标签：网卡驱动   优化   实时传输   操作系统   

1. 开发环境

• 操作系统：SylixOS

• 编程环境：RealEvo-IDE3.1

• 硬件平台：AT9x25开发板

1. 技术实现

在编写完成了网卡驱动，可以实现基本的发送与接收功能之后，本篇文章将简要介绍一下如何优化网卡驱动的发送功能，提高发送的吞吐量和实时性。

1.1      网卡发送吞吐量优化

网卡驱动可以通过零拷贝的方式来提升发送吞吐量。驱动里调用enetCoreTx发送函数来实现以太网报文的发送。这个函数接收两个参数，分别是netdev结构体类型指针和pbuf类型指针。enetCoreTx会将pbuf指向的内容拷贝到发送描述符指向的DMA发送buffer中。这次拷贝对发送吞吐量造成一定影响。

因此，在优化时，可以将DMA描述符指向的buffer地址改为pbuf结构体成员payload指向真正需要发送报文的地址。具体实现如程序清单 21。

程序清单 21零拷贝优化

  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);
    }

上述代码中的，bCopy变量表明是否需要进行零拷贝操作。

使用零拷贝优化时，需要注意以下几个方面：

        1．  pbuf类型为REF或者ROM类型时，不能进行零拷贝。

        2．  在进行零拷贝时需要调用API_CacheFlushPage函数，清除cache。同时，还需要调用          pbuf_ref函数，使得pbuf的成员ref值加1。

   3. 调用pbuf_ref函数后，需要在中断里将进行零拷贝的pbuf手动free掉。free时调用函数pbuf_free。      但是因为这个操作是在中断中进行，因此如果在中断服务函数中直接调用这个函数的话，会报      错。具体实现时，可以采用工作队列的方式，将需要释放pbuf的操作加到工作队列中进行。

2.2      网卡驱动实时发送

网卡驱动发送时，需要判断一下当前的描述符是否可以用来进行报文的发送，一般的操作是通过一个while循环来等待，当有描述符可以使用时，再进行发送操作。这样会对实时性有一定影响。

这里可以采用信号量的方式来对发送流程进行优化，从而优化网络发送的实时性。

首先，在网络初始化的时候，创建一个计数型信号量。数值就为当前设置的发送描述符的个数。

当需要进行发送时，需要先调用API_SemaphoreCPend函数获取信号量，成功获取之后才能进行下面的发送操作。

同样的，在中断服务函数里，如果检测为发送成功中断，则需要调用API_SemaphoreCPost函数释放信号量。

具体实现如程序清单 22 ，程序清单 23所示。

程序清单 22获取信号量

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

程序清单 23释放信号量

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

3. 参考资料

无

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SylixOS网卡驱动优化

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