Linux網卡驅動程序編寫

2.2.2打開(open)

open這個方法在網絡設備驅動程序里是網絡設備被激活的時候被調用(即設備狀態(tài)由down-->up)。所以實際上很多在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動程序做為一個模塊被裝入，則要防止模塊卸載時設備處于打開狀態(tài)。在open方法里要調用MOD_INC_USE_COUNT宏。

2.2.3關閉(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)負擔。close是在設備狀態(tài)由up轉為down時被調用的。另外如果是做為模塊裝入的驅動程序，close里應該調用MOD_DEC_USE_COUNT，減少設備被引用的次數，以使驅動程序可以被卸載。

另外close方法必須返回成功(0==success)。

2.2.4發(fā)送(hard_start_xmit)

所有的網絡設備驅動程序都必須有這個發(fā)送方法。在系統(tǒng)調用驅動程序的xmit時，發(fā)送的數據放在一個sk_buff結構中。一般的驅動程序把數據傳給硬件發(fā)出去。也有一些特殊的設備比如loopback把數據組成一個接收數據再回送給系統(tǒng)，或者dummy設備直接丟棄數據。

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任務一般由中斷完成。硬件在發(fā)送結束后產生中斷，這時可以把tbusy置0，然后用mark_bh()調用通知系統(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中的數據已經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，數據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)

驅動程序并不存在一個接收方法。有數據收到應該是驅動程序來通知系統(tǒng)的。一般設備收到數據后都會產生一個中斷，在中斷處理程序中驅動程序申請一塊sk_buff(skb)，從硬件讀出數據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指向硬件數據然后丟棄硬件幀頭(skb_pull)。還要設置skb->pkt_type，標明第二層(鏈路層)數據類型?？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)

最后調用netif_rx()把數據傳送給協(xié)議層。netif_rx()里數據放入處理隊列然后返回，真正的處理是在中斷返回以后，這樣可以減少中斷時間。調用netif_rx()以后，

驅動程序就不能再存取數據緩沖區(qū)skb。

2.2.6硬件幀頭(hard_header)

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

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

在協(xié)議層調用hard_header時，傳送的參數包括(2.0.xx)：數據的sk_buff，device指針，protocol，目的地址(daddr)，源地址(saddr)，數據長度(len)。數據長度不要使用sk_buff中的參數，因為調用hard_header時數據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。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需要地址解析(arp))，則返回負字節(jié)數。hard_header返回負數的情況下，協(xié)議層會做進一步的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，dev->arp=0，做arp)。

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

2.2.7地址解析(xarp)

有些網絡有硬件地址(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。這個對應是通過地址解析完成的。需要做arp的的設備在發(fā)送之前會調用驅動程序的rebuild_header方法。調用的主要參數包括指向硬件幀頭的指針，協(xié)議層地址。如果驅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的調用在net/core/dev.c的do_dev_queue_xmit()里。

2.2.8參數設置和統(tǒng)計數據

在驅動程序里還提供一些方法供系統(tǒng)對設備的參數進行設置和讀取信息。一般只有超級用戶(root)權限才能對設備參數進行設置。設置方法有：

dev->set_mac_address()

當用戶調用ioctl類型為SIOCSIFHWADDR時是要設置這個設備的mac地址。一般對mac地址的設置沒有太大意義的。

dev->set_config()

當用戶調用ioctl時類型為SIOCSIFMAP時，系統(tǒng)會調用驅動程序的set_config方法。用戶會傳遞一個ifmap結構包含需要的I/O、中斷等參數。

dev->do_ioctl()

如果用戶調用ioctl時類型在SIOCDEVPRIVATE和SIOCDEVPRIVATE+15之間，系統(tǒng)會調用驅動程序的這個方法。一般是設置設備的專用數據。

讀取信息也是通過ioctl調用進行。除次之外驅動程序還可以提供一個

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

linuxman@263.net

.3網絡驅動程序中用到的數據結構

最重要的是網絡設備的數據結構。定義在include/linux/netdevice.h里。它的注釋已經足夠詳盡。

structdevice