[国嵌攻略][133][网卡驱动架构分析]

Posted 2020-06-21 盛夏夜

Linux网络子系统

1.系统调用接口：提供系统调用

2.协议无关接口：统一网络协议给系统调用接口使用

3.网络协议栈  ：实现网络协议

4.设备无关接口：统一设备驱动程序给网络协议使用

5.设备驱动程序：实现网卡驱动

 

Linux驱动在内核中都有一个结构来描述，首先找到设备描述结构，然后找到设备如何注册和初始化。

 

网卡描述结构

在Linux内核中，每个网卡都由一个net_device结构来描述，其中一些重要成员：

char name[IFNAMSIZ]   设备名，如：eth%d

unsigned long base_addr   I/O基地址

const strcut net_device_ops *netdev_ops   网卡操作集合

 

网卡操作集合

类似于字符设备驱动中的file_operations结构，net_device_ops结构记录了网卡所支持的操作。

struct const struct net_device_ops dm9000_netdev_ops = {

    .ndo_open = dm9000_open,

    .ndo_stop = dm9000_stop,

    .ndo_start_xmit = dm9000_start_xmit,

    .ndo_do_ioctl = dm9000_ioctl,

    .ndo_validate_addr = eth_validate_addr,

    .ndo_set_mac_address = eth_mac_addr

};

 

网络数据包

Linux内核中每个网络数据包都由一个套接字缓冲区结构struct sk_buff描述，即一个sk_buff结构就是一个网络包，指向sk_buff的指针通常称为skb，例如：struct sk_buff *skb。

struct sk_buff结构内的成员有：head,data,tail,end。head和end是网络包的起始地址和结束地址，data和tail是网络包有效数据的起始位置和结束位置。data和tail的范围不会超过head和end的范围。

 

网卡驱动架构分析CS8900.c

分析网卡驱动程序时一般分析驱动的初始化，发送和接收。首先要找到模块的入口module_init，但是在早期的Linux驱动程序中模块的入口是init_module。网卡数据的发送函数在net_device_op操作集合中，网卡数据的接收在中断中完成。

 

网卡初始化

1.分配net_device,使用alloc_etherdev

2.初始化net_device结构

2.1.初始化中断号

2.2.初始化基地址

2.3.初始化MAC地址

2.4.初始化netdev_ops

3.初始化硬件

4.注册网卡驱动，使用register_netdev

 

网卡数据发送

1.通知上层协议暂停向网卡传送数据，使用netif_stop_queue

2.将skb中的数据写入网卡寄存器发送

3.释放skb空间，使用dev_kfree_sbk

43发送中断处理过程中，通知上层协议，可以再次向网卡传输数据，使用netif_wake_queue

 

网卡数据接收

1.读取接收状态

2.读取接收的数据长度

3.分配skb结构，使用dev_alloc_skb

4.从网卡寄存器中读出数据，存入skb

5.将收到的数据包skb交给协议栈，使用netif_rx