在 深度剖析Linux网卡数据收发过程分析（超详细） 中，我们介绍了网卡接收和发过数据在 Linux 内核中的处理过程，我们先来回顾一下网卡接收和发送数据的过程，如 图1 所示：

• 如上图所示，当网卡接收到从网络中发送过来的数据后，网卡会向 CPU 发起一个硬件中断。当 CPU 接收到网卡的硬件中断后，便会调用网卡驱动向内核注册的中断处理服务，如 NS8390网卡驱动 会向内核注册 ei_interrupt 中断服务。

• 由于在处理硬件中断服务时会关闭硬件中断，所以在处理硬件中断服务的过程中，如果发生了其他的硬件中断，也不能得到有效的处理，从而导致硬件中断丢失的情况。

• 为了避免这种情况出现，Linux 内核把中断处理分为：中断上半部 和 中断下半部，上半部在关闭中断的情况下进行，而下半部在打开中断的情况下进行。

• 由于中断上半部在关闭中断的情况下进行，所以必须要快速完成，从而避免中断丢失的情况。而中断下半部处理是在打开中断的情况下进行的，所以可以慢慢进行。

• 一般来说，网卡驱动向内核注册的中断处理服务属于 中断上半部，如前面介绍的 NS8390网卡驱动 注册的 ei_interrupt 中断处理服务，而本文主要分析网卡 中断下半部 的处理。

数据包上送

• 在上一篇文章中，我们介绍过 ei_interrupt  中断处理服务首先会创建一个 sk_buff 数据包对象保存从网卡中接收到的数据，然后调用 netif_rx 函数将数据包上送给网络协议栈处理。

• 我们先来分析一下 netif_rx 函数的实现：

• netif_rx 函数的参数就是要上送给网络协议栈的数据包，netif_rx 函数主要完成以下几个工作：

1. 获取当前 CPU 的待处理的数据包队列，在 Linux 内核初始化时，会为每个 CPU 创建一个待处理数据包队列，用于存放从网卡中读取到网络数据包。

2. 如果待处理队列的数据包数量没超出 netdev_max_backlog 设置的限制，那么调用 __skb_queue_tail 函数把数据包添加到待处理队列中，并且调用 __cpu_raise_softirq 函数启动网络中断下半部处理。

3. 如果待处理队列的数据包数量超出 netdev_max_backlog 设置的限制，那么就把数据包释放。

• netif_rx 函数的处理过程如 图2 所示：

• 所以，netif_rx 函数的主要工作就是把接收到的数据包添加到待处理队列中，并且启动网络中断下半部处理。

• 对于 Linux 内核的中断处理机制可以参考我们之前的文章 Linux中断处理，这里就不详细介绍了。在本文中，我们只需要知道网络中断下半部处理例程为 net_rx_action 函数即可。

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网络中断下半部处理

• 上面说了，网络中断下半部处理例程为 net_rx_action 函数，所以我们主要分析 net_rx_action 函数的实现：

• net_rx_action 函数主要完成以下几个工作：

1. 从待处理数据包队列中获取一个数据包，如果数据包为空，那么就退出网络中断下半部。 如果获取的数据包不为空，那么就从数据包的以太网头部中获取到网络层协议的类型。然后根据网络层协议类型从 ptype_base 数组中获取数据处理接口，再通过此数据处理接口来处理数据包。 在内核初始化时，通过调用 dev_add_pack 函数向 ptype_base 数组中注册网络层协议处理接口，如 ip_init 函数：

• 所以，net_rx_action 函数主要从待处理队列中获取数据包，然后根据数据包的网络层协议类型，找到相应的处理接口处理数据包。其过程如 图3 所示：

• 从上图可知，net_rx_action 函数将数据包交由网络层协议处理接口后就不管了，而网络层协议处理接口接管数据包后，会对数据包进行进一步处理，如判断数据包的合法性（数据包是否损坏、数据包是否发送给本机）。如果数据包是合法的，就会交由传输层协议处理接口处理。

总结

• 本文主要介绍了网络中断下半部的处理，从分析可知，网络中断下半部主要工作是从待处理队列中获取数据包，并且根据数据包的网络层协议类型来找到相应的处理接口，然后把数据包交由网络层协议处理接口进行处理。