4. ndo_start_xmit에서 TX completion과 BQL까지 추적한다

CHAPTER 04

4. ndo_start_xmit에서 TX completion과 BQL까지 추적한다

skb queue 선택, descriptor 수 계산, DMA mapping, checksum/TSO/context 설정, OWN publish, tail write, completion reclaim과 netdev queue wake를 packet ID 하나로 연결합니다.

queue selection

skb queue_mapping이 DMA channel/MTL queue로 어떻게 바뀌는지 확인합니다. traffic class와 실제 hardware queue 번호가 다를 수 있습니다.

stop/wake

남은 descriptor가 부족하면 subqueue를 멈추고 completion reclaim 뒤 깨웁니다. stop 전 재검사와 memory ordering이 중요합니다.

BQL

전송한 byte와 completion byte를 accounting해 software queue를 제한합니다. descriptor free count와 별도 제어입니다.

TX timestamp

hardware timestamp 요청 packet은 completion과 timestamp availability 수명이 추가됩니다.

레지스터와 관측값을 함께 읽는 표

항목	소유 블록	설정 또는 의미	정상 증거	실패 해석
TX ring base/length	DMA channel	queue별 descriptor ring	software queue와 일치	channel mapping 오류
TX tail/current	DMA channel	producer 공개와 fetch 위치	traffic에 따라 진행	doorbell/descriptor fetch 정지
TX descriptor status	descriptor	OWN, error, last segment	completion 후 OWN clear/error 0	underflow/jabber/bus error
MTL TX queue status	MTL	FIFO fill, read/write state	traffic과 함께 변동	MAC backpressure/underflow
DMA interrupt	DMA channel	TX complete/abnormal	coalescing 정책대로 발생	mask 또는 status ack
BQL counters	netdev core	sent/completed bytes	장기적으로 수렴	completion accounting 누락

증상에서 첫 실패 경계를 찾는 표

관측 증상	직전 통과 증거	우선 확인	반증 시험	판정
xmit 호출, tail 불변	qdisc dequeue 성공	mapping/descriptor 부족	xmit return과 ring index trace	driver enqueue 경계
tail 진행, current 고정	descriptor OWN set	DMA fetch/base/bus	DMA status와 IOMMU fault	device fetch 경계
current 진행, wire 없음	DMA가 descriptor 소비	MTL/MAC Tx enable	FIFO status와 MAC counters	DMA-MAC 경계
wire 전송, completion 없음	상대 capture 성공	TX status/IRQ mask	poll reclaim 강제와 status read	completion 전달 경계
queue 영구 stop	descriptor가 실제 free	wake/BQL accounting	stop/wake trace	queue lifecycle
TSO에서만 packet 오류	normal skb 성공	context descriptor/MSS/checksum	TSO off 비교	offload descriptor

그림 1. 4. ndo_start_xmit에서 TX completion과 BQL까지 추적한다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 qdisc

02 ndo_start_xmit

03 queue select

04 DMA map

05 descriptor/context

06 OWN+tail

07 wire

08 TX IRQ/NAPI

09 reclaim+BQL

실제 검증 절차

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	skb sequence와 queue_mapping, descriptor start/count를 기록합니다.	packet→ring ledger	queue 경로 고정
2	tail/current/MTL status를 TX 직전과 timeout에서 비교합니다.	처음 멈춘 block	DMA와 MAC 분리
3	completion에서 unmap, skb free, BQL complete 순서를 trace합니다.	동일 packet ID	수명/회계 검증
4	linear, fragmented, checksum, TSO packet을 따로 시험합니다.	형식별 pass/fail	descriptor path 격리

주의`NETDEV_TX_BUSY`를 반환한 경로에서 skb ownership과 mapping을 이미 소비했는지 반드시 확인합니다. 잘못된 ownership은 재전송 시 이중 해제로 이어집니다.

공개적으로 다시 확인할 수 있는 자료

공개되지 않은 vendor register나 integration별 offset을 추측해서 채우지 않았습니다. 아래 제조사 자료, architecture 문서와 Linux v6.18.37 원본에서 다시 확인할 수 있는 범위만 사용했습니다.

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