[原创]Linux e1000网卡收包分析

2019-7-8 14:12 609

内核编译

 内核版本是5.2.0-rc4，调试是在QEMU下进行的，默认的网卡是e1000，为了方便调试将e1000的驱动编译进内核里

图1

分析

在网卡分析前，图2和图3是抓取的收包和发包过程

图2

图3

其中e1000_clean_rx_irq()和e1000_xmit_frame()分别是网卡的收包和发包的核心函数。

其中e1000_clean_rx_irq()定义如下

图4

参数rx_ring中保存的从网卡中接收到的数据包，work_to_do这个变量是查询网卡中已经是否有接受好的数据的次数。work_done是表示在这些次数中，接收好的有几个。这样的设计是为了增加网卡的数据吞吐量并减少中断次数提升性能。网卡采用中断加轮询的方式。

rx_ring 的结构体定义如下

图5

其中desc，dma和buffer_info这三个变量是从网卡接收到内核的关键变量。首先是desc和dma的关系如下面代码所示。

图6

desc是dma的虚拟地址，并把这段连续地址分成若干个struct e1000_rx_desc结构体形成一个数组。结构如下

图7

buffer_addr是指向接收数据的缓冲区。最后将dma写入到网卡的寄存器里面

图8

struct e1000_rx_desc中buffer_adder指向struct e1000_rx_ring中的buffer_info数组里面的dma，关系如下

图9

struct e1000_rx_ring中的buffer_info数组，调试知道是256个，分配缓冲区大小是网卡mtu的大小。

图10

通过以上分析e1000_clean_rx_irq()的代码就很好理解了，通过查询每个buffer_info对应的desc来知道网卡是否收好。如果接收好就将数据拷贝到skb中进行向上传递。网卡发包的过程类似，不在赘述。

对应skb的数据结构是struct sk_buff ，可以参考[1]去理解一下。

参考

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最后于 2019-7-8 14:14 被linuxfuns编辑 ，原因：