网络二<网卡的接收报文>

Linux内核分析 - 网络[二]：网卡驱动接收报文

纠结了好多天，终于弄懂了B440X的处理。

上篇讲到通过中断，最终网卡调用了b44_rx()来接收报文

对这个函数中的一些参数，可以这样理解：

这里要参数B440X的手册了解下寄存器的作用：

仅b44_rx()来说，B44_DMARX_ADDR储存了环形缓冲的基地址，B44_DMARX_PTR存储了环形缓冲最后一个缓冲区号，这两个寄存器都由处理来设置；B44_DMARX_STAT储存了状态及网卡当前处理到的缓冲区号，这个寄存器只能由网卡来设置。

网卡中DMA也很重要：

在网卡初始化阶段，b44_open() -> b44_alloc_consistent()

rx_ring是DMA映射的虚拟地址，rx_rind_dma是DMA映射的总线地址，这个地址将会写入B44_DMARX_ADDR寄存器，作为环形缓冲的基地址。

稍后在rx_init_rings() -> b44_alloc_rx_skb()

将rx_buffers进行DMA映射，并将映射地址存储在rx_ring中

DMA的大致流程：

       不准确，但可以参考下大致意思

网卡读取B44_DMARX_ADDR与B44_DMARX_STAT寄存器，得到下一个处理的struct dma_desc，然后根据dma_desc中的addr找到报文缓冲区，通过DMA处理器将网卡收到报文拷贝到addr地址处，这个过程CPU是不参与的。

        prod – 网卡[硬件]处理到的缓冲区号

根据上面分析，prod读取B44_DMARX_STAT寄存器，存储网卡当前处理到的缓冲区号；cons存储处理器处理到的缓冲区号。

处理报文当前时刻网卡接收到的所有报文，每处理一个报文cons都会加1，由于是环形缓冲，因此这里用相等，而不是大小比较。

skb和map保存了当关地址，下面在交换缓冲区后会用到。

CPU取得rx_buffer[cons]的控制权，此时网卡不能再处理该缓冲区。

CPU取得控制权后，取得报文头，再从报文头取出报文长度len，len-=4表示忽略了最后4节字的CRC，从这里可以看出，B440X网卡驱动不会检查CRC校验。而每个报文数据最前面添加了网卡的头部信息struct rx_header，这里是28字节。

copy_skb作为传送报文的中间量，在第三句为其分配了len + 2的空间(为了IP头对齐，稍后提到)。b44_recycle_rx()函数很关键，它作了如下工作：

1.       将缓冲区号cons赋值给缓冲区号rx_prod；

2.       rx_buffers[cons].skb = NULL

3.       将缓冲区号rx_prod控制权给网卡

简单来说，就是将cons号缓冲区交由CPU处理，而用rx_prod号缓冲区代替其给网卡使用。

a.       b44_recycle_rx前                          b. b44_recycle_rx后

以起始状态为例，缓冲区rx_ring分配了512个，但rx_buffers仅分配了200个，此时cons = 0，rx_prod = 200。执行b44_recycle_rx()后，网卡处理缓冲区变为1~200，而0号缓冲区交由CPU处理，将报文拷贝，并向上送至协议栈。注意rx_ring和rx_buffer是不同的。

这样做的好处在于，不用等待CPU处理完0号缓冲区，网卡的缓冲区数保持200，而不会减少，这也是rx_pending = 200的原因所在。

关于skb的操作自己去了解，这里skb_reserve()在报文头部保留了两个字节，我们知道链路层报头是14字节，正常IP报文会从14字节开始，这样就不是4字节对齐了，所以在头部保留2字节，使IP报文从16字节开始。

CPU将报文从skb拷贝到copy_skb中，跳过了网卡报头的额外信息，因为这部分信息在上层协议站是没用的，所以去掉。在函数开始时说过skb是保存了cons号的地址，因为在b44_recycle_rx()后cons号不再引用skb指向的空间，而仅由skb引用，这样便可以向上层传送，而不用额外复制。

netif_receive_skb()将报文交由上层协议栈处理，这是下一节的内容，然后CPU处理下一个报文，rx_prod和cons各加1，它们代表的含义开头有说明。

如此循环，直到cons == prod，此时网卡收到的报文都已被CPU处理，更新变量：