Linux 內核協議棧中報文接收的設計思路：
NAPI接口和舊接口兩者有一下相同點：
（1）、對報文的處理都應該放在軟中斷中處理。
（2）、兩者都有存儲報文的隊列，NAPI的隊列是由網卡來管理的，舊接口的隊列是由內核管理的。
每個NAPI設備都有一個輪詢函數來由軟中斷調用，來進行輪詢處理報文。我們可以建立一個虛擬的NAPI設備，讓她的輪詢函數來輪詢的處理舊接口的報文隊列，這樣NAPI和舊接口的軟中斷處理函數就可以共用一個。收包軟中斷處理函數只是進行調用相應NAPI的輪詢函數進行處理，並不關心是虛擬NAPI還是非虛擬NAPI。具體輪詢細節由相關NAPI的輪詢函數自己實現。
如上所述，我們現在可以知道每個CPU上需要有如下幾個元素：
1、一個報文的接收隊列，由舊接口來使用。
2、一個虛擬的NAPI設備。
3、一個NAPI的鏈表，上面掛着有報文需要處理的NAPI設備。
Linux內核具體實現：
結構體定義如下
struct softnet_data
{
struct sk_buff_head input_pkt_queue; //舊接口的輸入隊列
struct list_head poll_list; //有需要處理報文的NAPI設備
struct napi_struct backlog;//虛擬的NAPI設備 backlog
};定義一個per_cpu變量 softnet_data
DECLARE_PER_CPU(struct softnet_data,softnet_data);
softnet_data 的初始化如下：
static int __init net_dev_init(void)
{
int i, rc = -ENOMEM;
/*
* Initialise the packet receive queues.
*/
for_each_possible_cpu(i)
{
struct softnet_data *queue;
queue = &per_cpu(softnet_data, i);
/*初始化輸入隊列*/
skb_queue_head_init(&queue->input_pkt_queue);
queue->completion_queue = NULL;
/*初始化pool 鏈表頭*/
INIT_LIST_HEAD(&queue->poll_list);
/*把backlog的輪詢函數初始化爲 process_backlog
該函數來處理傳統接口使用的輸入隊列的報文*/
queue->backlog.poll = process_backlog;
/*backlog 輪詢函數一次可以處理的報文上限個數*/
queue->backlog.weight = weight_p;
queue->backlog.gro_list = NULL;
queue->backlog.gro_count = 0;
}
}NAPI的數據結構：
每個NAPI需要如下幾個元素：
1、一個輪詢函數，來輪詢處理報文。
2、需要有一個狀態，來標識NAPI的調度狀態，是正在被調度還是沒有被調度。
3、每個NAPI的一次輪詢能處理的報文個數應該有一個上限，不能無限制的處理下去，防止獨佔CPU資源導致其他進程被餓死。
4、每個NAPI應該和一個網絡設備進行關聯。
5、NAPI設計時考慮了多隊列的情況。一個網絡設備可以有多個報文隊列，這樣一個網絡設備可以關聯多個NAPI，每個NAPI只處理特定的隊列的報文。這樣在多核情況下，多個CPU核可以並行的進行報文的處理。一般專用的網絡多核處理器存在這種情況。
6、每個NAPI在有報文的情況下應該掛到softnet_data的pool_list上去。
如上所述，NAPI的結構體定義如下
struct napi_struct
{
struct list_head poll_list;//掛到softnet_data的pool_list上
unsigned long state;//NAPI的調度狀態
int weight;//一次輪詢的最大處理報文數
int (*poll)(struct napi_struct *, int);//輪詢函數
struct net_device *dev;//指向關聯的網絡設備
struct list_head dev_list;//對應的網絡設備上關聯的NAPI鏈表節點
/*其他字段是gso功能用，這裏先不討論*/
};NAPI的調度狀態：
NAPI_STATE_SCHED設置時表示該NAPI有報文 需要接收。即把NAPI掛到softnet_data 時要設置該狀態，處理完從softnet_data 上摘除該NAPI時要清除該狀態。
一些NAPI的函數詳解：
1、netif_napi_add（）,把網絡設備net_device 和NAPI結構相綁定。
void netif_napi_add(struct net_device *dev,
struct napi_struct *napi,
int (*poll)(struct napi_struct *, int), int weight)
{
INIT_LIST_HEAD(&napi->poll_list);
napi->poll = poll;
napi->weight = weight;
/*把NAPI加入到網絡設備相關聯的NAPI鏈表上去。*/
list_add(&napi->dev_list, &dev->napi_list);
napi->dev = dev;
/*綁定時設置NAPI是已調度狀態，禁用該NAPI,以後手動的來清除該標識來使
能NAPI.*/
set_bit(NAPI_STATE_SCHED, &napi->state);
}2、使能和禁用NAPI：
static inline void napi_disable(struct napi_struct *n)
{
/*先設置NAPI狀態爲DISABLE*/
set_bit(NAPI_STATE_DISABLE, &n->state);
/*循環的等待NAPI被調度完成,變成可用的，設置成SCHED狀態*/
while (test_and_set_bit(NAPI_STATE_SCHED, &n->state))
msleep(1);
/*清除DISABLE狀態*/
clear_bit(NAPI_STATE_DISABLE, &n->state);
}3、調度NAPI
void __napi_schedule(struct napi_struct *n)
{
unsigned long flags;
/*鏈表操作必須在關閉本地中斷的情況下操作，防止硬中斷搶佔*/
local_irq_save(flags);
/*把NAPI加入到本地CPU的softnet_data 的pool_list 鏈表上*/
list_add_tail(&n->poll_list,
&__get_cpu_var(softnet_data).poll_list);
/*調度收包軟中斷*/
__raise_softirq_irqoff(NET_RX_SOFTIRQ);
local_irq_restore(flags);
}4、NAPI執行完畢，如果NAPI一次輪詢處理完隊列的所以報文，調用該函數。
void __napi_complete(struct napi_struct *n)
{
BUG_ON(!test_bit(NAPI_STATE_SCHED, &n->state));
BUG_ON(n->gro_list);
/*把NAPI從softnet_data的pool_list上摘除下來*/
list_del(&n->poll_list);
/*使能NAPI，允許它下次可以被再次調度*/
smp_mb__before_clear_bit();
clear_bit(NAPI_STATE_SCHED, &n->state);
}一般網卡驅動的NAPI的步驟：
1、不同的網卡驅動都會爲網絡設備定義自己的結構體。有的是自己的結構體中即包括net_device和napi,有的是把自己的結構體放到net_device的priv部分。
2、實現NAPI的輪詢函數 rx_pool(struct napi_struct *napi，int weigh);
int rx_pool(struct napi_struct *napi,int weigh)
{
int rx_cnt = 0;
struct sk_buff *skb;
while(rx_cnt < weigh)
{
skb = netdev_alloc_skb();
copy_skb_form_hw(skb);//把報文從硬件緩存中讀到內存skb中*/
rx_cnt ++;
netif_receive_skb(skb);//送協議棧直接處理
}
if(rx_cnt < weigh)
{
/*處理報文小與允許處理最大個數，表示一次輪詢處理完全部的報文。
使能收包中斷*/
napi_complete(napi)
enable_rx_irq();
}
return rx_cnt;
}
3、把網絡設備跟NAPI相關聯，netif_napi_add(netdev,napi,rx_pool,weigh)；
4、註冊網卡的收包中斷：例：
request_irq(irq,&rx_irq_handle, 0, netdev->name, netdev);
在中斷處理函數中
static irqreturn_t rx_irq_handle(int irq, void *data)
{
struct net_device *netdev = data
struct napi_struct *napi = netdev_priv(netdev)->napi;
disable_rx_irq();
__napi_schedule(napi);
}