[发明专利]一种避免先入先出队列溢出的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及设备驱动软件的接收机制，特别涉及一种避免先入先出队列溢出的方法及设备。

背景技术

目前网络设备中，设备驱动软件接收数据普遍采用缓冲区描述符(BD)环机制，BD环是驱动软件与硬件收发器之间的一个数据缓冲。如图1所示，在设备内存103中分配BD 104，每个BD 104由状态标志和缓冲指针组成，状态标志指示这个BD是空闲的还是有数据待处理的，缓冲指针指向一块内存区域，用于存放待处理的数据。多个BD 104首尾相接组成BD环。BD环是驱动软件101与硬件收发器102之间的一个数据缓冲。

设备初始化的时候，由驱动软件101将BD环构造好，然后把BD环的信息通告给硬件收发器102。硬件收发器102收到数据后，先在先入先出队列(FIFO)105中暂存接收到的数据，当FIFO 105中暂存的数据达到一定水位后，再将暂存的数据从FIFO 105转移到接收BD环中的空闲BD上，最后以中断的方式通知驱动软件101处理收到的数据。

虽然BD环与硬件收发器102的FIFO 105一样都是起缓冲作用，但BD环能存放更多的数据，能容忍更大的网络突发流量。由于驱动软件101处理数据的时间较长且不固定，所以通常会在中断服务进程中唤醒一个接收任务来延后处理。当接收任务处理数据的速度持续低于硬件收发器102写入数据的速度，则BD环会被数据占满，硬件收发器102无法将FIFO 105中的数据转移走，只要此时还有数据进入，FIFO 105就会溢出。

可见，采用上述机制接收数据，FIFO溢出是容易出现的情况。特别是对于集中式系统，控制驱动软件和转发驱动软件都在一个中央处理单元(CPU)中运行，驱动接收任务被调度的时间得不到保证，FIFO溢出情况更为普遍。

如图1所示，在FIFO 105溢出的时候，硬件收发器102往往会停止接收数据，并产生一个中断通知驱动软件101。驱动软件101的做法是清空接收BD环上的数据，然后统计一次接收溢出错误，最后重新启动硬件收发器102继续接收数据。

通常情况下，FIFO溢出的后果也就是丢失几个报文，不会有太大问题。但是，如果FIFO反复溢出，就会产生大量额外的中断，进一步增加驱动软件系统的开销，降低驱动软件的处理性能，形成恶性循环。另外，某些硬件收发器在FIFO多次溢出后，会引起内部状态机紊乱，轻者再也不收数据，重者将数据写到错误的内存地址上，导致系统崩溃。而如何避免硬件收发器FIFO溢出，是解决上述问题的关键。

发明内容

本发明提供了一种避免先入先出队列溢出的方法及设备，在不修改硬件收发器的前提下避免出现接收FIFO溢出，相应提高驱动接收的稳定性和可靠性。

本发明实施例提出的一种避免FIFO溢出的方法，包括如下步骤：

A、在设备内存中创建第一缓冲区描述符BD环和第二BD环；

B、硬件收发器将FIFO中的数据通过第一写指针写入第一BD环的空闲BD中，完成后硬件收发器产生接收中断；

C、驱动软件检测到接收中断后，利用第一读指针从第一BD环中读取数据；驱动软件利用第二写指针将所读取的数据写入第二BD环中；驱动软件利用第二读指针从第二BD环中读取数据并进行处理。

较佳地，所述第一BD环和第二BD环中的BD数目均为m，m≥n，n为硬件收发器产生一个接收中断对应的最大报文数。

较佳地，对于第一BD环和第二BD环，同一个BD环中的各个BD在内存中连续相邻，BD的状态字段中包含一个环回标志比特。

较佳地，对于第一BD环和第二BD环，同一个BD环中的各个BD在内存中不连续相邻，BD中有一个特殊字段用于存放下一个BD的内存起始地址，最后一个BD的该字段存放第一个BD的内存起始地址。

较佳地，步骤B包括：

B1、硬件收发器FIFO达到高水位后，判断FIFO中是否有数据需要转移，若是执行步骤B2；否则转至步骤B6；

B2、判断第一写指针指向的第一BD环中的BD是否为空闲，若是，执行步骤B3，否则返回步骤B2；

B3、从W1指向的BD中取出缓冲区地址，将数据通过直接内存访问DMA的方式写入到缓冲区中；

B4、判断第一BD环是否完成一个报文的接收，若是，继续执行步骤B5，否则返回步骤B3；

B5、设置第一写指针指向的BD的空闲标志为有数据，然后将第一写指针指向第一BD环的下一个BD；

B6、硬件收发器判断是否满足产生接收中断的条件，若是则产生接收中断，完成步骤B；否则返回步骤B1。

较佳地，步骤C包括：