首先来看如何分配内存给一个网络设备。
内核通过alloc_netdev来分配内存给一个指定的网络设备:
Java代码 
- #define alloc_netdev(sizeof_priv, name, setup) \
- alloc_netdev_mq(sizeof_priv, name, setup, 1)
- struct net_device *alloc_netdev_mq(int sizeof_priv, const char *name,
- void (*setup)(struct net_device *), unsigned int queue_count)
其中alloc_netdev_mq中的第一个元素是每个网络设备的私有数据(主要是包含一些硬件参数，比如中断之类的)的大小，也就是net_device结构中的priv的大小。第二个参数是设备名，我们传递进来一般都是一个待format的字符串，比如"eth%d",到时多个相同类型网卡设备就会依次为eth0,1(内核会通过dev_alloc_name来进行设置)...
第三个参数setup是一个初始化net_device结构的回调函数。
可是一般我们不需要直接调用alloc_netdev的，内核提供了一些包装好的函数：
这里我们只看alloc_etherdev：
Java代码
- #define alloc_etherdev(sizeof_priv) alloc_etherdev_mq(sizeof_priv, 1)
- struct net_device *alloc_etherdev_mq(int sizeof_priv, unsigned int queue_count)
- {
- return alloc_netdev_mq(sizeof_priv, "eth%d", ether_setup, queue_count);
- }
这里实际是根据网卡的类型进行包装，也就类似于oo中的基类，ether_setup初始化一些所有相同类型的网络设备的一些相同配置的域：
Java代码
- void ether_setup(struct net_device *dev)
- {
- dev->header_ops = ð_header_ops;
- dev->change_mtu = eth_change_mtu;
- dev->set_mac_address = eth_mac_addr;
- dev->validate_addr = eth_validate_addr;
- dev->type = ARPHRD_ETHER;
- dev->hard_header_len = ETH_HLEN;
- dev->mtu = ETH_DATA_LEN;
- dev->addr_len = ETH_ALEN;
- dev->tx_queue_len = 1000; /* Ethernet wants good queues */
- dev->flags = IFF_BROADCAST|IFF_MULTICAST;
- memset(dev->broadcast, 0xFF, ETH_ALEN);
- }
接下来我们来看注册网络设备的一些细节。
Java代码
- int register_netdev(struct net_device *dev)
- {
- int err;
- rtnl_lock();
- /*
- * If the name is a format string the caller wants us to do a
- * name allocation.
- */
- if (strchr(dev->name, '%')) {
- ///这里通过dev_alloc_name函数来对设备名进行设置。
- err = dev_alloc_name(dev, dev->name);
- if (err < 0)
- goto out;
- }
- ///注册当前的网络设备到全局的网络设备链表中.下面会详细看这个函数.
- err = register_netdevice(dev);
- out:
- rtnl_unlock();
- return err;
- }
整个网络设备就是一个链表，他需要很方便的遍历所有设备，以及很快的定位某个指定的设备。为此net_device包含了下面3个链表(有关内核中数据结构的介绍，可以去自己google下)：
Java代码
- ///可以根据index来定位设备
- struct hlist_node index_hlist;
- ///可以根据name来定位设备
- struct hlist_node name_hlist;
- ///通过dev_list，将此设备插入到全局的dev_base_head中，我们下面会介绍这个。
- struct list_head dev_list;
当设备注册成功后，还需要通知内核的其他组件，这里通过netdev_chain类型的notifier chain来通知其他组件。事件是NETDEV_REGISTER..其他设备通过register_netdevice_notifier来注册自己感兴趣的事件到此notifier chain上。
网络设备(比如打开或关闭一个设备)，与用户空间的通信通过rtmsg_ifinfo函数，也就是RTMGRP_LINK的netlink。
每个设备还包含两个状态，一个是state字段，表示排队策略状态(用位图表示)，一个是注册状态。
包的排队策略也就是qos了。。
Java代码
- int register_netdevice(struct net_device *dev)
- {
- struct hlist_head *head;
- struct hlist_node *p;
- int ret;
- struct net *net;
- BUG_ON(dev_boot_phase);
- ASSERT_RTNL();
- might_sleep();
- /* When net_device's are persistent, this will be fatal. */
- BUG_ON(dev->reg_state != NETREG_UNINITIALIZED);
- BUG_ON(!dev_net(dev));
- net = dev_net(dev);
- ///初始化相关的锁
- spin_lock_init(&dev->addr_list_lock);
- netdev_set_addr_lockdep_class(dev);
- netdev_init_queue_locks(dev);
- dev->iflink = -1;
- /* Init, if this function is available */
- if (dev->init) {
- ret = dev->init(dev);
- if (ret) {
- if (ret > 0)
- ret = -EIO;
- goto out;
- }
- }
- if (!dev_valid_name(dev->name)) {
- ret = -EINVAL;
- goto err_uninit;
- }
- ///给设备分配一个唯一的identifier.
- dev->ifindex = dev_new_index(net);
- if (dev->iflink == -1)
- dev->iflink = dev->ifindex;
- ///在全局的链表中检测是否有重复的名字
- head = dev_name_hash(net, dev->name);
- hlist_for_each(p, head) {
- struct net_device *d
- = hlist_entry(p, struct net_device, name_hlist);
- if (!strncmp(d->name, dev->name, IFNAMSIZ)) {
- ret = -EEXIST;
- goto err_uninit;
- }
- }
- ///下面是检测一些特性的组合是否合法。
- /* Fix illegal checksum combinations */
- if ((dev->features & NETIF_F_HW_CSUM) &&
- (dev->features & (NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM))) {
- printk(KERN_NOTICE "%s: mixed HW and IP checksum settings.\n",
- dev->name);
- dev->features &= ~(NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM);
- }
- if ((dev->features & NETIF_F_NO_CSUM) &&
- (dev->features & (NETIF_F_HW_CSUM|NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM))) {
- printk(KERN_NOTICE "%s: mixed no checksumming and other settings.\n",
- dev->name);
- dev->features &= ~(NETIF_F_IP_CSUM|NETIF_F_IPV6_CSUM|NETIF_F_HW_CSUM);
- }
- /* Fix illegal SG+CSUM combinations. */
- if ((dev->features & NETIF_F_SG) &&
- !(dev->features & NETIF_F_ALL_CSUM)) {
- printk(KERN_NOTICE "%s: Dropping NETIF_F_SG since no checksum feature.\n",
- dev->name);
- dev->features &= ~NETIF_F_SG;
- }
- /* TSO requires that SG is present as well. */
- if ((dev->features & NETIF_F_TSO) &&
- !(dev->features & NETIF_F_SG)) {
- printk(KERN_NOTICE "%s: Dropping NETIF_F_TSO since no SG feature.\n",
- dev->name);
- dev->features &= ~NETIF_F_TSO;
- }
- if (dev->features & NETIF_F_UFO) {
- if (!(dev->features & NETIF_F_HW_CSUM)) {
- printk(KERN_ERR "%s: Dropping NETIF_F_UFO since no "
- "NETIF_F_HW_CSUM feature.\n",
- dev->name);
- dev->features &= ~NETIF_F_UFO;
- }
- if (!(dev->features & NETIF_F_SG)) {
- printk(KERN_ERR "%s: Dropping NETIF_F_UFO since no "
- "NETIF_F_SG feature.\n",
- dev->name);
- dev->features &= ~NETIF_F_UFO;
- }
- }
- /* Enable software GSO if SG is supported. */
- if (dev->features & NETIF_F_SG)
- dev->features |= NETIF_F_GSO;
- ///初始化设备驱动的kobject并创建相关的sysfs
- netdev_initialize_kobject(dev);
- ret = netdev_register_kobject(dev);
- if (ret)