网络协议栈14：Connect函数分解之网卡发送/接收数据流程

链路层经过对数据包的优先级进行排队后，把本次需要发送的数据包从优先级最高的队列的头部抽取出来，并下传给网卡驱动程序的数据发送函数，一般命名为xxx_hard_xmit()，由于硬件各个不同，写法也会各个不同，无法抽象出一个标准的写法，但其流程、目的是不变的，是可以抽像出来的，大致的流程如下：

1．通过设备结构体net_device中的tbusy(transmit busy)来判断网卡现在是否忙，如果等于1，表示网卡在忙，即目前仍然有数据在传输数据，此时是不能传输数据的，而是判断是否超时，如果未超时，则表示网卡正在忙，正在发送数据包，此时直接返回；如果是超时了，则重新初始化相关寄存器，之后设置 tbusy=0，然后继续下面的步骤。

2．设置tbusy = 1,准备传输数据，因为经过这样的设置，下面如果有数据需要发送时，遇到tbusy = 1，就会像重复第一步的判断。

3．硬件开始传输数据包，此时，主要是通过对网卡的寄存器的操作来完成的，一般的，我们会提供需要传送的数据的地址，以及数据的长度，然后经过芯片的寄存器把这些数据发送出去。

4．发送数据是一个for循环进行，一直发送，直到数据发送完才结束。结束发送数据后，就要把刚刚传过来的数据包释放掉，把相关的内存回收，以备后面继续使用。

5．最后，修改设备的一些统计信息，完成本次传输。

 

 

到此，connect函数从数据包的层层打包，传输，到最后从网卡上发送出去的流程，就完成了本地的所有传输，此后的数据，经过以太网的转发，送往远端的目的IP地址，此时，connect函数就开始睡眠，等待确认数据从远方传递回来。

 

 

Connect函数在等待确认数据的到达，即需要解决的问题是，数据如何从网卡被上传到链路层。这个过程也因为网卡的硬件各个不同，而无法有标准写法，只有一个标准的流程。

1．  当网卡接收到了一个完整的数据包后（硬件完成接收，而且是一个完整的数据包，即意味则网卡本身是有buffer的，是可以临时存储数据的），会发生一个中断信号给系统，这个中断信号是系统在启动时，由BIOS记录了跟一个中断处理程序关联到一起的，自然的，下面就是调用这个中断处理程序，来处理中断了。

2．  通过设备结构体net_device中的interrupt成员来判断网卡现在是否忙,如果interrupt = 1，表示有其他进程在运行中断处理程序，则退出，否则，继续下面的步骤。

3．  设置interrupt = 1，表示本进程在使用中断处理程序，其他的进程暂时不能使用。

4．  读取中断状态寄存器，根据状态寄存器判断中断发生的原因。有两种原因，一种是有新的数据包到达，另一种是上次传输的数据已经传输完成。

5．  如果有新的数据包到达，则调用接收数据包的子函数来接收数据。

6．  如果是上次数据传输完成引起的，则通知协议的上层，修改接口的统计数据，关闭tbusy标志位，为下次传输做准备。

7．  关闭标志位interrupt，表示本中断使用完成，现在其他进程可以使用中断处理函数了。

 

其中的第五步的调用子函数来接收数据的过程大致如下：

1．  申请skb缓冲区给准备接收的数据包，用于存储数据包

2．  从硬件中读取数据到skb缓冲区

3．  调用netif_rx()函数，把数据送往链路层。

4．  修改接口的统计数据。