如何實現(xiàn)SylixOS網(wǎng)卡驅(qū)動優(yōu)化

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1. 開發(fā)環(huán)境

操作系統(tǒng)：SylixOS
編程環(huán)境：RealEvo-IDE3.1
硬件平臺：AT9x25開發(fā)板

1. 技術(shù)實現(xiàn)

在編寫完成了網(wǎng)卡驅(qū)動，可以實現(xiàn)基本的發(fā)送與接收功能之后，本篇文章將簡要介紹一下如何優(yōu)化網(wǎng)卡驅(qū)動的發(fā)送功能，提高發(fā)送的吞吐量和實時性。

1.1 網(wǎng)卡發(fā)送吞吐量優(yōu)化

網(wǎng)卡驅(qū)動可以通過零拷貝的方式來提升發(fā)送吞吐量。驅(qū)動里調(diào)用enetCoreTx發(fā)送函數(shù)來實現(xiàn)以太網(wǎng)報文的發(fā)送。這個函數(shù)接收兩個參數(shù)，分別是netdev結(jié)構(gòu)體類型指針和pbuf類型指針。enetCoreTx會將pbuf指向的內(nèi)容拷貝到發(fā)送描述符指向的DMA發(fā)送buffer中。這次拷貝對發(fā)送吞吐量造成一定影響。

因此，在優(yōu)化時，可以將DMA描述符指向的buffer地址改為pbuf結(jié)構(gòu)體成員payload指向真正需要發(fā)送報文的地址。具體實現(xiàn)如程序清單 21。

程序清單 21零拷貝優(yōu)化

  if (usLen == pstPbuf->len) {
        if ((pstPbuf->type != PBUF_REF)&& (pstPbuf->type != PBUF_ROM)) {
            bCopy = LW_FALSE;
        }
    }
 
    if (!bCopy) {
        pbuf_ref(pstPbuf);
       pEnet->pTxRing[iHead].iTxBaddr = (UINT32)pstPbuf->payload;
        API_CacheFlushPage(DATA_CACHE,pstPbuf->payload, pstPbuf->payload, LW_CFG_VMM_PAGE_SIZE);
    } else {
       pEnet->pTxRing[iHead].iTxBaddr =(UINT32)pEnet->NET_pTxInfo[iHead].TXI_pvDmaAddr;
        pbuf_copy_partial(pstPbuf,(PVOID)(pEnet->pTxRing[iHead].iTxBaddr), usLen, 0);
    }

上述代碼中的，bCopy變量表明是否需要進(jìn)行零拷貝操作。

使用零拷貝優(yōu)化時，需要注意以下幾個方面：

1． pbuf類型為REF或者ROM類型時，不能進(jìn)行零拷貝。

2．在進(jìn)行零拷貝時需要調(diào)用API_CacheFlushPage函數(shù)，清除cache。同時，還需要調(diào)用 pbuf_ref函數(shù)，使得pbuf的成員ref值加1。

3. 調(diào)用pbuf_ref函數(shù)后，需要在中斷里將進(jìn)行零拷貝的pbuf手動free掉。free時調(diào)用函數(shù)pbuf_free。但是因為這個操作是在中斷中進(jìn)行，因此如果在中斷服務(wù)函數(shù)中直接調(diào)用這個函數(shù)的話，會報錯。具體實現(xiàn)時，可以采用工作隊列的方式，將需要釋放pbuf的操作加到工作隊列中進(jìn)行。

2.2 網(wǎng)卡驅(qū)動實時發(fā)送

網(wǎng)卡驅(qū)動發(fā)送時，需要判斷一下當(dāng)前的描述符是否可以用來進(jìn)行報文的發(fā)送，一般的操作是通過一個while循環(huán)來等待，當(dāng)有描述符可以使用時，再進(jìn)行發(fā)送操作。這樣會對實時性有一定影響。

這里可以采用信號量的方式來對發(fā)送流程進(jìn)行優(yōu)化，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的實時性。

首先，在網(wǎng)絡(luò)初始化的時候，創(chuàng)建一個計數(shù)型信號量。數(shù)值就為當(dāng)前設(shè)置的發(fā)送描述符的個數(shù)。

當(dāng)需要進(jìn)行發(fā)送時，需要先調(diào)用API_SemaphoreCPend函數(shù)獲取信號量，成功獲取之后才能進(jìn)行下面的發(fā)送操作。

同樣的，在中斷服務(wù)函數(shù)里，如果檢測為發(fā)送成功中斷，則需要調(diào)用API_SemaphoreCPost函數(shù)釋放信號量。

具體實現(xiàn)如程序清單 22 ，程序清單 23所示。

程序清單 22獲取信號量

#ifAT_TX_REALTIME > 0
    API_SemaphoreCPend(pEnet->NET_hTxRdyCnt,LW_OPTION_WAIT_INFINITE);
#else

程序清單 23釋放信號量

#ifAT_TX_REALTIME > 0
     API_SemaphoreCPost(pEnet->NET_hTxRdyCnt);
#endif

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