【Linux4.1.12源码分析】virtio_net之NAPI机制

在虚拟化场景，中断的开销更大，所以要尽可能的少用中断，我们从中断处理函数开始看。

skb_recv_done函数

static void skb_recv_done(struct virtqueue *rvq)
{
	struct virtnet_info *vi = rvq->vdev->priv;
	struct receive_queue *rq = &vi->rq[vq2rxq(rvq)];

	/* Schedule NAPI, Suppress further interrupts if successful. */
	if (napi_schedule_prep(&rq->napi)) {
		virtqueue_disable_cb(rvq);	//关闭中断，vhost不会通知前端
		__napi_schedule(&rq->napi);	//注册napi，触发软中断
	}
}

触发软中断前，关闭vhost中断通知，此时通过poll机制收包。 收包软中断最终会调用napi定义的poll函数，virtio_net定义的是virtnet_poll函数。

virtnet_poll函数

static int virtnet_poll(struct napi_struct *napi, int budget)
{
	struct receive_queue *rq =
		container_of(napi, struct receive_queue, napi);
	unsigned int r, received;

	received = virtnet_receive(rq, budget);		//接收报文，并上送协议栈

	/* Out of packets? */
	if (received < budget) {				//接收报文小于budget，说明报文已经全部接收完成
		r = virtqueue_enable_cb_prepare(rq->vq);	//启动vhost触发中断，后端把报文发送到共享环后触发中断
		napi_complete(napi);				//napi处理完成
		if (unlikely(virtqueue_poll(rq->vq, r)) &&	//判断是否有报文，如果此时有报文则要准备注册napi
		    napi_schedule_prep(napi)) {
			virtqueue_disable_cb(rq->vq);		//关闭vhost触发中断
			__napi_schedule(napi);			//注册napi，并触发软中断，后续可以继续收包
		}
	}

	return received;	//如果接收报文数超过budget，则主动退出，等到下一次软中处理时再收包
}

如果报文接收完成，会重新开启中断；否则处理完budget数量的报文后，让出CPU，等待下次处理软中断时再次接收报文。

关闭和开启中断的函数是通过设置共享环中的flag实现的：

virtqueue_disable_cb函数

void virtqueue_disable_cb(struct virtqueue *_vq)
{
	struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);

	vq->vring.avail->flags |= cpu_to_virtio16(_vq->vdev, VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT);   //关闭中断
}

virtqueue_enable_cb_prepare函数

unsigned virtqueue_enable_cb_prepare(struct virtqueue *_vq)
{
	struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
	u16 last_used_idx;

	START_USE(vq);

	/* We optimistically turn back on interrupts, then check if there was
	 * more to do. */
	/* Depending on the VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX feature, we need to
	 * either clear the flags bit or point the event index at the next
	 * entry. Always do both to keep code simple. */
	vq->vring.avail->flags &= cpu_to_virtio16(_vq->vdev, ~VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT);	//该标记位置0，开启中断
	vring_used_event(&vq->vring) = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, last_used_idx = vq->last_used_idx);
	END_USE(vq);
	return last_used_idx;
}