网络子系统在链路层的收发过程剖析（四）
5），数据包的发送
数据包的发送为接收的反过程，发送过程较之接收过程的复杂性在于它有一个流量控制层（Trafficing Control Layer），用于实现ＱoS，但不是本文关注的目标。
(1)，__netif_schedule ()
当内核有数据包等待发送时，它会间接调用__netif_schedule ()去处理这些数据包：
void __netif_schedule(struct net_device *dev)
{
if (!test_and_set_bit(__LINK_STATE_SCHED, &dev->state)) {
unsigned long flags;
struct softnet_data *sd;
local_irq_save(flags);
sd = &__get_cpu_var(softnet_data);
dev->next_sched = sd->output_queue;
sd->output_queue = dev;
raise_softirq_irqoff(NET_TX_SOFTIRQ);
local_irq_restore(flags);
}
}
这个函数的功能很简单，就是将要有数据要发送的设备加softnet_data的output_queue队列的头部，这里要注意，一个设备加入是有条件的，如果一个设备的状态为__LINK_STATE_SCHED时，表示这个设备已经被scheduled，就不必要再一次执行这个函数了。然后这个函数触发软中断，由软中断去执行net_tx_action()。
(2)，net_tx_action()
这个函数的功能有两个，其一是释放softirq_action中完成队列completion_queue中的skb。
我们知道，当系统运行在中断上下文中，它应该执行的时间应该越短越好，但如果我们需要在中断上下文中释放SKB，这就需要比较长的时间了，所以在个时间段里处理内核的释放并不是一个好的选择。所以，网络子系统在softirq_action结构中设置了一个完成队列completion_queue，当内核要在中断上下文中释放skb时，它将调dev_kfree_skb_irq(skb)：
static inline void dev_kfree_skb_irq(struct sk_buff *skb)
{
if (atomic_dec_and_test(&skb->users)) {
struct softnet_data *sd;
unsigned long flags;
local_irq_save(flags);
sd = &__get_cpu_var(softnet_data);
skb->next = sd->completion_queue;
sd->completion_queue = skb;
raise_softirq_irqoff(NET_TX_SOFTIRQ);
local_irq_restore(flags);
}
}
可以看到，它并没有真正的释放skb空间，而只是将它链入完成队列completion_queue中，并触发软中断，由软中断来执行真正的释放操作，这就是上面提到的net_tx_action()来完成的，这是它的任务之一：
clist = sd->completion_queue;
sd->completion_queue = NULL;
local_irq_enable();
while (clist) {
struct sk_buff *skb = clist;
clist = clist->next;
BUG_TRAP(!atomic_read(&skb->users));
__kfree_skb(skb);
}
net_tx_action()的另一个任务，也是根本的任务，当然是发送数据包了：
if (sd->output_queue) {
struct net_device *head;
local_irq_disable();
head = sd->output_queue;
sd->output_queue = NULL;
local_irq_enable();
while (head) {
struct net_device *dev = head;
head = head->next_sched;
smp_mb__before_clear_bit();
clear_bit(__LINK_STATE_SCHED, &dev->state);
if (spin_trylock(&dev->queue_lock)) {
qdisc_run(dev);
spin_unlock(&dev->queue_lock);
} else {
netif_schedule(dev);
}
}
}
正常情况下，它会将output_queue队列中的有待发送的队列中的设备遍历一次，并对各个设备调用qdisc_run(dev)发送数据包。在这里，qdisc_run(dev)是属于QoS的内容了。这里我们只需要知道，qdisc_run(dev)会选择“合适”的skb然后传递给dev_hard_start_xmit(skb, dev)。
(3)，dev_hard_start_xmit(skb, dev)
这也只是一个包装函数，它首先看有没有注册的sniffer，要是存在的话（netdev_nit不等于０），便将一个副本通过dev_queue_xmit_nit(skb, dev)发送给它：
if (likely(!skb->next)) {
if (netdev_nit)
dev_queue_xmit_nit(skb, dev);
再之后，就是调用驱动程序的hard_start_xmit完成最后的发送工作了：
return dev->hard_start_xmit(skb, dev);
hard_start_xmit()只要是跟硬件打交道，一般是通知ＤＭＡ完成数据的发送工作。这里还有一个问题是，如果驱动或是硬件本身不支持scatter/gather IO，在上面传送过来的数据又是存在分片的（fragments，即skb_shinfo(skb)->nr_frags不等于０），它只能通过skb_linearize(skb)将原来的skb重新组装成一个没有分片的skb再进行ＤＭＡ。