網絡設備使用隊列來管理數據幀的輸出流量，每個隊列可以使用隊列策略算法來安排發送幀的優先級，使發送過程更高效。詳細的隊列策略處理屬於流量控制子系統的內容，本人還沒來的及研究，這裏先不涉及。本章討論沒配置隊列策略的情況下設備的發送隊列。
數據關聯：
dev->dev_queue->qdisc
網絡設備->發送隊列->隊列策略
每個網絡設備可以有自己的發送隊列，隊列數量可以自定義。
每個發送隊列可以有自己的隊列策略，隊列策略數量可以自定義。
網絡設備可以有自己的發送隊列，也可以沒有自己的發送隊列（這種情況下發送隊列長度爲零）。
1、一般虛擬網絡設備沒有自己的發送隊列。對於沒有發送隊列的網絡設備，其直接調用自己的發送函數進行發送，不需要由發包軟中斷來調度發送。如果發送失敗，就丟棄報文，不進行緩存。
2、有自己的發送隊列的網絡設備，如果發送失敗，會緩存到發送隊列，等待資源可用後再重新發送，這時報文緩存在隊列策略管理的優先級隊列中。其發送報文是由發包軟中斷進行調度來發送的。跟NAPI接收相似，NAPI接收時調度使用NAPI，發送時調度使用隊列策略qdisc。沒有配置隊列策略的發送隊列會使用默認的隊列策略pfifo_fast。
數據結構定義：
1、在struct net_device 結構體中定義如下幾個發送對列相關的字段：
struct net_device
{
/*指向設備的發送隊列列表*/
struct netdev_queue *_tx;
/*發送隊列的個數*/
unsigned int num_tx_queues;
/*現在使用的發送隊列個數*/
unsigned int real_num_tx_queues;
/*設備使用的默認隊列策略*/
struct Qdisc *qdisc;
/*每個發送隊列的最大長度*/
unsigned long tx_queue_len;
/*發送隊列的全局鎖*/
spinlock_t tx_global_lock;
}2、發送隊列結構體
struct netdev_queue
{
/*隊列所屬網絡設備*/
struct net_device *dev;
/*發送隊列對應的隊列策略結構體鏈表*/
struct Qdisc *qdisc;
/*隊列的運行狀態*/
unsigned long state;
struct Qdisc *qdisc_sleeping;
spinlock_t _xmit_lock ____cacheline_aligned_in_smp;
/*持有該隊列鎖的cpu id*/
int xmit_lock_owner;
/*本次隊列最進一次開始發送的時間戳*/
unsigned long trans_start;
/*隊列對發送報文的統計信息*/
unsigned long tx_bytes;
unsigned long tx_packets;
unsigned long tx_dropped;
} ____cacheline_aligned_in_smp;3、發送隊列策略結構體
struct Qdisc
{
/*報文入隊操作函數*/
int (*enqueue)(struct sk_buff *skb, struct Qdisc *dev);
/*報文出隊操作*/
struct sk_buff * (*dequeue)(struct Qdisc *dev);
unsigned flags;
#define TCQ_F_BUILTIN 1
#define TCQ_F_THROTTLED 2
#define TCQ_F_INGRESS 4
#define TCQ_F_CAN_BYPASS 8
#define TCQ_F_MQROOT 16
#define TCQ_F_WARN_NONWC (1 << 16)
/*申請隊列策略內存中爲字節對齊所預留的長度*/
int padded;
/*隊列策略自己的一些操作函數，
*申請隊列策略時根據這些函數來初始化隊列策略的一些字段
*/
struct Qdisc_ops *ops;
struct qdisc_size_table *stab;
struct list_head list;
u32 handle;
u32 parent;
/*引用計數*/
atomic_t refcnt;
struct gnet_stats_rate_est rate_est;
int (*reshape_fail)(struct sk_buff *skb,
struct Qdisc *q);
void *u32_node;
/* This field is deprecated, but it is still used by CBQ
* and it will live until better solution will be invented.
*/
struct Qdisc *__parent;
/*所屬發送隊列*/
struct netdev_queue *dev_queue;
/*有報文發送時把隊列策略掛到softnet_data->out_queue上*/
struct Qdisc *next_sched;
/*指向最近一次發送失敗的報文，下次發送時優先發送該報文*/
struct sk_buff *gso_skb;
/*
* For performance sake on SMP,
*we put highly modified fields at the end
*/
/*隊列策略的運行調度狀態*/
unsigned long state;
/*隊列策略的默認緩存報文的隊列*/
struct sk_buff_head q;
/*一些統計信息*/
struct gnet_stats_basic_packed bstats;
struct gnet_stats_queue qstats;
};流量控制系統中每種隊列策略都提供了自己的函數，供數據鏈路層調用來完成隊列的操作。
enqueue:向隊列加入一個報文。
dequeue:從隊列中摘一個報文。
4、發送隊列的操作函數：
struct Qdisc_ops
{
struct Qdisc_ops *next;
const struct Qdisc_class_ops *cl_ops;
/*隊列策略的名字*/
char id[IFNAMSIZ];
/*隊列策略的私有數據結構體大小*/
int priv_size;
/*入隊操作函數*/
int (*enqueue)(struct sk_buff *, struct Qdisc *);
/*出隊操作函數*/
struct sk_buff * (*dequeue)(struct Qdisc *);
/*初始化操作函數*/
int (*init)(struct Qdisc *, struct nlattr *arg);
/*把隊列策略和發送隊列關聯的操作函數*/
void (*attach)(struct Qdisc *);
struct module *owner;
};網絡設備發送隊列的創建
在申請設備時創建dev 的發送隊列，如果調用alloc_netdev()時，默認創建一個隊列。要創建多個發送隊列，調用alloc_netdev_mq().
#define alloc_netdev(sizeof_priv, name, setup) \
alloc_netdev_mq(sizeof_priv, name, setup, 1)struct net_device *alloc_netdev_mq(int sizeof_priv,
const char *name,
void (*setup)(struct net_device *),
unsigned int queue_count)
{
struct netdev_queue *tx;
struct net_device *dev;
......
tx = kcalloc(queue_count,
sizeof(struct netdev_queue),
GFP_KERNEL);
dev->_tx = tx;
dev->num_tx_queues = queue_count;
dev->real_num_tx_queues = queue_count;
netdev_init_queues(dev);
......
return dev;
}發送隊列策略的創建
struct Qdisc *qdisc_alloc(struct netdev_queue *dev_queue,
struct Qdisc_ops *ops)
{
void *p;
struct Qdisc *sch;
unsigned int size;
int err = -ENOBUFS;
/* ensure that the Qdisc and
*the private data are 32-byte aligned
*/
size = QDISC_ALIGN(sizeof(*sch));
/*申請隊列策略時，隊列結構體下緊接着
*放着隊列策略的私有結構體
*/
size += ops->priv_size + (QDISC_ALIGNTO - 1);
p = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
if (!p)
{
goto errout;
}
sch = (struct Qdisc *) QDISC_ALIGN((unsigned long) p);
/*設置padded 字段*/
sch->padded = (char *) sch - (char *) p;
INIT_LIST_HEAD(&sch->list);
skb_queue_head_init(&sch->q);
sch->ops = ops;
/*根據ops 裏定義的函數來初始化隊列策略的一些函數指針*/
sch->enqueue = ops->enqueue;
sch->dequeue = ops->dequeue;
sch->dev_queue = dev_queue;
dev_hold(qdisc_dev(sch));
atomic_set(&sch->refcnt, 1);
return sch;
errout:
return ERR_PTR(err);
}根據給出的ops ，給發送隊列來創建一個默認的隊列策略
struct Qdisc * qdisc_create_dflt(struct net_device *dev,
struct netdev_queue *dev_queue,
struct Qdisc_ops *ops,
unsigned int parentid)
{
struct Qdisc *sch;
/*申請一個隊列策略*/
sch = qdisc_alloc(dev_queue, ops);
if (IS_ERR(sch))
{
goto errout;
}
sch->parent = parentid;
/*調用ops->init來初始化隊列策略*/
if (!ops->init || ops->init(sch, NULL) == 0)
{
return sch;
}
qdisc_destroy(sch);
errout:
return NULL;
}