專利名稱：網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換，具體涉及一種網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡處理器今天已得到廣泛應用，它在各種網(wǎng)絡業(yè)務和不同性能級別的應用中擔任著不同的任務。在未來的網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡處理器能力的拓展將取決于NGN(下一代網(wǎng)絡)設備帶來的業(yè)務智能化水平。完全融合IP(因特網(wǎng)協(xié)議)網(wǎng)絡技術(shù)的NGN需要在以同等效率提供數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務的同時，還將為分布式內(nèi)容、廣播級視頻等新興的帶寬密集型服務提供基礎平臺，這些都給網(wǎng)絡處理器提出了新的任務要求。網(wǎng)絡技術(shù)及應用的發(fā)展，對網(wǎng)絡設備的容量及單板的處理能力的要求越來越高。在網(wǎng)絡處理器中通常需要多個協(xié)處理器同時并行工作，一個數(shù)據(jù)包的處理要經(jīng)過多個模塊，由幾個協(xié)處理器協(xié)同完成。為了緩和不同模塊間速度不匹配的矛盾，減少對各模塊中CPU的中斷頻率，以及提高CPU和輸入/輸出單元之間的并行性，需要引入緩沖，對各模塊的收發(fā)數(shù)據(jù)進行緩存。
通常，對通信設備內(nèi)部緩沖區(qū)的管理有以下兩種方式(1)采用靜態(tài)分配的方式。在設計時對設備內(nèi)每個模塊分配固定大小的內(nèi)存作為數(shù)據(jù)發(fā)送和接收時的專用緩沖區(qū)，在數(shù)據(jù)收發(fā)過程中反復使用。
這種靜態(tài)分配方式雖然處理簡單，但由于各模塊處理功能和處理速度不同，其數(shù)據(jù)流量也處于不斷變化之中，因此，有可能會使得某些內(nèi)存空間長時間空閑，而有些內(nèi)存空間又會擁擠，甚至溢出。可見，這種方式會造成存儲空間的浪費，嚴重時還會引起正常數(shù)據(jù)的丟失。
(2)采用動態(tài)管理的方式。為了提高緩沖區(qū)的利用率，設計一個緩沖區(qū)池，將所有可利用的緩沖區(qū)空間放入該緩沖區(qū)池，池中的緩沖區(qū)可供多個模塊共享。
對于既可用于輸入和輸出的公用緩沖區(qū)，至少應含有以下三種類型的緩沖區(qū)空閑緩沖區(qū)；裝滿輸入數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)；裝滿輸出數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。為了管理上的方便，建立空緩沖隊列。當某模塊發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先向緩沖區(qū)池中請緩存空間，從空緩沖隊列中為其分配緩存空間，并將該緩存空間鏈接到輸出隊列中；當下一個模塊接收該數(shù)據(jù)時，向緩沖區(qū)池申請緩存空間，從空緩沖隊列中為其分配緩存空間，并根據(jù)輸出隊列從對應的緩存空間讀取該數(shù)據(jù)并寫到為其分配的緩存空間，同時，將輸出隊列中對應的緩存空間釋放并鏈接到空緩沖隊列中，將寫入數(shù)據(jù)后的緩存空間鏈接到輸入隊列中。
由于多個模塊共享緩沖區(qū)池，因此，有可能會因某個模塊出現(xiàn)故障而造成內(nèi)存碎片，嚴重時還可能會耗盡系統(tǒng)的資源。而且，當設備內(nèi)模塊較多時，對緩沖區(qū)的管理實現(xiàn)復雜，問題難以定位。
可見，對存放數(shù)據(jù)包的緩沖區(qū)的管理直接關(guān)系到整個處理流程的結(jié)構(gòu)設計，不合理的設計架構(gòu)會影響到網(wǎng)絡設備的處理能力和速度，影響系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中單純采用靜態(tài)或動態(tài)分配緩沖區(qū)的方式引起的系統(tǒng)資源浪費及影響系統(tǒng)可靠性的缺點，簡單有效地實現(xiàn)對緩沖區(qū)的可靠管理。
為此，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案一種網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，包括A、配置所述網(wǎng)絡處理器中相鄰模塊間所需緩沖區(qū)；
B、將每個所述緩沖區(qū)劃分為預定個數(shù)的子緩沖區(qū)并使其構(gòu)成環(huán)形鏈表；C、當所述相鄰模塊收/發(fā)數(shù)據(jù)需要緩沖區(qū)時，依次從所述環(huán)形鏈表中獲取所需數(shù)量的子緩沖區(qū)讀出/寫入數(shù)據(jù)。
所述步驟B包括B1、設置每個子緩沖區(qū)對應的緩沖區(qū)描述符，所述緩沖區(qū)描述符的信息包括標志位、狀態(tài)、偏移值、長度、緩沖區(qū)指針、鏈表指針；B2、根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符的信息建立所述環(huán)形鏈表。
所述步驟B2包括B21、根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符中的鏈表指針建立存放空閑緩沖區(qū)描述符的空閑鏈表；B22、將所述緩沖區(qū)指針指向其所在緩沖區(qū)描述符對應的子緩沖區(qū)。
所述步驟C包括C1、分別建立讀指針和寫指針；C2、當所述相鄰模塊需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過所述寫指針獲取空閑子緩沖區(qū)并寫入所述數(shù)據(jù)；C3、當所述相鄰模塊需要接收數(shù)據(jù)時，通過所述讀指針獲取存儲所述數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)并讀出需要接收的數(shù)據(jù)。
所述步驟C2包括C21、獲取所述寫指針指向的當前緩沖區(qū)描述符；C22、根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位獲取所述環(huán)形鏈表中的空閑子緩沖區(qū)；C23、將所述數(shù)據(jù)寫入所述空閑子緩沖區(qū)；C24、修改所述當前緩沖區(qū)描述符中的信息；C25、將所述寫指針下移。
所述步驟C22包括
根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位判斷所述環(huán)形鏈表中的當前緩沖區(qū)是否空閑；如果不是空閑，則丟棄所述數(shù)據(jù)；如果是空閑，則根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針獲取對應的空閑子緩沖區(qū)。
所述步驟C24包括將所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位設置為滿狀態(tài)；根據(jù)寫入數(shù)據(jù)的偏移位置及實際長度填寫所述當前緩沖區(qū)描述符中的偏移值和長度域；如果寫入所述空閑子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)出錯，則設置所述當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域為錯誤狀態(tài)。
所述步驟C3包括C31、獲取所述讀指針指向的當前緩沖區(qū)描述符；C32、根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位獲取所述環(huán)形鏈表中已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)；C33、根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的信息讀取所述已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)；C34、清除所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志信息；C35、將所述讀指針下移。
所述步驟C32包括根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位判斷所述環(huán)形鏈表中的當前子緩沖區(qū)是否存儲了數(shù)據(jù)；如果沒有，則結(jié)束；如果有，則根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針獲取對應的已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)。
所述步驟C33包括當所述當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域為錯誤狀態(tài)時，則丟棄所述已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)；當所述當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域為正常狀態(tài)時，讀取所述已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明結(jié)合靜態(tài)和動態(tài)分配緩沖區(qū)各自的優(yōu)點，采用靜態(tài)和動態(tài)相結(jié)合的方式對緩沖區(qū)進行管理，在配置時動態(tài)分配緩沖區(qū)的數(shù)量，處理中靜態(tài)操作。也就是說，在配置每兩個相鄰模塊之間所需緩沖區(qū)時是動態(tài)分配的，可根據(jù)實際需要，確定其所需緩沖區(qū)的大?。辉摼彌_區(qū)配置好后，對其進行的存取操作是靜態(tài)的，不需要申請釋放過程。協(xié)處理器及模塊之間接口統(tǒng)一、簡單，各模塊間緩沖區(qū)格式一致，因而實現(xiàn)簡單、結(jié)構(gòu)清晰、可靠性高；由于不需要申請釋放過程，一旦某個模塊出現(xiàn)問題不會影響到整個系統(tǒng)，而且通過對不同模塊及緩沖區(qū)建立對應關(guān)系，使得出現(xiàn)問題時定位簡單，方便了系統(tǒng)維護。利用本發(fā)明，可以在提高緩沖區(qū)利用率的同時保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行。


圖1是本發(fā)明方法的實現(xiàn)流程圖；圖2是緩沖區(qū)描述符的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是緩沖區(qū)描述符的空閑鏈表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)的流程圖；圖5是從緩沖區(qū)讀出數(shù)據(jù)的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心在于根據(jù)實際需要，將網(wǎng)絡處理器的緩沖區(qū)劃分為大小相同或不同的多個緩沖區(qū)，分別分配給相鄰模塊使用，也就是說，每兩個相鄰模塊之間有一個固定大小的緩沖區(qū)可以使用，實現(xiàn)相鄰模塊間所需緩沖區(qū)靜態(tài)配置；對于每個這樣的緩沖區(qū)采用相同的管理方式首先將其劃分為多個子緩沖區(qū)；設置每個子緩沖區(qū)對應的緩沖區(qū)描述符；根據(jù)緩沖區(qū)描述符的信息使子緩沖區(qū)構(gòu)成一個環(huán)形鏈表。當對應的相鄰模塊收/發(fā)數(shù)據(jù)時，就可以依次從該環(huán)形鏈表中獲取相應的子緩沖區(qū)讀出/寫入數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對每個模塊所需緩沖區(qū)的動態(tài)分配。
為了使本技術(shù)領域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
參照圖1，圖1是本發(fā)明方法的流程圖，包括以下步驟步驟101配置網(wǎng)絡處理器中相鄰模塊間所需緩沖區(qū)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的根本區(qū)別點之一在于根據(jù)實際需要，將網(wǎng)絡處理器的緩沖區(qū)劃分為大小相同或不同的多個緩沖區(qū)，分別分配給相鄰模塊使用，也就是說，每兩個相鄰模塊之間有一個固定大小的緩沖區(qū)可以使用，實現(xiàn)相鄰模塊間所需緩沖區(qū)靜態(tài)配置，這樣，將全部緩沖區(qū)分割使用，使某個模塊出現(xiàn)問題時不會影響到整個系統(tǒng)。
對于每個這樣的緩沖區(qū)采用相同的管理方式進行管理，即將其劃分為多個子緩沖區(qū)并設置對應的緩沖區(qū)描述符；根據(jù)緩沖區(qū)描述符的信息使子緩沖區(qū)構(gòu)成一個環(huán)形鏈表。
因此，進到步驟102將每個緩沖區(qū)劃分為預定個數(shù)的子緩沖區(qū)。每個子緩沖區(qū)作為一個存儲單位使用。由于每個緩沖區(qū)的大小是固定的，因此，如果模塊間傳送的數(shù)據(jù)包較長，則可以將每個子緩沖區(qū)的容量設定的大一些，相應的子緩沖區(qū)的個數(shù)就較少；反之，如果模塊間傳送的數(shù)據(jù)包較短，則可以將每個子緩沖區(qū)的容量設定的小一些，相應的子緩沖區(qū)的個數(shù)就多。這樣，就可以避免子緩沖區(qū)劃分不當造成的實現(xiàn)復雜或?qū)彌_空間的浪費。比如，如果子緩沖空間劃分過小，一個數(shù)據(jù)包就需要占用多個子緩沖區(qū)；如果子緩沖空間過大，遠遠大于一個數(shù)據(jù)包的長度時，由于每個子緩沖區(qū)是作為一個存儲單位使用，因此就會浪費很多緩沖區(qū)資源。
步驟103設置每個子緩沖區(qū)對應的緩沖區(qū)描述符，該緩沖區(qū)描述符用于存放對應的子緩沖區(qū)的信息數(shù)據(jù)，其信息數(shù)據(jù)包括標志位、狀態(tài)信息、偏移值、長度、緩沖區(qū)指針、鏈表指針。
例如，可以采用如圖2所示緩沖區(qū)描述符的格式，其中標志位表示該子緩沖區(qū)是否已經(jīng)存放了數(shù)據(jù)；狀態(tài)信息表示該子緩沖區(qū)中存放的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，比如，存放的數(shù)據(jù)是否正確；在一個數(shù)據(jù)包需要多個子緩沖區(qū)時該子緩沖區(qū)是否為存放某數(shù)據(jù)包的最后一個子緩沖區(qū)等；偏移值表示數(shù)據(jù)開始存放位置的偏移值，該值是相對于子緩沖區(qū)起始位置的一個偏移值；長度表示對應的子緩沖區(qū)中存放數(shù)據(jù)的實際長度；緩沖區(qū)指針表示該緩沖區(qū)描述符對應的子緩沖區(qū)的地址；鏈表指針表示指向存放空閑緩沖區(qū)描述符的空閑鏈表中下一個緩沖區(qū)描述符的指針。
步驟104根據(jù)緩沖區(qū)描述符的信息建立子緩沖區(qū)的環(huán)形鏈表。
因為每個緩沖區(qū)描述符通過鏈表指針與下一個緩沖區(qū)描述符相連，因此通過鏈表指針即可將這些緩沖區(qū)描述符構(gòu)成一個環(huán)，由于每個緩沖區(qū)描述符通過其緩沖區(qū)指針對應唯一的子緩沖區(qū)，這樣就可以建立起子緩沖區(qū)的環(huán)形鏈表。將所有的緩沖區(qū)描述符都作為資源，構(gòu)造空閑緩沖區(qū)描述符資源池，所有的子緩沖區(qū)即組成該空閑緩沖區(qū)描述符資源池對應的空閑緩沖區(qū)資源池。
在系統(tǒng)初始化時，首先初始化緩沖區(qū)描述符的各個字段和子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)區(qū)，同時將緩沖區(qū)描述符與子緩沖區(qū)一一對應起來，使每個緩沖區(qū)描述符都指向一個子緩沖區(qū)。然后，構(gòu)造一個空閑鏈表，其中存放空閑緩沖區(qū)描述符的指針。當需要緩沖區(qū)讀寫數(shù)據(jù)時，通過該指針及描述符中的信息即可找到對應的子緩沖區(qū)，然后，就可以對該子緩沖區(qū)進行相應的操作。
即進到步驟105當相鄰模塊收/發(fā)數(shù)據(jù)需要緩沖區(qū)時，依次從其對應的環(huán)形鏈表中獲取相應的子緩沖區(qū)讀出/寫入數(shù)據(jù)。
在上述對子緩沖區(qū)操作過程中，主要是通過空閑鏈表來實現(xiàn)的，緩沖區(qū)描述符的空閑鏈表的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
比如，在ATM(異步傳輸模式)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡處理器需要配置VC(虛連接)。這時，可以根據(jù)實際流量和突發(fā)量的大小，從空閑鏈表中取出不同數(shù)量的緩沖區(qū)描述符及對應的緩沖區(qū)分配給VC。由于這些緩沖區(qū)通過緩沖區(qū)描述符中的鏈表指針連接成一個環(huán)狀的單向鏈表，形成單向隊列結(jié)構(gòu)，所以可以靈活地分配不同的數(shù)量，如果需要緩存能力強，就多分配一些。在刪除VC時，則將VC使用的所有緩沖區(qū)描述符環(huán)形鏈表中的緩沖區(qū)描述符再加入到空閑鏈表中。
為了簡化設計，本發(fā)明對緩沖區(qū)的操作通過讀、寫指針來實現(xiàn)。
仍然參照圖3所示的緩沖區(qū)描述符的空閑鏈表，讀指針和寫指針的狀態(tài)有以下兩種情況(1)如果從讀指針到寫指針之間的緩沖區(qū)描述符的標志位都為1，則表示這兩個指針之間的緩沖區(qū)描述符都是滿狀態(tài)，即對應的子緩沖區(qū)中都已經(jīng)存放了數(shù)據(jù)，讀指針指向第一個滿的緩沖區(qū)描述符；
(2)如果從寫指針到讀指針之間的緩沖區(qū)描述符的標志位都為0，則表示這兩個指針之間的緩沖區(qū)描述符都是空狀態(tài)，即對應的子緩沖區(qū)中沒有存放任何數(shù)據(jù)，寫指針指向第一個空的緩沖區(qū)描述符。
讀指針始終位于寫指針的后面，兩個指針都是每處理一個緩沖區(qū)描述符向下移動指向下一個緩沖區(qū)描述符，讀指針永遠不會也不能超過寫指針。
如果讀、寫指針指向同一個緩沖區(qū)描述符，有兩種可能，一種可能是所有的緩沖區(qū)描述符都是空的，另一種可能是所有的緩沖區(qū)描述符都是滿的。這時就需要根據(jù)指針所指向的緩沖區(qū)描述符的標志位來判斷是滿還是空。
系統(tǒng)初始化時，讀指針和寫指針指向緩沖區(qū)描述符空閑鏈表中的同一個緩沖區(qū)描述符。
本技術(shù)領域人員知道，在網(wǎng)絡處理器中，一個模塊接到數(shù)據(jù)后，首先需要進行相應的協(xié)議處理，然后存放在緩沖區(qū)中，傳給下一個模塊進行處理。這個過程在本發(fā)明中就是通過上述寫指針和讀指針來完成的。下面將對此進行詳細描述。
向緩沖區(qū)寫入數(shù)據(jù)的過程如圖4所示，包括以下步驟步驟401接收數(shù)據(jù)。
步驟402獲取寫指針指向的當前緩沖區(qū)描述符。
步驟403取出當前緩沖區(qū)描述符中的標志位。根據(jù)該標志位即可得知當前緩沖區(qū)描述符對應的子緩沖區(qū)是否為空，也就是說是否還有空閑的緩沖區(qū)間來存儲接收的數(shù)據(jù)。
因此，進到步驟404判斷標志位是否為滿狀態(tài)。
如果是，則表示已沒有空閑的緩沖區(qū)間，這時，進到步驟405丟棄當前數(shù)據(jù)。然后，進到步驟412處理過程結(jié)束。
如果不是，則表示仍有空閑的緩沖區(qū)間，這時，進到步驟406按照相關(guān)協(xié)議對數(shù)據(jù)進行處理。
然后，進到步驟407判斷數(shù)據(jù)處理過程中是否出錯。
如果數(shù)據(jù)處理出錯，則進到步驟408丟棄當前數(shù)據(jù)并設置狀態(tài)域中的錯誤標志。
然后，進到步驟411修改當前緩沖區(qū)描述符中的信息并將寫指針下移，使其指向下一個緩沖區(qū)描述符，即將當前緩沖區(qū)描述符中鏈表指針的值賦給寫指針。
緩沖區(qū)描述符中的信息修改如下將標志位設置為滿狀態(tài)；根據(jù)寫入數(shù)據(jù)的偏移位置及實際長度填寫當前緩沖區(qū)描述符中的偏移值和長度域；設置狀態(tài)域為錯誤狀態(tài)。
如果數(shù)據(jù)處理正常，則進到步驟409根據(jù)緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針獲取對應的空閑子緩沖區(qū)。
步驟410將數(shù)據(jù)寫入空閑子緩沖區(qū)。
然后，進到步驟411修改當前緩沖區(qū)描述符中的信息并將寫指針下移，使其指向下一個緩沖區(qū)描述符，即將當前緩沖區(qū)描述符中鏈表指針的值賦給寫指針。
緩沖區(qū)描述符中的信息修改如下將標志位設置為滿狀態(tài)；根據(jù)寫入數(shù)據(jù)的偏移位置及實際長度填寫當前緩沖區(qū)描述符中的偏移值和長度域。
最后，進到步驟412處理過程結(jié)束。
從緩沖區(qū)中讀出數(shù)據(jù)的過程如圖5所示，包括以下步驟首先，在步驟501獲取讀指針指向的當前緩沖區(qū)描述符。
進到步驟502讀取當前緩沖區(qū)描述符中的標志位。
步驟503判斷標志位是否為滿狀態(tài)，也就是說判斷環(huán)形鏈表中是否有已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)。
如果不是，則進到步驟511處理過程結(jié)束。
如果是，則說明當明緩沖區(qū)描述符對應的子緩沖區(qū)中有數(shù)據(jù)要處理，此時，進到步驟504讀取當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域。
進到步驟505根據(jù)狀態(tài)域中的錯誤標志判斷數(shù)據(jù)是否出錯。
如果出錯，則進到步驟506丟棄當前數(shù)據(jù)并進行出錯統(tǒng)計。
然后，進到步驟510清除當前緩沖區(qū)描述符中的標志信息并將讀指針下移，使其指向下一個緩沖區(qū)描述符，即將當前緩沖區(qū)描述符中鏈表指針的值賦給讀指針。
如果未出錯，則進到步驟507讀取當前緩沖區(qū)描述符中的長度和偏移值。
步驟508根據(jù)緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針獲取對應的已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)。
步驟509對已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)進行相關(guān)協(xié)議處理。
然后，進到步驟510清除子緩沖區(qū)對應的緩沖區(qū)描述符中的標志信息并將讀指針下移。緩沖區(qū)描述符中的標志信息包括標志位、長度、偏移值和狀態(tài)域，將其全部清零。
然后，進到步驟511處理過程結(jié)束。
當接收的數(shù)據(jù)包較大時，需要多個子緩沖區(qū)存儲這些數(shù)據(jù)。為了便于正確識別完整的數(shù)據(jù)包，可以在狀態(tài)域中設置一個數(shù)據(jù)起始標志位FIRST和一個數(shù)據(jù)結(jié)束標志位LAST，分別表示存儲數(shù)據(jù)包的起始和最后一個子緩沖區(qū)。
這樣，對較長的數(shù)據(jù)包可以采用以下兩種方式進行處理(1)上級模塊發(fā)送數(shù)據(jù)時，如果沒有足夠的緩沖區(qū)存儲數(shù)據(jù)，即丟棄該數(shù)據(jù)包。
首先，根據(jù)需要發(fā)送的數(shù)據(jù)長度計算所需子緩沖區(qū)的數(shù)量。因為每個子緩沖區(qū)的大小是固定的，當模塊接收數(shù)據(jù)包后，根據(jù)計算即可獲知該數(shù)據(jù)包需要占用的子緩沖區(qū)的數(shù)量。然后，以當前緩沖區(qū)描述符為起點，根據(jù)緩沖區(qū)描述符中的標志位判斷空閑鏈表中是否有足夠的子緩沖區(qū)。如果有，則依次將數(shù)據(jù)存入各緩沖區(qū)描述符中緩沖區(qū)指針指向的空閑子緩沖區(qū)。如果沒有，則丟棄該數(shù)據(jù)包。
采用這種方式，所存儲的數(shù)據(jù)包都是完整的。下級模塊讀取數(shù)據(jù)時，根據(jù)狀態(tài)域中的數(shù)據(jù)起始標志位FIRST和數(shù)據(jù)結(jié)束標志位LAST即可獲得完整的數(shù)據(jù)包。但這種方式每次接收數(shù)據(jù)后，都需要檢測是否有足夠的緩沖區(qū)，效率較低。
將數(shù)據(jù)依次寫入子緩沖區(qū)，在讀取時，丟棄存儲不完整的數(shù)據(jù)包。
(2)上級模塊發(fā)送數(shù)據(jù)時，將數(shù)據(jù)依次寫入子緩沖區(qū)，下級模塊接收數(shù)據(jù)時，丟棄存儲不完整的數(shù)據(jù)包。
發(fā)送數(shù)據(jù)時，不需要計算存儲該數(shù)據(jù)所需子緩沖區(qū)的個數(shù)，而是只判斷當前寫指針指向的緩沖區(qū)描述符是否空閑，如果空閑，則將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入其對應的子緩沖區(qū)，并設置數(shù)據(jù)起始標志位FIRST，表明是該數(shù)據(jù)包的第一個子緩沖區(qū)，然后，再根據(jù)當前緩沖區(qū)描述符中的鏈表指針判斷下一個緩沖區(qū)描述符是否空閑，如果空閑，則將數(shù)據(jù)寫入其對應的子緩沖區(qū)。重復該過程，如果有足夠空間，則在寫最后一個子緩沖區(qū)后，設置其對應的緩沖區(qū)描述符中的數(shù)據(jù)結(jié)束標志位LAST；如果沒有足夠空間，則將后面的數(shù)據(jù)丟棄。
這樣，就會存儲一個不完整的數(shù)據(jù)包。下級模塊讀取數(shù)據(jù)時，根據(jù)狀態(tài)域中的數(shù)據(jù)起始標志位FIRST獲知該數(shù)據(jù)包的起點，但不能得到對應于該起點的數(shù)據(jù)結(jié)束標志位LAST。當讀到下一個緩沖區(qū)描述符中的數(shù)據(jù)起始標志位FIRST時，將前面讀取的不完整數(shù)據(jù)包丟棄。
可見，不論采用哪種方式，都能獲得一個完整的數(shù)據(jù)包，保證了數(shù)據(jù)傳遞的正確性。
由上述對緩沖區(qū)操作的過程可見，本發(fā)明借助于緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針，建立起緩沖區(qū)描述符和子緩沖區(qū)之間的對應關(guān)系，可以方便數(shù)據(jù)的直接交換；通過緩沖區(qū)描述符中的鏈表指針使子緩沖區(qū)構(gòu)成環(huán)形鏈表，可以靈活地配置緩沖區(qū)的數(shù)量；通過讀、寫指針不需對緩沖區(qū)進行申請和釋放過程即可完成對緩沖區(qū)的操作，可以提高緩沖區(qū)管理的可靠性。子緩沖區(qū)構(gòu)成環(huán)形鏈表循環(huán)使用，最大限度地利用緩沖資源。
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，本領域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述方法包括A、配置所述網(wǎng)絡處理器中相鄰模塊間所需緩沖區(qū)；B、將每個所述緩沖區(qū)劃分為預定個數(shù)的子緩沖區(qū)并使其構(gòu)成環(huán)形鏈表；C、當所述相鄰模塊收/發(fā)數(shù)據(jù)需要緩沖區(qū)時，依次從所述環(huán)形鏈表中獲取所需數(shù)量的子緩沖區(qū)讀出/寫入數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟B包括B1、設置每個子緩沖區(qū)對應的緩沖區(qū)描述符，所述緩沖區(qū)描述符的信息包括標志位、狀態(tài)、偏移值、長度、緩沖區(qū)指針、鏈表指針；B2、根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符的信息建立所述環(huán)形鏈表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟B2包括B21、根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符中的鏈表指針建立存放空閑緩沖區(qū)描述符的空閑鏈表；B22、將所述緩沖區(qū)指針指向其所在緩沖區(qū)描述符對應的子緩沖區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C包括C1、分別建立讀指針和寫指針；C2、當所述相鄰模塊需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過所述寫指針獲取空閑子緩沖區(qū)并寫入所述數(shù)據(jù)；C3、當所述相鄰模塊需要接收數(shù)據(jù)時，通過所述讀指針獲取存儲所述數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)并讀出需要接收的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C2包括C21、獲取所述寫指針指向的當前緩沖區(qū)描述符；C22、根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位獲取所述環(huán)形鏈表中的空閑子緩沖區(qū)；C23、將所述數(shù)據(jù)寫入所述空閑子緩沖區(qū)；C24、修改所述當前緩沖區(qū)描述符中的信息；C25、將所述寫指針下移。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C22包括根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位判斷所述環(huán)形鏈表中的當前緩沖區(qū)是否空閑；如果不是空閑，則丟棄所述數(shù)據(jù)；如果是空閑，則根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針獲取對應的空閑子緩沖區(qū)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C24包括將所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位設置為滿狀態(tài)；根據(jù)寫入數(shù)據(jù)的偏移位置及實際長度填寫所述當前緩沖區(qū)描述符中的偏移值和長度域；如果寫入所述空閑子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)出錯，則設置所述當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域為錯誤狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C3包括C31、獲取所述讀指針指向的當前緩沖區(qū)描述符；C32、根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位獲取所述環(huán)形鏈表中已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)；C33、根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的信息讀取所述已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)；C34、清除所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志信息；C35、將所述讀指針下移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C32包括根據(jù)所述當前緩沖區(qū)描述符中的標志位判斷所述環(huán)形鏈表中的當前子緩沖區(qū)是否存儲了數(shù)據(jù)；如果沒有，則結(jié)束；如果有，則根據(jù)所述緩沖區(qū)描述符中的緩沖區(qū)指針獲取對應的已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，其特征在于，所述步驟C33包括當所述當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域為錯誤狀態(tài)時，則丟棄所述已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)；當所述當前緩沖區(qū)描述符中的狀態(tài)域為正常狀態(tài)時，讀取所述已存儲數(shù)據(jù)的子緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡處理器中使用緩沖區(qū)的方法，包括配置網(wǎng)絡處理器中相鄰模塊間所需緩沖區(qū)；將每個所述緩沖區(qū)劃分為預定個數(shù)的子緩沖區(qū)并使其構(gòu)成環(huán)形鏈表；當相鄰模塊收/發(fā)數(shù)據(jù)需要緩沖區(qū)時，依次從所述環(huán)形鏈表中獲取相應的子緩沖區(qū)讀出/寫入數(shù)據(jù)。使用本發(fā)明，有利于軟件中出現(xiàn)問題的定位，簡單有效地實現(xiàn)對緩沖區(qū)的可靠管理，對緩沖區(qū)的維護方便、可靠。
文檔編號G06F12/02GK1780254SQ20041009121
公開日2006年5月31日 申請日期2004年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
發(fā)明者馬繼彬 申請人:華為技術(shù)有限公司