Linux编程：网络设备驱动详解

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Linux编程：网络设备驱动详解 时间：2015/6/28来源：绿色软件之家作者：网管联盟我要评论(0)

　　在此仅仅讨论网络设备驱动的一般写法，有关硬件部分的相关代码由于硬件规格不同，予以省略。有什么地方错误，或补充，欢迎大家提出。

　　1, 驱动模块的加载和卸载

　　如果网络设备(包括wireless)是PCI规范的，则先是向内核注册该PCI设备(pci_register_driver)，然后由pci_driver数据结构中的probe函数指针所指向的侦测函数来初始化该PCI设备，并且同时注册和初始化该网络设备。

　　如果网络设备(包括wireless)是PCMCIA规范的，则先是向内核注册该PCMCIA设备(register_pccard_driver)，然后driver_info_t数据结构中的attach函数指针所指向的侦测函数来初始化该PCMCIA设备，并且同时注册和初始化该网络设备。

　　static int __init tg3_init(void)

　　{

　　//先注册成PCI设备，并初始化，如果是其他的ESIA，PCMCIA，用其他函数

　　return pci_module_init(&tg3_driver);

　　}

　　static void __exit tg3_cleanup(void)

　　{

　　pci_unregister_driver(&tg3_driver);//注销PCI设备

　　}

　　module_init(tg3_init); //驱动模块的加载

　　module_exit(tg3_cleanup); //驱动模块的卸载

　　申明为PCI设备：

　　static struct pci_driver tg3_driver = {

　　.name = DRV_MODULE_NAME,

　　.id_table = tg3_pci_tbl, //此驱动所支持的网卡系列，vendor_id, device_id

　　.probe = tg3_init_one, //初始化网络设备的回调函数

　　.remove = __devexit_p(tg3_remove_one), //注销网络设备的回调函数

　　.suspend = tg3_suspend, //设备挂起函数

　　.resume = tg3_resume //设备恢复函数

　　};

　　2，PCI设备探测函数probe，初始化网络设备

　　static int __devinit tg3_init_one(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent)

　　{

　　//初始化设备，使I/O，memory可用，唤醒设备

　　pci_enable_device(pdev);

　　//申请内存空间，配置网卡的I/O，memory资源

　　pci_request_regions(pdev, DRV_MODULE_NAME);

　　pci_set_master(pdev);

　　//设置DMA属性

　　pci_set_dma_mask(pdev, (u64) 0xffffffffffffffff);

　　//网卡 I/O,memory资源的启始地址

　　tg3reg_base = pci_resource_start(pdev, 0);

　　//网卡I/O,memory资源的大小

　　tg3reg_len = pci_resource_len(pdev, 0);

　　//分配并设置网络设备

　　dev = alloc_etherdev(sizeof(*tp));

　　//申明为内核设备模块

　　SET_MODULE_OWNER(dev);

　　//初始化私有结构中的各成员值

　　tp = dev->priv;

　　tp->pdev = pdev;

　　tp->dev = dev;

　　……

　　//锁的初始化

　　spin_lock_init(&tp->lock);

　　//映射I/O,memory地址到私有域中的寄存器结构

　　tp->regs = (unsigned long) ioremap(tg3reg_base, tg3reg_len);

　　dev->irq = pdev->irq;

　　//网络设备回调函数赋值

　　dev->open = tg3_open;

　　dev->stop = tg3_close;

　　dev->get_stats = tg3_get_stats;

　　dev->set_multicast_list = tg3_set_rx_mode;

　　dev->set_mac_address = tg3_set_mac_addr;

　　dev->do_ioctl = tg3_ioctl;

　　dev->tx_timeout = tg3_tx_timeout;

　　dev->hard_start_xmit= tg3_start_xmit;

　　//网卡的MAC地址赋值dev->addr

　　tg3_get_device_address(tp);

　　//注册网络设备

#p#副标题#e#

　　register_netdev(dev);

　　//把网络设备指针地址放入PCI设备中的设备指针中

　　pci_set_drvdata(pdev, dev);

　　}

　　3，注销网络设备

　　static void __devexit tg3_remove_one(struct pci_dev *pdev)

　　{

　　struct net_device *dev = pci_get_drvdata(pdev);

　　//注销网络设备

　　unregister_netdev(dev);

　　//取消地址映射

　　iounmap((void *) ((struct tg3 *)(dev->priv))->regs);

　　//释放网络设备

　　kfree(dev);

　　//释放PCI资源

　　pci_release_regions(pdev);

　　//停用PCI设备

　　pci_disable_device(pdev);

　　//PCI设备中的设备指针赋空

　　pci_set_drvdata(pdev, NULL);

　　}

　　4，打开网络设备

　　static int tg3_open(struct net_device *dev)

　　{

　　//分配一个中断

　　request_irq(dev->irq, tg3_interrupt, SA_SHIRQ, dev->name, dev);

　　/* int request_irq(unsigned int irq,

　　void (*handler)(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs),

　　unsigned long irqflags,

　　const char * devname,

　　void *dev_id);

　　irq是要申请的硬件中断号。在Intel平台，范围0--15。handler是向系统登记的中断处理函数。这是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，传入的参数包括硬件中断号，device id，寄存器值。dev_id就是下面的request_irq时传递给系统的参数dev_id。irqflags是中断处理的一些属性。比较重要的有SA_INTERRUPT，标明中断处理程序是快速处理程序(设置SA_INTERRUPT)还是慢速处理程序(不设置SA_INTERRUPT)。快速处理程序被调用时屏蔽所有中断。慢速处理程序不屏蔽。还有一个SA_SHIRQ属性，设置了以后运行多个设备共享中断。dev_id在中断共享时会用到。一般设置为这个设备的device结构本身或者NULL。中断处理程序可以用dev_id找到相应的控制这个中断的设备，或者用rq2dev_map找到中断对应的设备。*/

　　//初始化硬件

　　tg3_init_hw(tp);

　　//初始化收包和发包的缓冲区

　　tg3_init_rings(tp);

　　//初始化定时器

　　init_timer(&tp->timer);

　　tp->timer.expires = jiffies + tp->timer_offset;

　　tp->timer.data = (unsigned long) tp;

　　tp->timer.function = tg3_timer; //超时回调函数

　　add_timer(&tp->timer);

　　//允许网卡开始传输包

　　netif_start_queue(dev);

　　}

　　5，关闭网络设备

　　static int tg3_close(struct net_device *dev)

　　{

　　//停止网卡传输包

　　netif_stop_queue(dev);

　　netif_carrier_off(tp->dev);

　　//去除定时器

　　del_timer_sync(&tp->timer);

　　//释放收包和发包的缓冲区

　　tg3_free_rings(tp);

　　//释放中断

　　free_irq(dev->irq, dev);

　　}

　　6，硬件处理数据包发送

　　static int tg3_start_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)

　　{

　　len = (skb->len - skb->data_len);

　　//以DMA方式向网卡物理设备传输包。如果是wireless的话，需要根据802.11协议及硬件的规范从新填充

　　//硬件帧头，然后提交给硬件发送。

　　mapping = pci_map_single(tp->pdev, skb->data, len, PCI_DMA_TODEVICE);

　　tp->tx_buffers[entry].skb = skb;

　　pci_unmap_addr_set(&tp->tx_buffers[entry], mapping, mapping);

　　//硬件发送

　　tg3_set_txd(tp, entry, mapping, len, base_flags, mss_and_is_end);

　　//记录发包开始时间

#p#副标题#e#

　　dev->trans_start = jiffies;

　　}

　　7，中断处理收包，发包

　　static void tg3_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)

　　{

　　//如果要收包

　　tg3_rx(tp);

　　//如果要发包

　　tg3_tx(tp);

　　}

　　8，发包

　　static void tg3_tx(struct tg3 *tp)

　　{

　　struct tx_ring_info *ri = &tp->tx_buffers[sw_idx];

　　struct sk_buff *skb = ri->skb;

　　//以DMA方式向网卡传输包完毕

　　pci_unmap_single(tp->pdev, pci_unmap_addr(ri, mapping),

　　(skb->len - skb->data_len), PCI_DMA_TODEVICE);

　　ri->skb = NULL;

　　dev_kfree_skb_irq(skb);

　　}

　　9，收包

　　static int tg3_rx(struct tg3 *tp, int budget)

　　{

　　struct sk_buff *copy_skb;

　　//分配一个包

　　copy_skb = dev_alloc_skb(len + 2);

　　copy_skb->dev = tp->dev;

　　//修改包头空间

　　skb_reserve(copy_skb, 2);

　　//加入数据到包中

　　skb_put(copy_skb, len);

　　//以DMA方式从网卡传输回数据

　　pci_dma_sync_single(tp->pdev, dma_addr, len, PCI_DMA_FROMDEVICE);<

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