[发明专利]一种应用于具有多CPU和网卡的系统的网卡驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种应用于具有多CPU和网卡的系统的网卡驱动方法。

背景技术

通常，linux系统的网卡驱动过程主要包括两部分。

如图1所示，网卡驱动过程的上半部包括：

101、在来自通信对端的以太网数据传输到本端的网卡后，系统产生硬件中断，同时关闭硬件中断，即此时不会再接收网络中断。

102、硬件中断产生后，系统CPU调用上述网卡在open时注册的中断处理函数，进行以下中断处理：首先从网卡的数据寄存器中读取所接收的以太网数据；然后创建一块缓存（skb_buf），将以太网数据写入到该缓存中；之后将该缓存以结构链表的方式挂入到上述网卡的接收队列中。

网卡的接收队列其实就是一个链表，是用来临时存放skb_buf对象实例的；所有网卡在将接收到的数据写入skb_buf之后都会将此skb_buf链入到其接收队列中，接收队列中的各skb_buf将在网络驱动过程的下半部分被取出发送至协议栈。

103、在网卡设备接收完数据之后，将该网卡挂到当前CPU的设备队列中，然后设置软中断，等待在软中断中继续处理数据。CPU的设备队列用以维护当前所有需要处理的网络设备。

104、重新开启硬件中断，此时系统可再次响应硬件中断。

如图2所示，网卡驱动过程的下半部包括：

201、系统在进行软中断轮询时，由于在上半部设置了软中断，因此发现CPU的软中断被置位。

202、依次对CPU的设备队列中各网卡设备所接收到的以太网数据进行处理：首先从CPU的设备队列中取得网卡设备，再从该网卡设备的接收队列中取得数据包，根据包头内容做相应的处理之后就将该数据包送往网络协议栈。

203、数据处理完毕后，从CPU的设备队列中移出数据处理完毕的网卡设备，同时关闭软中断。

但是上述网卡驱动流程在应用于具有多个CPU和网卡的系统中时，上半部分中的关闭硬件中断、CPU申请内存及读取寄存器中的数据、将数据写入内存中、将内存以skb_buf结构的形式挂入设备队列、将该设备挂入到CPU维护的设备队列中等等这一系列的操作将会耗费大量时间，使得系统对下一次硬件中断处理将不及时。如果硬件中断很频繁，而此时系统处于硬件关中断状态，即使系统中有其他CPU处于空闲状态，那中断请求也得不到及时处理。因而，有必要对此驱动方法进行改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种网卡驱动方法，应用于具有多CPU和网卡的系统，缩短系统处于硬件中断关闭状态的时间，提高对新的硬件中断的响应速度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种应用于具有多CPU和网卡的系统的网卡驱动方法，包括网卡驱动过程一和网卡驱动过程二，还包括步骤：在各个CPU的数据结构中分别创建数据接收设备队列和数据发送设备队列，初始化为空；

所述网卡驱动过程一具体包括：

①在通信对端的以太网数据到达网卡时，产生硬件中断，同时关闭硬件中断，调用中断处理进程；

②将所述网卡添加至一CPU的数据接收设备队列中；

③重新开启硬件中断，同时设置所述网卡当前所处数据接收设备队列所属的CPU软中断，所述中断处理进程返回；

所述网卡驱动过程二具体包括：

进行软中断轮询；对于软中断置位的CPU，

先扫描其数据接收设备队列，依次对该数据接收设备队列中的每个网卡进行处理：先从设备寄存器中读取相应的数据，将数据打包后挂入当前网卡的数据接收链表中；然后从数据接收设备队列中摘除当前网卡，并将当前网卡挂入一CPU的数据发送设备队列中；

再依次对其数据发送设备队列中的设备进行处理：将当前网卡的数据接收链表中的数据处理后发送至协议栈。

其中，所述步骤②，将所述网卡添加至一CPU的数据接收设备队列的过程进一步包括：

所述中断处理进程轮询各CPU，查看所述网卡存在于当前CPU的数据接收设备队列还是数据发送设备队列中，

若存在于当前CPU的数据接收设备队列，则跳转至步骤③；

若存在于当前CPU的数据发送设备队列中，则将该网卡移到一CPU的数据接收设备队列后跳转至步骤③；

若不存在于任一CPU的数据接收设备队列及数据发送设备队列中，则将该网卡添加至一CPU的数据接收设备队列中，之后跳转至步骤③。