Linux网络驱动程序功能分析

Linux网络驱动程序功能分析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->addrtg3_get_device_address(tp);//注册网络设备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);}[NextPage]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);memcpy(copy_skb->data, skb->data, len);skb = copy_skb;//解析包的协议skb->protocol = eth_type_trans(skb, tp->dev);//把包送到协议层netif_rx(skb);//记录收包时间tp->dev->last_rx = jiffies;}10.读取包的网卡收发包的状态，统计数据static struct net_device_stats *tg3_get_stats(struct net_device *dev){//从硬件相关的寄存器读取数据，累加//stats->rx_packets, stats->tx_packets, stats->rx_bytes, stats->tx_bytes等}11.用户的ioctl命令系统调用static int tg3_ioctl(struct net_device *dev, struct ifreq *ifr, int cmd){struct mii_ioctl_data *data = (struct mii_ioctl_data *)&ifr->ifr_data; switch(cmd) {//ethtool程序命令的调用case SIO*HTOOL:return tg3_ethtool_ioctl(dev, (void *) ifr->ifr_data);//mii程序命令的调用case SIOCGMIIREG: {err = tg3_readphy(tp, data->reg_num & 0x1f, &mii_regval)data->val_out = mii_regval;return err;}……}}12.PCI设备的挂起和恢复函数static int tg3_suspend(struct pci_dev *pdev, u32 state){//停用网卡的中断寄存器tg3_disable_ints(tp);//停止网卡收发包netif_device_detach(dev);//停止网卡某些硬件，fireware的一些功能tg3_halt(tp);//设置网卡的电源状态tg3_set_power_state(tp, state);}static int tg3_resume(struct pci_dev *pdev){//恢复网卡电源tg3_set_power_state(tp, 0);//允许网卡收发包netif_device_attach(dev);//初始化收发包的缓冲区tg3_init_rings(tp);//初始化网卡硬件tg3_init_hw(tp);//打开网卡中断寄存器tg3_enable_ints(tp);}13.参数设置在驱动程序里还提供一些方法供系统对设备的参数进行设置和读取信息。