网络子系统在链路层的收发过程剖析（二）
4），数据包的接收
* Incoming packets are placed on per-cpu queues so that
* no locking is needed.
*/
struct softnet_data
{
struct net_device *output_queue;
struct sk_buff_head input_pkt_queue;
struct list_head poll_list;
struct sk_buff *completion_queue;
struct net_device backlog_dev; /* Sorry. 8) */
#ifdef CONFIG_NET_DMA
struct dma_chan *net_dma;
#endif
};
这个数据结构同时用于接收与发送数据包，它为per_CPU结构，这样每个CPU有自己独立的信息，这样在SMP之间就避免了加锁操作，从而大大提高了信息处理的并行性。
struct net_device *output_queue;
struct sk_buff *completion_queue;
这两个域用于发送数据，将在下一节中描述。
struct sk_buff_head input_pkt_queue;
struct list_head poll_list;
struct net_device backlog_dev;
这三个域用于接收数据，其中input_pkt_queue与backlog_dev仅用于non-NAPI的NIC，input_pkt_queue是接收到的数据队列头，它用于netif_rx()中，并最终由虚拟的poll函数process_backlog()处理这个SKB队列。
poll_list则是有数据包等待处理的NIC设备队列。对于non-NAPI驱动来说，它始终是backlog_dev。
接收过程：
当一个数据包到来时，NIC会产生一个中断，这时，它会执行中断处理全程。
(1), NON-NAPI方式：
如3c59x中的vortex_interrupt(),它会判断寄存器的值作出相应的动作：
if (status & RxComplete)
vortex_rx(dev);
如上，当中断指示，有数据包在等待接收，这时，中断例程会调用接收函数vortex_rx(dev)接收新到来的包（如下，只保留核心部分）：
int pkt_len = rx_status & 0x1fff;
struct sk_buff *skb;
skb = dev_alloc_skb(pkt_len + 5);
if (skb != NULL) {
skb->dev = dev;
skb_reserve(skb, 2); /* Align IP on 16 byte boundaries */
/* 'skb_put()' points to the start of sk_buff data area. */
if (vp->bus_master &&
! (ioread16(ioaddr + Wn7_MasterStatus) & 0x8000)) {
dma_addr_t dma = pci_map_single(VORTEX_PCI(vp), skb_put(skb, pkt_len),
pkt_len, PCI_DMA_FROMDEVICE);
iowrite32(dma, ioaddr + Wn7_MasterAddr);
iowrite16((skb->len + 3) & ~3, ioaddr + Wn7_MasterLen);
iowrite16(StartDMAUp, ioaddr + EL3_CMD);
while (ioread16(ioaddr + Wn7_MasterStatus) & 0x8000)
;
pci_unmap_single(VORTEX_PCI(vp), dma, pkt_len, PCI_DMA_FROMDEVICE);
}
iowrite16(RxDiscard, ioaddr + EL3_CMD); /* Pop top Rx packet. */
skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
netif_rx(skb);
它首先为新到来的数据包分配一个skb结构及pkt_len+5大小的数据长度，然后便将接收到的数据从网卡复制到（DMA）这个SKB的数据部分中。最后，调用netif_rx(skb)进一步处理数据：
int netif_rx(struct sk_buff *skb)
{
struct softnet_data *queue;
unsigned long flags;
/*
* The code is rearranged so that the path is the most
* short when CPU is congested, but is still operating.
*/
local_irq_save(flags);
queue = &__get_cpu_var(softnet_data);
if (queue->input_pkt_queue.qlen <= netdev_max_backlog) {
if (queue->input_pkt_queue.qlen) {
enqueue:
dev_hold(skb->dev);
__skb_queue_tail(&queue->input_pkt_queue, skb);
local_irq_restore(flags);
return NET_RX_SUCCESS;
}
netif_rx_schedule(&queue->backlog_dev);
goto enqueue;
}
}
这段代码关键是，将这个SKB加入到相应的input_pkt_queue队列中，并调用netif_rx_schedule()，而对于NAPI方式，它没有使用input_pkt_queue队列，而是使用私有的队列，所以它没有这一个步骤。至此，中断的上半部已经完成，以下的工作则交由中断的下半部来实现。
void __netif_rx_schedule(struct net_device *dev)
{
unsigned long flags;
local_irq_save(flags);
dev_hold(dev);
list_add_tail(&dev->poll_list, &__get_cpu_var(softnet_data).poll_list);
if (dev->quota < 0)
dev->quota += dev->weight;
else
dev->quota = dev->weight;
__raise_softirq_irqoff(NET_RX_SOFTIRQ);
local_irq_restore(flags);
}
netif_rx_schedule()就是将有等待接收数据包的NIC链入softnet_data的poll_list队列，然后触发软中断，让后半部去完成数据的处理工作。
注意：这里是否调用netif_rx_schedule()是有条件的，即当queue->input_pkt_queue.qlen==0时才会调用，否则由于这个队列的长度不为0，这个中断下半部的执行已由先前的中断触发，它会断续处理余下来的数据包的接收，所以，这里就不必要再次触发它的执行了。
总之，NON－NAPI的中断上半部接收过程可以简单的描述为，它首先为新到来的数据帧分配合适长度的SKB，再将接收到的数据从NIC中拷贝过来，然后将这个SKB链入当前CPU的softnet_data中的链表中，最后进一步触发中断下半部发继续处理。
(2), NAPI方式：
static irqreturn_t e100_intr(int irq, void *dev_id)
{
if(likely(netif_rx_schedule_prep(netdev))) {
e100_disable_irq(nic);
__netif_rx_schedule(netdev);
}
return IRQ_HANDLED;
}
可以看到，两种方式的不同之处在于，NAPI方式直接调用__netif_rx_schedule()，而非NAPI方式则要通过辅助函数netif_rx()设置好接收队列再调用netif_rx_schedule()，再者，在非NAPI方式中，提交的是netif_rx_schedule(&queue->backlog_dev)，而NAPI中，提交的是__netif_rx_schedule(netdev)，即是设备驱动的net_device结构，而不是queue中的backlog_dev。
（3），net_rx_action()
netif_rx_schedule()触发中断下半部的执行，这个下半部将执行net_rx_action()：
static void net_rx_action(struct softirq_action *h)
{
struct softnet_data *queue = &__get_cpu_var(softnet_data);
unsigned long start_time = jiffies;
local_irq_disable();
while (!list_empty(&queue->poll_list)) {
struct net_device *dev;
local_irq_enable();
dev = list_entry(queue->poll_list.next,
struct net_device, poll_list);
if (dev->quota <= 0 || dev->poll(dev, &budget)) {
… //出错处理
} else {
netpoll_poll_unlock(have);
dev_put(dev);
local_irq_disable();
}
}
由上可以看到，下半部的主要工作是遍历有数据帧等待接收的设备链表，对于每个设备，执行它相应的poll函数。