如何将 NAPI 轮询函数卸载到工作队列

Question

我正在使用 linux 3.3，smsc911x 的以太网驱动程序。我想将 NAPI 轮询功能移至工作队列。

我的问题是：
1. 如何将 NAPI 轮询函数参数传递给 work_struct?
2. 如何从 work_struct 获取 NAPI 轮询函数参数？（与上述Q.1相关）
3. 如何return 将npackets 的值传给原来的NAPI poll 函数调用者？

这里有一些解释：

当前的 NAPI 轮询功能直接读取接收 FIFO，我想更改为使用 DMA 控制器来完成。对于这个 DMA，我触发 DMA，用 wait_event_interruptible 休眠，然后用 wake_up_interruptible 被 DMA 的 ISR 唤醒。如您所知，NAPI 轮询函数处于中断上下文 (softirq) 中，所以我不能在那里睡觉等待 DMA 完成。我想将 NAPI 轮询功能（读取 RX FIFO）移动到等待队列（进程上下文）usnig a work_struct.

问题是，内核使用两个参数调用 NAPI poll 函数：struct napi_struct *napi 和 int budget。我想将这些参数传递给 work_struct 并将 work_struct 排队到工作队列（使用 queue_work 函数）。

work_struct 如下所示。 (include/linux/workqueue.h)

struct work_struct { 
        atomic_long_t data;
        struct list_head entry; 
        work_func_t func;
#ifdef CONFIG_LOCKDEP
        struct lockdep_map lockdep_map;
#endif
};

我认为 atomic_long_t 数据用于将参数传递给 work_struct。如何将参数传递给 work_struct？我试过这个（我在设备驱动程序结构 smsc911x_data 的结构中添加了一个成员结构 work_struct rx_work 用于传递工作。）：

struct work_arg { // a new struct for pass the arguments
        struct napi_struct *napi;
        int budget;
};

/* NAPI poll function */
static int smsc911x_poll(struct napi_struct *napi, int budget) {
        struct smsc911x_data *pdata =
                container_of(napi, struct smsc911x_data, napi);
        struct net_device *dev = pdata->dev;
        int npackets = 0;
if (enable_rx_use_dma == 1) {  // when using DMA for FIFO read
        prom_printf("moving it to workqueue\n");
        struct work_arg *p;
        p = kzalloc(sizeof(struct work_arg), GFP_KERNEL);
        p->napi = napi;
        p->budget = budget;
        pdata->rx_work.data = (atomic_long_t) p; // <== THIS LINE
        prom_printf("queue work, with napi = %x, budget = %d\n", napi, budget);
        queue_work(rx_work_workqueue, &pdata->rx_work); // smsc911x_poll_work } else {
        -- original NAP poll function, reads FIFO until it's empty and enables the RX interrupt and 
        -- keeps the number of processed packets to npackets.
        return npackets;
}

对于上面的 "THIS LINE"，我在编译过程中遇到错误。

with pdata->rx_work.data = p; , I get error: incompatible types when assigning to type 'atomic_long_t' from type 'struct work_arg *'
with pdata->rx_work.data = (atomic_long_t) p; , I get error: conversion to non-scalar type requested.

另外，在新的工作函数中，如何提取原始参数？我在下面尝试了这个，但它给了我错误。

/* New work function called by the default worker thread */ static int smsc911x_poll_work(struct work_struct *work) {
        struct smsc911x_data *pdata =
                container_of(work, struct smsc911x_data, rx_work);
        struct net_device *dev = pdata->dev;
        int npackets = 0;
        struct napi_struct *napi = (struct work_struct *)work->data.napi;  // <== THIS LINE
        int budget = (struct work_struct *)work->data.budget;  // <== THIS LINE ..
}

从上面的“THIS LINE”中，我得到以下错误。

错误：'atomic_long_t' 没有名为 'napi' 的成员错误：'atomic_long_t' 没有名为 'budget'

的成员

我不知道如何将 return 值传递给原始 NAPI 轮询函数调用者。

我不确定这种转换（从 NAPI 轮询到工作队列）是否可行。很抱歉问题很长，但我们将不胜感激。

ADD : 因为 struct smsc911x_data 有两个 struct napi napi;和结构 work_struct rx_work；作为成员，我可以通过 :

从 work_struct *work （工作函数的一个参数）轻松获得 struct napi *napi

结构smsc911x_data *pdata = container_of(工作, 结构 smsc911x_data, rx_work);结构 napi_struct *napi = &pdata.napi;

所以也许我可以通过结构 smsc911x_data 中的新成员值传递 int 预算。我仍然想知道这种情况下的正确做法。

Answer 1

How do I pass the NAPI poll function arguments to the work_struct?

只需创建新结构，嵌入 work_struct 并将您的参数添加到其中：

struct my_work {
    struct work_struct base_work;// Embedded work_struct
    struct napi_struct *napi; // Your arguments
    int budget;
};

static int smsc911x_poll(struct napi_struct *napi, int budget) {
    struct my_work* p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_ATOMIC /* Flag usable for interrupt context */);
    INIT_WORK(&p->base_work, smsc911x_poll_work); // Initialize underliying structure.
    p->budget = budget; // Initialize your members
    p->napi = napi;
    ...
}

How do I get the NAPI poll function arguments back from the work_struct? (related to Q.1 above)

使用container_of:

static int smsc911x_poll_work(struct work_struct *work) {
    struct my_work* p = container_of(work, struct my_work, base_work);
    ...
}

How can I return the npackets value to the original NAPI poll function caller?

正如我从描述中了解到的（例如，参见 http://www.linuxfoundation.org/collaborate/workgroups/networking/napi），此函数应该处理准备就绪的数据包。并且这个处理应该在函数本身内完成，而不是推迟到 workqueue 或类似的。

Answer 2

这种方法似乎非常无效，因为您需要两次中断，一次是在接收到数据包时，一次是在完成 DMA 传输时。

我认为这是支持 DMA 的网络接口的工作方式：当数据包到达时，套接字缓冲区已经分配并映射到 DMA 内存缓冲区，并且 DMA 已准备就绪。

数据包通过DMA从NIC传输到Socket Buffer
NIC 引发硬件中断（当 DMA 传输完成时）。
硬件中断处理程序调度数据包接收软件中断 (SOFTIRQ)
SOFTIRQ 执行 NAPI poll() 以进行进一步处理。
NAPI poll() 处理 DMA 缓冲区中的数据包并将其作为 sk_buff 传递给上层并初始化新的 DMA 缓冲区。如果处理了所有数据包（配额），则启用 IRQ 并告知 NAPI 停止轮询。

如何将 NAPI 轮询函数卸载到工作队列

How to offload NAPI poll function to workqueue

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