Linux网络设备驱动程序体系结构
-------------------------------------- | 数据包发送 | 数据包接收 | ----->网络协议接口层 | dev_queue_xmit() | netif_rx() | |-------------------------------------- | 结构体 net_device | ----->网络设备接 口层 -------------------------------------- | 数据包发送 | 中断处理 | ----->网络驱动功能层 | hard_start_xmit() | 数据包接收 | |-------------------------------------- | 网络设备媒介(物理层) | ----->网络设备与媒介层 --------------------------------------
硬件相关的驱动程序(要提供hard_start_xmit, 有数据时要用netif_rx上报)
5.sk_buff套接字缓冲区，用于linux中各层之间传输数据。当要发送数据包的时候，内核必须建立一个包含传输数据的sk_buff然后将sk_buff交给下层，各层在sk_buff递交给下一层，各层在sk_buff中添加不同的协议贞头，直到交给网络设备发送。接收原理相同。struct sk_buff {/* These two members must be first. */struct sk_buff *next;struct sk_buff *prev;/*网络设备接口层中的net_devive结构体*/struct net_device *dev;....
/*控制缓冲区 ，每个层都可以使用它，用于存放私有数据*/char cb[48];
unsigned int len, //数据真实长度data_len,//数据长度mac_len; //链接层帧头的长度/*钩子函数 垃圾回收*/void (*destructor)(struct sk_buff *skb);
sk_buff_data_t transport_header; sk_buff_data_t network_header;sk_buff_data_t mac_header;/* These elements must be at the end, see alloc_skb() for details. */sk_buff_data_t tail;sk_buff_data_t end;unsigned char *head,*data;unsigned int truesize;atomic_t users;};5.1、sk_buff结构：----------- ---->*head| 头部 ||------------ ---->*data| 数据 || 缓存 ||----------- ---->*tail| 尾部 |----------- ---->*end
5.2、分配：分配套接字缓冲区：以GFP_ATOMIC优先级进行skb的分配，因为该函数经常在设备驱动中被调用static inline struct sk_buff *dev_alloc_skb(unsigned int length)
分配一个套接字缓冲区和一个数据缓冲区，参数len为数据缓冲区的大小，ARM通常32位对齐,参数priority为内存分配的优先级。static inline struct sk_buff *alloc_skb(unsigned int size,gfp_t priority)
5.3、释放：//用于释放dev_alloc_skb的内存，用于非中断上下文中void dev_kfree_skb(struct sk_buff *skb)//用于中断上下文中static inline void dev_kfree_skb_irq(struct sk_buff *skb)//中断和非中断都可以用 any，其实就是做了一个判断void dev_kfree_skb_any(struct sk_buff *skb){if (in_irq() || irqs_disabled())dev_kfree_skb_irq(skb);elsedev_kfree_skb(skb);}5.4、变更：缓冲区尾部增加数据 skbstatic inline unsigned char *skb_put(struct sk_buff *skb, unsigned int len)skb->tail += len;skb->len += len;
缓冲区开头增加数据static inline unsigned char *skb_push(struct sk_buff *skb, unsigned int len)skb->data -= len;skb->len += len;
缓冲区开头移除数据static inline unsigned char *skb_pull(struct sk_buff *skb, unsigned int len)skb->len -= len;return skb->data += len;
调节缓冲区头部static inline void skb_reserve(struct sk_buff *skb, int len)skb->data += len;skb->tail += len;
6.net_device结构体struct net_device{/*网络设备名称*/char name[IFNAMSIZ];
unsigned long mem_end; /* 共享内存结束地址 */unsigned long mem_start; /* 共享内存开始地址 */unsigned long base_addr; /* I/O设备的基地址 */unsigned int irq; /* 设备中断号 */
unsigned char if_port; /* 多端口设备使用哪一个端口*/unsigned char dma; /* DMA channel
/*设备初始化函数，只被调用一次 */int (*init)(struct net_device *dev);
/*用于获取网络设备的状态信息*/struct net_device_stats* (*get_stats)(struct net_device *dev);/*存放详细的网络设备流量统计信息*/struct net_device_stats stats;
.......................unsigned mtu; /* interface MTU(最大传输单元) value*/unsigned short type; /* 硬件接口类型 */unsigned short hard_header_len; /* 硬件头的长度 */
/*MAC地址*/unsigned char dev_addr[MAX_ADDR_LEN];
/*私有数据，用于存放私有的数据，netdev_priv()*/void *priv;
/*启动数据包的发送*/int (*hard_start_xmit) (struct sk_buff *skb,struct net_device *dev);
/*开始发送数据时候的时间戳 格式为：jiffies */unsigned long trans_start;
/* 最后一次接受数据包的长度 */unsigned long last_rx;
/* open用于打开网络设备，获取所需的IO地址和中断号.stop()用于停止网络设备 */int (*open)(struct net_device *dev);int (*stop)(struct net_device *dev);
/*用于设置设备的MAC地址*/int (*set_mac_address)(struct net_device *dev,void *addr);
/*进行特定的IO控制*/int (*do_ioctl)(struct net_device *dev,struct ifreq *ifr, int cmd);/*用于配置接口，可以用来改变设备的IO地址和中断号*/int (*set_config)(struct net_device *dev,struct ifmap *map);
/*数据包发送超时时候会被调用，可以用来重启网卡*/void (*tx_timeout) (struct net_device *dev);
/*linux4.0才有的一个结构体，linux2.6没有,操作硬件的集合*/struct net_device_ops {.....};};
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