發包過程

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Linux 網絡卡驅動學習(五)(收發包具體過程)

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