Linux网络数据包收发流程.pdf

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1、网络数据包收发流程(一)：从驱动到协议栈一、硬件环境Intel82546：PHY与MAC集成在一起的PCI网卡芯片，很强大Bcm5461：PHY芯片，与之对应的MAC是TSECTSEC：ThreeSpeedEthernetController，三速以太网控制器，PowerPc架构CPU里面的MAC模块注意,TSEC内部有DMA子模块话说现在的CPU越来越牛叉了，什么功能都往里面加，最常见的如MAC功能。TSEC只是MAC功能模块的一种，其他架构的cpu也有和TSEC类似的MAC功能模块。这些集成到CPU芯片上的功能模块有个学名，叫平台设备，即platformdev

2、ice。二、网络收包原理网络驱动收包大致有3种情况：noNAPI：mac每收到一个以太网包，都会产生一个接收中断给cpu，即完全靠中断方式来收包缺点是当网络流量很大时，cpu大部分时间都耗在了处理mac的中断。netpoll：在网络和I/O子系统尚不能完整可用时，模拟了来自指定设备的中断，即轮询收包。缺点是实时性差。NAPI：采用中断+轮询的方式：mac收到一个包来后会产生接收中断，但是马上关闭。直到收够了netdev_max_backlog个包（默认300），或者收完mac上所有包后，才再打开接收中断通过sysctl来修改net.core.netdev_max_

3、backlog或者通过proc修改/proc/sys/net/core/netdev_max_backlog下面只写内核配置成使用NAPI的情况，只写TSEC驱动。（非NAPI的情况和PCI网卡驱动以后再说）内核版本linux2.6.24三、NAPI相关数据结构每个网络设备（MAC层）都有自己的net_device数据结构，这个结构上有napi_struct。每当收到数据包时，网络设备驱动会把自己的napi_struct挂到CPU私有变量上。这样在软中断时，net_rx_action会遍历cpu私有变量的poll_list，执行上面所挂的napi_struct结构

4、的poll钩子函数,将数据包从驱动传到网络协议栈。四、内核启动时的准备工作4.1初始化网络相关的全局数据结构，并挂载处理网络相关软中断的钩子函数start_kernel()-->rest_init()-->do_basic_setup()-->do_initcall-->net_dev_init__initnet_dev_init(){//每个CPU都有一个CPU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_cp

5、u(i){structsoftnet_data*queue;queue=&per_cpu(softnet_data,i);skb_queue_head_init(&queue->input_pkt_queue);queue->completion_queue=NULL;INIT_LIST_HEAD(&queue->poll_list);queue->backlog.poll=process_backlog;queue->backlog.weight=weight_p;}open_softirq(NET_TX_SOFTIRQ,net_tx_action,NULL);

6、//在软中断上挂网络发送handleropen_softirq(NET_RX_SOFTIRQ,net_rx_action,NULL);//在软中断上挂网络接收handler}4.2加载网络设备的驱动NOTE：这里的网络设备是指MAC层的网络设备，即TSEC和PCI网卡（bcm5461是phy）在网络设备驱动中创建net_device数据结构，并初始化其钩子函数open(),close()等挂载TSEC的驱动的入口函数是gfar_probe//平台设备TSEC的数据结构staticstructplatform_drivergfar_driver={.probe=gf

7、ar_probe,.remove=gfar_remove,.driver={.name="fsl-gianfar",},};intgfar_probe(structplatform_device*pdev){dev=alloc_etherdev(sizeof(*priv));//创建net_device数据结构dev->open=gfar_enet_open;dev->hard_start_xmit=gfar_start_xmit;dev->tx_timeout=gfar_timeout;dev->watchdog_timeo=TX_TIMEOUT;#ifdefC

8、ONFIG