5. RX descriptor에서 page_pool과 skb까지 buffer 수명을 추적한다

CHAPTER 05

driver가 빈 buffer를 map해 RX ring에 공급하고, device가 frame을 기록한 뒤 NAPI가 length/status를 검사해 skb로 넘기고 새 buffer로 refill하는 과정을 분리합니다.

RX는 packet이 오기 전에 충분한 buffer가 device ownership으로 준비돼야 합니다. refill 실패는 이후 DMA overflow로 나타날 수 있습니다.

jumbo 또는 작은 buffer 설정에서는 한 frame이 여러 descriptor를 차지합니다. first/last와 누적 length가 필요합니다.

page recycling과 DMA mapping 비용을 줄이지만 page가 skb, XDP 또는 ring 중 누구에게 있는지 lifetime을 엄격히 관리합니다.

checksum, VLAN, RSS hash, timestamp와 error status를 skb에 옮길 때 descriptor format에 맞는 field를 사용합니다.

항목	소유 블록	설정 또는 의미	정상 증거	실패 해석
RX ring base/length	DMA channel	buffer 공급 ring	모든 entry에 유효 DMA address	빈/잘못된 ring
RX tail/current	DMA channel	refill 공개와 consume 위치	부하에서 함께 진행	tail update 누락
RX descriptor status	descriptor	OWN, first/last, length, error	CPU 회수 시 일관된 frame	partial/multi-buffer 조립
DMA missed/overflow	DMA channel	buffer 부족/FIFO overflow	정상 부하에서 증가 없음	refill/NAPI/MTL 병목
MAC RX counters	MAC	good/error/filter frame	descriptor count와 대응	DMA 전 drop 분리
page_pool stats	page_pool/driver	alloc/recycle/release	steady state에서 재활용	page leak 또는 premature recycle

관측 증상	직전 통과 증거	우선 확인	반증 시험	판정
MAC good, descriptor 없음	MAC filter 통과	RX enable/ring/tail	DMA channel status와 base readback	MAC-DMA 경계
처음만 받고 멈춤	초기 ring 정상	refill과 tail update	free entry 수 trace	buffer 공급 경계
jumbo만 drop	MTU frame 정상	multi-descriptor와 buffer size	MTU/BUF_SIZE 조합 sweep	frame 조립
checksum error 표시만 이상	payload capture 정상	descriptor checksum field decode	RX checksum off 비교	metadata 해석
page leak	packet 전달 정상	skb release/page_pool recycle	장시간 page count와 ref trace	buffer lifetime
non-coherent에서 payload 깨짐	length/status 정상	DMA sync for CPU	cache maintenance instrumentation	cache ownership

그림 1. 5. RX descriptor에서 page_pool과 skb까지 buffer 수명을 추적한다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 page allocate/map

02 RX descriptor refill

03 OWN+tail

04 frame DMA

05 OWN clear/status

06 NAPI inspect

07 skb/XDP

08 page recycle 또는 stack

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	ring 초기화 후 모든 buffer DMA address와 OWN을 검사합니다.	refill completeness	입력 조건 확인
2	frame sequence와 descriptor first/last/length를 연결합니다.	frame 조립표	multi-buffer 검증
3	MAC good, DMA complete, netdev RX를 같은 packet 수로 비교합니다.	counter ladder	drop 경계 찾기
4	장시간 부하 후 page_pool inflight/recycle과 memory 사용량을 확인합니다.	steady-state 수명	leak 검출

주의RX descriptor가 CPU ownership으로 돌아왔어도 streaming DMA buffer는 CPU 접근 전 sync가 필요할 수 있습니다.

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.