嵌入式Linux網(wǎng)絡驅(qū)動程序的開發(fā)及實現(xiàn)原理
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網(wǎng)絡設備是異步地接收外來的數(shù)據(jù)包并且主動的“請求”將硬件獲得的數(shù)據(jù)包壓入內(nèi)核。網(wǎng)絡設備接收數(shù)據(jù)包是通過中斷實現(xiàn)的。對于網(wǎng)絡接口，接收到新數(shù)據(jù)包，發(fā)送完成或者報告錯誤信息及連接狀態(tài)等都會觸發(fā)中斷，通常中斷處理程序通過檢測硬件狀態(tài)寄存器判斷是哪種情況。
當設備收到數(shù)據(jù)后會產(chǎn)生一個中斷，由硬件通知驅(qū)動程序有數(shù)據(jù)包到達。在中斷處理程序中驅(qū)動程序申請一塊sk_buff(一般定義為skb)緩沖區(qū)，然后從硬件讀出數(shù)據(jù)放到申請好的緩沖區(qū)里，接下來填充sk_buff中的部分信息：包括接收到數(shù)據(jù)的設備結(jié)構(gòu)體指針填入skb->dev；收到數(shù)據(jù)幀的類型填入skb->protocol；把指針skb->mac.raw指向硬件數(shù)據(jù)并丟棄硬件針頭(skb_pull)；設置skb->pkt_type，標明鏈路層數(shù)據(jù)類型。最后調(diào)用協(xié)議接口層函數(shù)netif_rx()
實例中數(shù)據(jù)接收函數(shù)cs8900_receive()由網(wǎng)絡驅(qū)動的中斷處理函數(shù)調(diào)用，主要完成如下工作：
a.通過從I/O口讀取RxStatus和RxLength的值，確定接收數(shù)據(jù)幀的狀態(tài)信息和長度；
b.判斷接收數(shù)據(jù)幀的狀態(tài)是否正常，若異常則記錄相關錯誤信息，然后函數(shù)返回；
c.正常情況下，在內(nèi)存中申請一塊sk_buff緩存，并將數(shù)據(jù)從CS8900A的片內(nèi)存儲器傳送到sk_buff緩存中；d.從數(shù)據(jù)幀中獲取協(xié)議頭并賦給skb->protocol；
e.通過調(diào)用netif_rx()函數(shù)將接收到的數(shù)據(jù)送往上層協(xié)議棧進行處理；
f.記錄接收數(shù)據(jù)的時間并更新統(tǒng)計信息；
3將設備驅(qū)動模塊編譯進內(nèi)核
設計好模塊化的網(wǎng)絡驅(qū)動程序后，我們就可以編譯這個內(nèi)核模塊，并將這個自定義的內(nèi)核模塊作為Linux系統(tǒng)源碼的一部分編譯出新的系統(tǒng)。下面介紹的內(nèi)容均在Linux2.6.18內(nèi)核上編譯通過，可以在2.6.x版本內(nèi)核中通用。如前所述，由于Linux2.6內(nèi)核引入了kbuild的新機制，使得編譯新的內(nèi)核模塊或者將自己編寫的內(nèi)核模塊集成到內(nèi)核源碼中都變得非常簡單了。
Linux2.6內(nèi)核中，編譯內(nèi)核模塊首先要在/usr/src下正確配置和構(gòu)造內(nèi)核源碼樹，即把需要版本的內(nèi)核源碼解壓在/usr/src/，并在內(nèi)核源碼的主目錄下(這里為/usr/src/linux-2.6.18.3)，使用make menuconfig或者make gconfig命令配置內(nèi)核，然后使用make all完整編譯內(nèi)核。
下面以作者開發(fā)的CS8900A網(wǎng)卡驅(qū)動為實例，介紹如何將網(wǎng)絡設備驅(qū)動模塊編譯進內(nèi)核。
a.在系統(tǒng)源碼樹drivers目錄下創(chuàng)建新目錄Cs8900；
b.將編寫好的文件cs8900.c和cs8900.h拷貝到drivers/Cs8900目錄下；
c.在drivers/Cs8900目錄下，編寫Makefile文件：
＃Makefile for CS8900A Network Driver
obj -$(CONFIG_DRIVER_CS8900A) +=cs8900.o
d.在drivers/Cs8900目錄下，編寫Kconfig文件:
＃Just for CS8900A Network Interface
menu CS8900A Network Interface support
config DRIVER_CS8900A
tristate CS8900A support
--------help--------
This is a network driver module for CS8900A.
endmenu
e.在driver目錄下的Kconfig文件endmenu語句前，加入一行：
source drivers/Cs8900/Kconfig
這樣在內(nèi)核源碼樹的主目錄下，通過make menuconfig或者make gconfig命令就可以在Device Drivers選項的下面找到CS8900A Network Interface support選項，并找到CS8900A support的選擇菜單，它有三種狀態(tài)：未選中(不編譯)、選中(M)一編譯為模塊、選中(*)一編譯為新系統(tǒng)一部分。
重新編譯內(nèi)核即可得到支持CS8900A網(wǎng)卡的內(nèi)核，然后將內(nèi)核下載到FS2410的開發(fā)板上，通過配置網(wǎng)絡參數(shù)，就可以測試網(wǎng)卡驅(qū)動程序的行為了。
4 結(jié)束語
在這個信息爆炸的時代，人們對于網(wǎng)絡的需求愈發(fā)強烈，越來越多的嵌入式設備都需要具有以太網(wǎng)的接入功能，因此開發(fā)網(wǎng)絡驅(qū)動程序?qū)τ诤芏?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/嵌入式">嵌入式產(chǎn)品的研發(fā)至關重要。具體開發(fā)嵌入式Linux網(wǎng)絡驅(qū)動程序時，可以參照內(nèi)核中已經(jīng)支持的網(wǎng)絡驅(qū)動源代碼，在重點理解Linux網(wǎng)絡驅(qū)動實現(xiàn)原理的基礎上，按照模塊設計較為固定的開發(fā)模式，結(jié)合具體物理設備的硬件手冊，移植編寫需要的模塊化的網(wǎng)絡驅(qū)動程序。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/152169.htm linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
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