什么是NAPI_虎皮猫大人王的博客

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下面会用到netdev_priv()这个函数，这里先讲解下，每个网卡驱动都有自己的私有的数据，来维持网络的正常运行，而这部分私有数据放在网络设备数据后面(内存概念上)，这个函数就是通过dev来取得这部分私有数据，注间这部分私有数据不在dev结构体中，而是紧接在dev内存空间后。

static inline void *netdev_priv(const struct net_device *dev)

return (char *)dev + ALIGN(sizeof(struct net_device), NETDEV_ALIGN);

弄清这个函数还得先清楚dev这个结构的分配

alloc_netdev() -> alloc_netdev_mq()

struct net_device *alloc_netdev_mq(int sizeof_priv, const char *name,

void (*setup)(struct net_device *), unsigned int queue_count)

alloc_size = sizeof(struct net_device);

if (sizeof_priv) {

/* ensure 32-byte alignment of private area */

alloc_size = ALIGN(alloc_size, NETDEV_ALIGN);

alloc_size += sizeof_priv;

/* ensure 32-byte alignment of whole construct */

alloc_size += NETDEV_ALIGN - 1;

p = kzalloc(alloc_size, GFP_KERNEL);

if (!p) {

printk(KERN_ERR "alloc_netdev: Unable to allocate device./n");

return NULL;

可以看到，dev在分配时，即在它的后面分配了private的空间，需要注意的是，这两部分都是4字节对齐的，如下图所示，padding是加入的的补齐字节：

举个例子，假设sizeof(net_device)大小为31B，private大小45B，则实际分配空间如图所示：

b44_interrupt()：当有数据包收发或发生错误时，会产生硬件中断，该函数被触发

struct b44 *bp = netdev_priv(dev);

取出网卡驱动的私有数据private，该部分数据位于dev数据后面

istat = br32(bp, B44_ISTAT);

imask = br32(bp, B44_IMASK);

读出当前中断状态和中断屏蔽字

if (istat) {

if (napi_schedule_prep(&bp->napi)) {

bp->istat = istat;

__b44_disable_ints(bp);

__napi_schedule(&bp->napi);

设置NAPI为SCHED状态，记录当前中断状态，关闭中断，执行调度

void __napi_schedule(struct napi_struct *n)

unsigned long flags;

local_irq_save(flags);

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

__raise_softirq_irqoff(NET_RX_SOFTIRQ);

local_irq_restore(flags);

__get_cpu_var()：得到当前CPU的偏移量，与多CPU有关

将napi的poll_list加入到softnet_data队列尾部，然后引起软中断NET_RX_SOFTIRQ。

似乎还没有真正的收发函数出现，别急；关于软中断的机制请参考资料，在net_dev_init()[dev.c]中，注册了两个软中断处理函数，所以引起软中断后，最终调用了net_rx_action()。

open_softirq(NET_TX_SOFTIRQ, net_tx_action);

open_softirq(NET_RX_SOFTIRQ, net_rx_action);

下面来看下net_rx_action()函数实现：

static void net_rx_action(struct softirq_action *h)

struct list_head *list = &__get_cpu_var(softnet_data).poll_list; // [1]

n = list_first_entry(list, struct napi_struct, poll_list); // [2]

work = 0;

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

work = n->poll(n, weight); // [3]

trace_napi_poll(n);

__get_cpu_var是不是很熟悉，在b44_interrupt()中才向它的poll_list中加入了一个napi_struct；代码[2]很简单了，从poll_list的头中取出一个napi_struct，然后执行代码[3],调用poll()函数；注意到这里在interrupt时，会向poll_list尾部加入一个napi_struct，并引起软中断，在软中断处理函数中，会从poll_list头部移除一个napi_struct，进行处理，理论上说，硬件中断加入的数据在其引起的软中断中被处理。

poll函数实际指向的是b44_poll()，这是显而易见的，但具体怎样调用的呢？在网卡驱动初始化函数b44_init_one()有这样一行代码：

netif_napi_add(dev, &bp->napi, b44_poll, 64);

而netif_napi_add()中初始化napi并将其加入dev的队列，

napi->poll = poll;

这行代码就是b44_poll赋给napi_poll，所以在NET_RX_SOFTIRQ软中断处理函数net_rx_action()中执行的b44_poll()。

怎么到这里都还没有收发数据包的函数呢！b44_poll()就是轮询中断向量，查找出引起本次操作的中断；

static int b44_poll(struct napi_struct *napi, int budget)

if (bp->istat & (ISTAT_TX | ISTAT_TO))

b44_tx(bp);

if (bp->istat & ISTAT_RX)

work_done += b44_rx(bp, budget);

if (bp->istat & ISTAT_ERRORS)

可以看到，查询了四种中断：ISTAT_TX、ISTAT_TO、ISTAT_RX、ISTAT_ERRORS

#define ISTAT_TO 0x00000080 /* General Purpose Timeout */

#define ISTAT_RX 0x00010000 /* RX Interrupt */

#define ISTAT_TX 0x01000000 /* TX Interrupt */

如果是TX中断，则调用b44_tx发送数据包；如果是RX中断，则调用b44_rx接收数据包。至此，从网卡驱动收发数据包的调用就是如此了。

最后，给个总结性的图：

NAPI是linux一套最新的处理网口数据的API，linux 2.5引入的，所以很多驱动并不支持这种操作方式。简单来说，NAPI是综合中断方式与轮询方式的技术。数据量很低与很高时，NAPI可以发挥中断方式与轮询方式的优点，性能较好。如果数据量不稳定，且说高不高说低不低，则NAPI会在两种方式切换上消耗不少时间，效率反而较低一些。下面会用到netdev_priv()这个函数，这里先讲解下本文将介绍Linux内核中的N API ：Linux网络设备驱动程序中的一种支持新一代网络适配器的架构。 New API （N API ）用于支持高速网卡处理网络数据包的一种机制 - 例如在Linux 2.6内核版本中引入的千兆以太网卡，后来又被移植到了2.4.x版本中。以前的网络设备驱动程序架构已经不能适用于每秒产生数千个中断的高速网络设备，并且它可能导致整个系统处于饥饿状态（译者注：饥饿状态的意思是系统忙于处理中断程序，没有时间执行其他程序）。有些网络设备具有中断合并，

Linux内核分析 - 网络[一]：收发数据包的调用 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/36063.htm Linux内核分析 - 网络[二]：网卡驱动接收报文 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-05/36064.htm Linux内核分析 - 网络[三]：从netif_receive_skb()说起 http://...

在netif_receive_skb()函数中，可以看出处理的是像ARP、IP这些链路层以上的协议，那么，链路层报头是在哪里去掉的呢？答案是网卡驱动中，在调用netif_receive_skb()前， skb->protocol = eth_type_trans(skb, bp->dev); 该函数对处理后skb>data跳过以太网报头，由mac_header指示以太网报头：

什么是N API N API 是 Linux 上采用的一种提高网络处理效率的技术，它的核心概念就是不采用中断的方式读取数据，而代之以首先采用中断唤醒数据接收的服务程序，然后 POLL 的方法来轮询数据。为什么使用N API 中断缓和 (Interrupt mitigation)。在日常使用中，网卡产生的中断可能达到每秒几千次，而如果每次中断都需要系统来处理，是一个很大的压力，而 N API 使用轮询时是禁止了网卡的接收中断的，这样会减小系统处理中断的压力；数据包节流 (Packet throttling)，N

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