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网络内核驱动开发：NAPI与sk_buff数据路径优化

共计 30 章节
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01
网络子系统概览
Linux网络协议栈分层架构 · 数据包从网卡到应用层的宏观路径
网络子系统概览Linux
02
NAPI机制原理
NAPI的诞生背景（解决高负载下中断… · 轮询与中断结合的工作模式
NAPI机制原理
03
NAPI核心数据结构
struct napi_struct… · poll_list · poll
NAPI核心数据结构
04
NAPI的注册与初始化
netif_napi_add() 函… · napi_enable() 的调用时…
NAPI的注册
05
NAPI调度流程
中断触发 -> napi_sched…
NAPI调度流程
06
NAPI轮询机制
poll() 回调函数的实现规范 · budget与work_done的协…
NAPI轮询机制
07
NAPI的完成与重新调度
napi_complete() 与… · __napi_schedule()…
NAPI的完成
08
NAPI的GRO（通用接收卸载）集成
gro_receive 与 gro_…
NAPIGRO
09
NAPI的RPS（接收包 steering）与RFS（接收流 steering）
多队列场景下的NAPI与CPU亲和性
NAPIRPS
10
NAPI的调试与性能调优
通过 /proc/net/softn… · 调整weight参数
NAPI的调试
11
sk_buff结构体深度解析（上）
sk_buff 的线性数据区（hea…
skbuff
12
sk_buff结构体深度解析（下）
sk_buff 的控制字段（dev/…
skbuff
13
sk_buff的分配与释放
alloc_skb() · dev_alloc_skb() · kfree_skb()
skbuff
14
sk_buff的克隆与拷贝
skb_clone() 与 pskb… · 共享数据与写时复制（COW）机制
skbuff
15
sk_buff的头部操作
skb_push() · skb_pull() · skb_put()
skbuff
16
sk_buff的线性化与非线性化
skb_linearize() 的作… · 非线性skb在NAPI中的处理挑战
skbuff
17
sk_buff的协议封装与解封装
eth_type_trans() · __skb_pull() 在以太网头…
skbuff
18
sk_buff的校验和卸载
CHECKSUM_NONE · CHECKSUM_UNNECESSA… · CHECKSUM_COMPLETE
skbuff
19
sk_buff的分片与重组
ip_fragment() 与 ip… · GSO/TSO与skb分片的关系
skbuff
20
sk_buff的队列管理
qdisc层与skb的交互 · __skb_queue_head()…
skbuff
21
NAPI与sk_buff的协同
在poll()中如何高效分配 · 处理 · 提交skb到协议栈
NAPIsk
22
零拷贝技术
PAGE_SIZE对齐 · skb_shinfo(skb)->f… · 避免skb_copy
零拷贝技术PAGE
23
数据路径优化之预分配
在驱动初始化时预分配skb池 · 使用kmem_cache_creat…
数据路径优化之预…skb
24
数据路径优化之批量处理
NAPI的gro_list批量合并 · bulk enqueue 减少锁竞争
数据路径优化之批…NAPI
25
数据路径优化之缓存友好
skb的cacheline对齐 · prefetch() 预取数据 · 减少cache miss
数据路径优化之缓…skb
26
数据路径优化之锁优化
使用 per-NAPI 锁替代全局锁 · RCU在skb路径中的应用
数据路径优化之锁…per-NAPI
27
数据路径优化之硬件卸载
LRO/GRO/TSO/GSO 在驱…
数据路径优化之硬…LRO/GRO/TSO/…
28
数据路径优化之XDP集成
XDP在NAPI poll()中的h… · xdp_buff与skb的转换
XDP数据路径优化之
29
实战案例
编写一个简单的NAPI驱动（虚拟网卡… · 实现skb的接收与发送
实战案例NAPI
30
性能测试与剖析
使用perf · ftrace · bpftrace 分析NAPI与sk…
性能测试剖析