25 张图，拆解 Linux 网络包发送过程 （2）
二、网卡启动准备
现在的服务器上的网卡一般都是支持多队列的。每一个队列上都是由一个 RingBuffer 表示的，开启了多队列以后的的网卡就会对应有多个 RingBuffer。
网卡在启动时最重要的任务之一就是分配和初始化 RingBuffer，理解了 RingBuffer 将会非常有助于后面我们掌握发送。因为今天的主题是发送，所以就以传输队列为例，我们来看下网卡启动时分配 RingBuffer 的实际过程。
在网卡启动的时候，会调用到 __igb_open 函数，RingBuffer 就是在这里分配的。
//file: drivers/net/ethernet/intel/igb/igb_main.c
static int __igb_open(struct net_device *netdev, bool resuming)
{
struct igb_adapter *adapter = netdev_priv(netdev);
//分配传输描述符数组
err = igb_setup_all_tx_resources(adapter);
//分配接收描述符数组
err = igb_setup_all_rx_resources(adapter);
//开启全部队列
netif_tx_start_all_queues(netdev);
}
在上面 __igb_open 函数调用 igb_setup_all_tx_resources 分配所有的传输 RingBuffer, 调用 igb_setup_all_rx_resources 创建所有的接收 RingBuffer。
//file: drivers/net/ethernet/intel/igb/igb_main.c
static int igb_setup_all_tx_resources(struct igb_adapter *adapter)
{
//有几个队列就构造几个 RingBuffer
for (i = 0; i < adapter->num_tx_queues; i++) {
igb_setup_tx_resources(adapter->tx_ring[i]);
}
}
真正的 RingBuffer 构造过程是在 igb_setup_tx_resources 中完成的。
//file: drivers/net/ethernet/intel/igb/igb_main.c
int igb_setup_tx_resources(struct igb_ring *tx_ring)
{
//1.申请 igb_tx_buffer 数组内存
size = sizeof(struct igb_tx_buffer) * tx_ring->count;
tx_ring->tx_buffer_info = vzalloc(size);
//2.申请 e1000_adv_tx_desc DMA 数组内存
tx_ring->size = tx_ring->count * sizeof(union e1000_adv_tx_desc);
tx_ring->size = ALIGN(tx_ring->size, 4096);
tx_ring->desc = dma_alloc_coherent(dev, tx_ring->size,
&tx_ring->dma, GFP_KERNEL);
//3.初始化队列成员
tx_ring->next_to_use = 0;
tx_ring->next_to_clean = 0;
}
从上述源码可以看到，实际上一个 RingBuffer 的内部不仅仅是一个环形队列数组，而是有两个。
1）igb_tx_buffer 数组：这个数组是内核使用的，通过 vzalloc 申请的。 2）e1000_adv_tx_desc 数组：这个数组是网卡硬件使用的，硬件是可以通过 DMA 直接访问这块内存，通过 dma_alloc_coherent 分配。
这个时候它们之间还没有啥联系。将来在发送的时候，这两个环形数组中相同位置的指针将都将指向同一个 skb。这样，内核和硬件就能共同访问同样的数据了，内核往 skb 里写数据，网卡硬件负责发送。
最后调用 netif_tx_start_all_queues 开启队列。另外，对于硬中断的处理函数 igb_msix_ring 其实也是在 __igb_open 中注册的。
三、accept 创建新 socket
在发送数据之前，我们往往还需要一个已经建立好连接的 socket。
我们就以开篇服务器缩微源代码中提到的 accept 为例，当 accept 之后，进程会创建一个新的 socket 出来，然后把它放到当前进程的打开文件列表中，专门用于和对应的客户端通信。
假设服务器进程通过 accept 和客户端建立了两条连接，我们来简单看一下这两条连接和进程的关联关系。
其中代表一条连接的 socket 内核对象更为具体一点的结构图如下。
为了避免喧宾夺主，accept 详细的源码过程这里就不介绍了，感兴趣请参考 《图解 | 深入揭秘 epoll 是如何实现 IO 多路复用的！》。一文中的第一部分。
今天我们还是把重点放到数据发送过程上, 下篇我们继续