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f !supportLists]-->內(nèi)核默認(rèn)軟中斷機(jī)制分析（process_backlog）
??? 首先需要介紹的就是netif_rx（在net/core/dev.c中定義）函數(shù)，這個函數(shù)在網(wǎng)卡驅(qū)動程序與linux內(nèi)核之間建立了一道橋梁，將網(wǎng)卡接收上來的數(shù)據(jù)包（sk_buff形式）插入內(nèi)核維護(hù)的接收緩沖區(qū)隊列當(dāng)中：
int netif_rx(struct sk_buff *skb)
{
????? int this_cpu = smp_processor_id();
?????? struct softnet_data *queue;
?????? unsigned long flags;
?
?????? if (skb->stamp.tv_sec == 0)
????????????? do_gettimeofday(&skb->stamp);
?????? /*
?????? 獲取當(dāng)前處理CPU的接收數(shù)據(jù)包緩沖區(qū)隊列指針。系統(tǒng)為每一個CPU都維護(hù)一個獨(dú)立的列表，這樣可以避免共享訪問互斥問題。
?????? */
?????? queue = &softnet_data[this_cpu];
?
?????? local_irq_save(flags);
?
?????? netdev_rx_stat[this_cpu].total++;
?????? /*
?????? 這里判斷當(dāng)前輸入隊列的長度是否超過預(yù)定義的一個值，如果沒有超過，則向下執(zhí)行。
?????? 如果當(dāng)前隊列的長度大于0，則將sk_buff插入隊列，并且返回，注意這里并沒有調(diào)用__cpu_raise_softirq產(chǎn)生一個軟中斷，而較老的內(nèi)核版本當(dāng)中，插入隊列以后立刻調(diào)用這個函數(shù)產(chǎn)生軟中斷。
?????? 另外，如果隊列長度為0，則需要調(diào)用netif_rx_schedule及后續(xù)的__netif_rx_schedule函數(shù)將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備加入 softnet_data的輪詢列表（poll_list）當(dāng)中，這個列表維護(hù)所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的列表，當(dāng)系統(tǒng)軟中斷處理函數(shù)運(yùn)行時，逐個檢索處于 poll_list中的設(shè)備，然后調(diào)用設(shè)備的dev->poll方法處理輸入數(shù)據(jù)包隊列中的數(shù)據(jù)。
?????? 將設(shè)備加入poll_list列表當(dāng)中后，返回enqueue標(biāo)記處繼續(xù)將sk_buff加入輸入數(shù)據(jù)包隊列中，然后返回。
?????? */
?????? if (queue->input_pkt_queue.qlen <= netdev_max_backlog) {
????????????? if (queue->input_pkt_queue.qlen) {
???????????????????? if (queue->throttle)
??????????????????????????? goto drop;
?
enqueue:
????????????? ?????? dev_hold(skb->dev);
???????????????????? /*
???????????????????? 將當(dāng)前sk_buff插入input_pkt_queue隊列的尾部，即刻返回。
???????????????????? */
???????????????????? __skb_queue_tail(&queue->input_pkt_queue,skb);
???????????????????? local_irq_restore(flags);
???????????????????? return queue->cng_level;
????????????? }
????????????? if (queue->throttle) {
???????????????????? queue->throttle = 0;
????????????? }?
????????????? netif_rx_schedule(&queue->blog_dev);
????????????? goto enqueue;
?????? }
?
?????? if (queue->throttle == 0) {
????????????? queue->throttle = 1;
????????????? netdev_rx_stat[this_cpu].throttled++;
?????? }
?
drop:
?????? netdev_rx_stat[this_cpu].dropped++;
?????? local_irq_restore(flags);
?
?????? kfree_skb(skb);
?????? return NET_RX_DROP;
}
?
從上面的分析可以知道，netif_rx函數(shù)主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包插入內(nèi)核隊列中，并觸發(fā)軟中斷，這一點(diǎn)與較早的版本是不同的，那么軟中斷是在什么地方觸發(fā)的呢？
以前的章節(jié)介紹過，硬件中斷是在irq.c的do_IRQ函數(shù)中調(diào)用handle_IRQ_event函數(shù)，進(jìn)而調(diào)用相應(yīng)硬件驅(qū)動程序的中斷處 理函數(shù)實(shí)現(xiàn)的。在do_IRQ函數(shù)執(zhí)行完硬件處理函數(shù)以后，接著就會調(diào)用do_softirq函數(shù)執(zhí)行軟中斷，并且根據(jù)軟中斷號在softirq_vec 數(shù)組中查找相應(yīng)中斷的action方法，對于NET_RX_SOFTIRQ類型的軟中斷來說，系統(tǒng)將其action注冊為net_rx_action，這 樣我們就進(jìn)入了net_rx_action函數(shù)當(dāng)中：
static void net_rx_action(struct softirq_action *h)
{
?????? int this_cpu = smp_processor_id();
?????? struct softnet_data *queue = &softnet_data[this_cpu];
?????? unsigned long start_time = jiffies;
?????? int budget = netdev_max_backlog;（系統(tǒng)每次從隊列中取300個sk_buff處理）
?
?????? br_read_lock(BR_NETPROTO_LOCK);
?????? local_irq_disable();
??????
?????? /*
?????? 在這里循環(huán)判斷當(dāng)前輪詢列表是否為空。如果不為空，則進(jìn)入軟中斷處理過程。
?????? */
?????? while (!list_empty(&queue->poll_list)) {
????????????? struct net_device *dev;
?
????????????? if (budget <= 0 || jiffies - start_time > 1)
?????? ????????????? goto softnet_break;
?
????????????? local_irq_enable();
????????????? /*
????????????? 從輪詢列表中取出當(dāng)前的設(shè)備dev指針，接著為dev調(diào)用poll方法，這是設(shè)備初始化過程中已經(jīng)定義好的方法，如果設(shè)備未能自己實(shí)現(xiàn)該函數(shù)，則系統(tǒng)默認(rèn) 注冊為process_backlog。poll函數(shù)執(zhí)行成功返回0，失敗返回－1。這里邏輯判斷是，dev->quota必須大于0，而poll 函數(shù)執(zhí)行成功，則可以繼續(xù)，直到所有的設(shè)備都查詢一遍為止。
????????????? */
????????????? dev = list_entry(queue->poll_list.next, struct net_device, poll_list);
?
????????????? if (dev->quota <= 0 || dev->poll(dev, &budget)) {
???????????????????? /*
這里的poll函數(shù)是netdevice結(jié)構(gòu)的一個函數(shù)指針，對于不同的網(wǎng)卡驅(qū)動程序，我們可以根據(jù)自己的情況定義poll方法的實(shí)現(xiàn)（e1000網(wǎng)卡驅(qū)動程序就自己實(shí)現(xiàn)了一個poll方法，詳情后面來分析），而系統(tǒng)默認(rèn)提供一個方法。
???????????????????? */
???????????????????? local_irq_disable();
???????????????????? list_del(&dev->poll_list);
???????????????????? list_add_tail(&dev->poll_list, &queue->poll_list);
???????????????????? if (dev->quota < 0)
??????????????????????????? dev->quota += dev->weight;
???????????????????? else
??????????????????????????? dev->quota = dev->weight;
????????????? } else {
???????????????????? dev_put(dev);
???????????????????? local_irq_disable();
????????????? }
?????? }
?
?????? local_irq_enable();
?????? br_read_unlock(BR_NETPROTO_LOCK);
?????? return;
?
softnet_break:
?????? netdev_rx_stat[this_cpu].time_squeeze++;
?????? /*
?????? 觸發(fā)軟中斷處理，等待下一次調(diào)用本函數(shù)。
?????? */
?????? __cpu_raise_softirq(this_cpu, NET_RX_SOFTIRQ);
?
?????? local_irq_enable();
?????? br_read_unlock(BR_NETPROTO_LOCK);
}
?
軟中斷處理函數(shù)net_rx_action實(shí)際上就是調(diào)用各個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的poll方法處理數(shù)據(jù)包的，一般的講，poll默認(rèn)為process_backlog（在net/core/dev..c中定義）：
static int process_backlog(struct net_device *backlog_dev, int *budget)
{
?????? int work = 0;
?????? int quota = min(backlog_dev->quota, *budget);
?????? int this_cpu = smp_processor_id();
?????? struct softnet_data *queue = &softnet_data[this_cpu];
?????? unsigned long start_time = jiffies;
?
?????? for (;;) {
????????????? struct sk_buff *skb;
????????????? struct net_device *dev;
?
????????????? local_irq_disable();
????????????? /*
????????????? 從輸入緩沖區(qū)隊列中取出sk_buff，調(diào)用netif_receive_skb函數(shù)將sk_buff交給上層協(xié)議進(jìn)行處理。這里就是循環(huán)調(diào)用__skb_dequeue取出skb，直到所有的skb處理完畢為止。
????????????? */
????????????? skb = __skb_dequeue(&queue->input_pkt_queue);
????????????? if (skb == NULL)
???????????????????? goto job_done;
????????????? local_irq_enable();
?
????????????? dev = skb->dev;
?
????????????? netif_receive_skb(skb);
?
????????????? dev_put(dev);
?
????????????? work++;
?
????????????? if (work >= quota || jiffies - start_time > 1)
???????????????????? break;
?????? }
}
?
接下來看一下sk_buff是如何被遞交到上層協(xié)議進(jìn)行處理的，只是通過調(diào)用netif_receive_skb（在net/core/dev.c中定義）函數(shù)實(shí)現(xiàn)的：
int netif_receive_skb(struct sk_buff *skb)
{
?????? struct packet_type *ptype, *pt_prev;
?????? int ret = NET_RX_DROP;
?????? unsigned short type = skb->protocol;
??????
?????? /*
?????? 給每個網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包打上時間戳。
?????? */
?????? if (skb->stamp.tv_sec == 0)
????????????? do_gettimeofday(&skb->stamp);
?
?????? skb_bond(skb);
?
?????? pt_prev = NULL;
?????? /*
?????? 上層的每個協(xié)議在其初始化的過程中會調(diào)用dev_add_pack函數(shù)將自己的packet_type結(jié)構(gòu)加入到ptye_all列表當(dāng)中，其中 packet_type結(jié)構(gòu)中定義了該協(xié)議的處理方法，對于ip協(xié)議來說，func方法就注冊為ip_rcv。另外，一般協(xié)議packet_type結(jié)構(gòu) 的dev字段設(shè)為NULL，所以下面的ptype->dev就為NULL。
?????? 另外，如果我們需要增加自己的協(xié)議，則需要創(chuàng)建一個packet_type結(jié)構(gòu)，用我們自己的協(xié)議處理函數(shù)填充該結(jié)構(gòu)的func方法，并且調(diào)用dev_add_pack函數(shù)將我們自己的協(xié)議加入ptype_all數(shù)組當(dāng)中。
?????? */
?????? for (ptype = ptype_all; ptype; ptype = ptype->next) {
????????????? /*
????????????? 這里每一種協(xié)議在定義其packet_type結(jié)構(gòu)時都設(shè)置接收這種
????????????? 數(shù)據(jù)包協(xié)議類型的設(shè)備指針，如果設(shè)置為NULL，則可以從
任何設(shè)備接收數(shù)據(jù)包。
這里針對協(xié)議類型為ETH_P_ALL的情況進(jìn)行處理，對于IP
協(xié)議來說，類型定義為ETH_P_IP，因此不在這里處理。
????????????? */
????????????? if (!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev) {
???????????????????? if (pt_prev) {
??????????????????????????? if (!pt_prev->data) {
?????????????????????????????????? ret = deliver_to_old_ones(pt_prev, skb, 0);
??????????????????????????? } else {
?????????????????????????????????? atomic_inc(&skb->users);
?????????????????????????????????? ret = pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev);
??????????????????????????? }
???????????????????? }
???????????????????? pt_prev = ptype;
????????????? }
?????? }
?????? /*
這里針對各種協(xié)議進(jìn)行處理，IP包的類型為ETH_P_IP，因此在這里處理。
*/
?????? for (ptype=ptype_base[ntohs(type)&15];ptype;ptype=ptype->next) {
????????????? if (ptype->type == type &&
????????????? ??? (!ptype->dev || ptype->dev == skb->dev)) {
???????????????????? if (pt_prev) {
??????????????????????????? if (!pt_prev->data) {
?????????????????????????????????? ret = deliver_to_old_ones(pt_prev, skb, 0);
??????????????????????????? } else {
?????????????????????????????????? atomic_inc(&skb->users);
?????????????????????????????????? ret = pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev);
??????????????????????????? }
???????????????????? }
???????????????????? pt_prev = ptype;
????????????? }
?????? }
?
?????? if (pt_prev) {
????????????? if (!pt_prev->data) {
???????????????????? ret = deliver_to_old_ones(pt_prev, skb, 1);
????????????? } else {
???????????????????? ret = pt_prev->func(skb, skb->dev, pt_prev);
????????????? }
?????? } else {
????????????? kfree_skb(skb);
????????????? /* Jamal, now you will not able to escape explaining
????????????? ?* me how you were going to use this. :-)
????????????? ?*/
????????????? ret = NET_RX_DROP;
?????? }
?
?????? return ret;
}
?????? 在軟中斷處理函數(shù)當(dāng)中，我們根據(jù)數(shù)據(jù)包的類型，調(diào)用相應(yīng)的底層數(shù)據(jù)處理函數(shù)，對于IP包來說，就是調(diào)用ip_rcv函數(shù)并且進(jìn)一步向上層協(xié)議遞交和處理。至此，內(nèi)核的軟中斷的主要過程已經(jīng)結(jié)束了。
工商網(wǎng)監(jiān)
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