Linux網(wǎng)卡驅(qū)動程序編寫

2.2.2打開(open)

open這個方法在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序里是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備被激活的時候被調(diào)用(即設(shè)備狀態(tài)由down-->up)。所以實(shí)際上很多在initialize中的工作可以放到這里來做。比如資源的申請，硬件的激活。如果dev->open返回非0(error)，則硬件的狀態(tài)還是down。

open方法另一個作用是如果驅(qū)動程序做為一個模塊被裝入，則要防止模塊卸載時設(shè)備處于打開狀態(tài)。在open方法里要調(diào)用MOD_INC_USE_COUNT宏。

2.2.3關(guān)閉(stop)

close方法做和open相反的工作?？梢葬尫拍承┵Y源以減少系統(tǒng)負(fù)擔(dān)。close是在設(shè)備狀態(tài)由up轉(zhuǎn)為down時被調(diào)用的。另外如果是做為模塊裝入的驅(qū)動程序，close里應(yīng)該調(diào)用MOD_DEC_USE_COUNT，減少設(shè)備被引用的次數(shù)，以使驅(qū)動程序可以被卸載。

另外close方法必須返回成功(0==success)。

2.2.4發(fā)送(hard_start_xmit)

所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動程序都必須有這個發(fā)送方法。在系統(tǒng)調(diào)用驅(qū)動程序的xmit時，發(fā)送的數(shù)據(jù)放在一個sk_buff結(jié)構(gòu)中。一般的驅(qū)動程序把數(shù)據(jù)傳給硬件發(fā)出去。也有一些特殊的設(shè)備比如loopback把數(shù)據(jù)組成一個接收數(shù)據(jù)再回送給系統(tǒng)，或者dummy設(shè)備直接丟棄數(shù)據(jù)。

如果發(fā)送成功，hard_start_xmit方法里釋放sk_buff，返回0(發(fā)送成功)。如果設(shè)備暫時無法處理，比如硬件忙，則返回1。這時如果dev->tbusy置為非0，則系統(tǒng)認(rèn)為硬件忙，要等到dev->tbusy置0以后才會再次發(fā)送。tbusy的置0任務(wù)一般由中斷完成。硬件在發(fā)送結(jié)束后產(chǎn)生中斷，這時可以把tbusy置0，然后用mark_bh()調(diào)用通知系統(tǒng)可以再次發(fā)送。在發(fā)送不成功的情況下，也可以不置dev->tbusy為非0，這樣系統(tǒng)會不斷嘗試重發(fā)。如果hard_start_xmit發(fā)送不成功，則不要釋放sk_buff。傳送下來的sk_buff中的數(shù)據(jù)已經(jīng)包含硬件需要的幀頭。所以在發(fā)送方法里不需要再填充硬件幀頭，數(shù)據(jù)可以直接提交給硬件發(fā)送。sk_buff是被鎖住的(locked)，確保其他程序不會存取它。

2.2.5接收(reception)

驅(qū)動程序并不存在一個接收方法。有數(shù)據(jù)收到應(yīng)該是驅(qū)動程序來通知系統(tǒng)的。一般設(shè)備收到數(shù)據(jù)后都會產(chǎn)生一個中斷，在中斷處理程序中驅(qū)動程序申請一塊sk_buff(skb)，從硬件讀出數(shù)據(jù)放置到申請好的緩沖區(qū)里。接下來填充sk_buff中的一些信息。skb->dev=dev，判斷收到幀的協(xié)議類型，填入skb->protocol(多協(xié)議的支持)。把指針skb->mac.raw指向硬件數(shù)據(jù)然后丟棄硬件幀頭(skb_pull)。還要設(shè)置skb->pkt_type，標(biāo)明第二層(鏈路層)數(shù)據(jù)類型?？梢允且韵骂愋停?p>PACKET_BROADCAST:鏈路層廣播

PACKET_MULTICAST:鏈路層組播

PACKET_SELF:發(fā)給自己的幀

PACKET_OTHERHOST:發(fā)給別人的幀(監(jiān)聽模式時會有這種幀)

最后調(diào)用netif_rx()把數(shù)據(jù)傳送給協(xié)議層。netif_rx()里數(shù)據(jù)放入處理隊(duì)列然后返回，真正的處理是在中斷返回以后，這樣可以減少中斷時間。調(diào)用netif_rx()以后，

驅(qū)動程序就不能再存取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)skb。

2.2.6硬件幀頭(hard_header)

硬件一般都會在上層數(shù)據(jù)發(fā)送之前加上自己的硬件幀頭，比如以太網(wǎng)(Ethernet)就有14字節(jié)的幀頭。這個幀頭是加在上層ip、ipx等數(shù)據(jù)包的前面的。驅(qū)動程序提供一個hard_header方法，協(xié)議層(ip、ipx、arp等)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前會調(diào)用這段程序。

硬件幀頭的長度必須填在dev->hard_header_len，這樣協(xié)議層回在數(shù)據(jù)之前保留好硬件幀頭的空間。這樣hard_header程序只要調(diào)用skb_push然后正確填入硬件幀頭就可以了。

在協(xié)議層調(diào)用hard_header時，傳送的參數(shù)包括(2.0.xx)：數(shù)據(jù)的sk_buff，device指針，protocol，目的地址(daddr)，源地址(saddr)，數(shù)據(jù)長度(len)。數(shù)據(jù)長度不要使用sk_buff中的參數(shù)，因?yàn)檎{(diào)用hard_header時數(shù)據(jù)可能還沒完全組織好。saddr是NULL的話是使用缺省地址(default)。daddr是NULL表明協(xié)議層不知道硬件目的地址。如果hard_header完全填好了硬件幀頭，則返回添加的字節(jié)數(shù)。如果硬件幀頭中的信息還不完全(比如daddr為NULL，但是幀頭中需要目的硬件地址。典型的情況是以太網(wǎng)需要地址解析(arp))，則返回負(fù)字節(jié)數(shù)。hard_header返回負(fù)數(shù)的情況下，協(xié)議層會做進(jìn)一步的buildheader的工作。目前Linux系統(tǒng)里就是做arp(如果hard_header返回正，dev->arp=1，表明不需要做arp，返回負(fù)，dev->arp=0，做arp)。

對hard_header的調(diào)用在每個協(xié)議層的處理程序里。如ip_output。

2.2.7地址解析(xarp)

有些網(wǎng)絡(luò)有硬件地址(比如Ethernet)，并且在發(fā)送硬件幀時需要知道目的硬件地址。這樣就需要上層協(xié)議地址(ip、ipx)和硬件地址的對應(yīng)。這個對應(yīng)是通過地址解析完成的。需要做arp的的設(shè)備在發(fā)送之前會調(diào)用驅(qū)動程序的rebuild_header方法。調(diào)用的主要參數(shù)包括指向硬件幀頭的指針，協(xié)議層地址。如果驅(qū)動程序能夠解析硬件地址，就返回1，如果不能，返回0。

對rebuild_header的調(diào)用在net/core/dev.c的do_dev_queue_xmit()里。

2.2.8參數(shù)設(shè)置和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

在驅(qū)動程序里還提供一些方法供系統(tǒng)對設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和讀取信息。一般只有超級用戶(root)權(quán)限才能對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置方法有：

dev->set_mac_address()

當(dāng)用戶調(diào)用ioctl類型為SIOCSIFHWADDR時是要設(shè)置這個設(shè)備的mac地址。一般對mac地址的設(shè)置沒有太大意義的。

dev->set_config()

當(dāng)用戶調(diào)用ioctl時類型為SIOCSIFMAP時，系統(tǒng)會調(diào)用驅(qū)動程序的set_config方法。用戶會傳遞一個ifmap結(jié)構(gòu)包含需要的I/O、中斷等參數(shù)。

dev->do_ioctl()

如果用戶調(diào)用ioctl時類型在SIOCDEVPRIVATE和SIOCDEVPRIVATE+15之間，系統(tǒng)會調(diào)用驅(qū)動程序的這個方法。一般是設(shè)置設(shè)備的專用數(shù)據(jù)。

讀取信息也是通過ioctl調(diào)用進(jìn)行。除次之外驅(qū)動程序還可以提供一個

dev->get_stats方法，返回一個enet_statistics結(jié)構(gòu)，包含發(fā)送接收的統(tǒng)計(jì)信息。ioctl的處理在net/core/dev.c的dev_ioctl()和dev_ifsioc()里。

linuxman@263.net

.3網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序中用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

最重要的是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。定義在include/linux/netdevice.h里。它的注釋已經(jīng)足夠詳盡。

structdevice