linux操作系统网络驱动程序编写.txt

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2.2.8　参数设置和统计数据 
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。一般 
只有超级用户(root)权限才能对设备参数进行设置。设置方法有： 
dev->set_mac_address() 
当用户调用ioctl类型为SIOCSIFHWADDR时是要设置这个设备的mac地址。一般 
对mac地址的设置没有太大意义的。 
Dev->set_config() 




当用户调用ioctl时类型为SIOCSIFMAP时，系统会调用驱动程序的set_config 
方法。用户会传递一个ifmap结构包含需要的I/O、中断等参数。 
Dev->do_ioctl() 
如果用户调用ioctl时类型在SIOCDEVPRIVATE和SIOCDEVPRIVATE+15之间，系统 
会调用驱动程序的这个方法。一般是设置设备的专用数据。 
读取信息也是通过ioctl调用进行。除次之外驱动程序还可以提供一个 
dev->get_stats方法，返回一个enet_statistics结构，包含发送接收的统计信息。 
Ioctl的处理在net/core/dev.c的dev_ioctl()和dev_ifsioc()里。 


2.3　网络驱动程序中用到的数据结构 
最重要的是网络设备的数据结构。定义在include/linux/netdevice.h里。它 
的注释已经足够详尽。 
Struct　device　 
{ 

/* 
*　This　is　the　first　field　of　the　"visible"　part　of　this　structure 
*　(I.e.　As　seen　by　users　in　the　"Space.c"　file).　It　is　the　name 
*　the　interface. 
*/ 
char　*name; 

/*　I/O　specific　fields　-　FIXME:　Merge　these　and　struct　ifmap　into　one　*/ 
unsigned　long　rmem_end;　/*　shmem　"recv"　end　*/ 
unsigned　long　rmem_start;　/*　shmem　"recv"　start　*/ 
unsigned　long　mem_end;　/*　shared　mem　end　*/ 
unsigned　long　mem_start;　/*　shared　mem　start　*/ 
unsigned　long　base_addr;　/*　device　I/O　address　*/ 
unsigned　char　irq;　/*　device　IRQ　number　*/ 

/*　Low-level　status　flags.　*/ 
volatile　unsigned　char　start,　/*　start　an　operation　*/ 
interrupt;　/*　interrupt　arrived　*/ 
/*　在处理中断时interrupt设为1，处理完清0。　*/ 
unsigned　long　tbusy;　/*　transmitter　busy　must　be　long　for 
bitops　*/ 

struct　device　*next; 

/*　The　device　initialization　function.　Called　only　once.　*/ 
/*　指向驱动程序的初始化方法。　*/ 
int　(*init)(struct　device　*dev); 

/*　Some　hardware　also　needs　these　fields,　but　they　are　not　part　of　the 
usual　set　specified　in　Space.c.　*/ 
/*　一些硬件可以在一块板上支持多个接口，可能用到if_port。　*/ 
unsigned　char　if_port;　/*　Selectable　AUI,　TP,..*/ 
unsigned　char　dma;　/*　DMA　channel　*/ 

struct　enet_statistics*　(*get_stats)(struct　device　*dev); 

/* 
*　This　marks　the　end　of　the　"visible"　part　of　the　structure.　All 
*　fields　hereafter　are　internal　to　the　system,　and　may　change　at 
*　will　(read:　may　be　cleaned　up　at　will). 
*/ 

/*　These　may　be　needed　for　future　network-power-down　code.　*/ 
/*　trans_start记录最后一次成功发送的时间。可以用来确定硬件是否工作正常。*/ 
unsigned　long　trans_start;　/*　Time　(in　jiffies)　of　last　Tx　*/ 
unsigned　long　last_rx;　/*　Time　of　last　Rx　*/ 

/*　flags里面有很多内容，定义在include/linux/if.h里。*/ 
unsigned　short　flags;　/*　interface　flags　(a　la　BSD)　*/ 
unsigned　short　family;　/*　address　family　ID　(AF_INET)　*/ 
unsigned　short　metric;　/*　routing　metric　(not　used)　*/ 
unsigned　short　mtu;　/*　interface　MTU　value　*/ 

/*　type标明物理硬件的类型。主要说明硬件是否需要arp。定义在 
include/linux/if_arp.h里。　*/ 
unsigned　short　type;　/*　interface　hardware　type　*/ 

/*　上层协议层根据hard_header_len在发送数据缓冲区前面预留硬件帧头空间。*/ 
unsigned　short　hard_header_len;　/*　hardware　hdr　length　*/ 

/*　priv指向驱动程序自己定义的一些参数。*/ 
void　*priv;　/*　pointer　to　private　data　*/ 

/*　Interface　address　info.　*/ 
unsigned　char　broadcast[MAX_ADDR_LEN];　/*　hw　bcast　add　*/ 
unsigned　char　pad;　/*　make　dev_addr　aligned　to　8 
bytes　*/ 
unsigned　char　dev_addr[MAX_ADDR_LEN];　/*　hw　address　*/ 
unsigned　char　addr_len;　/*　hardware　address　length　*/ 
unsigned　long　pa_addr;　/*　protocol　address　*/ 
unsigned　long　pa_brdaddr;　/*　protocol　broadcast　addr　*/ 
unsigned　long　pa_dstaddr;　/*　protocol　P-P　other　side　addr　*/ 
unsigned　long　pa_mask;　/*　protocol　netmask　*/ 
unsigned　short　pa_alen;　/*　protocol　address　length　*/ 

struct　dev_mc_list　*mc_list;　/*　Multicast　mac　addresses　*/ 
int　mc_count;　/*　Number　of　installed　mcasts　*/ 

struct　ip_mc_list　*ip_mc_list;　/*　IP　multicast　filter　chain　*/ 
__u32　tx_queue_len;　/*　Max　frames　per　queue　allowed　*/ 





/*　For　load　balancing　driver　pair　support　*/ 

unsigned　long　pkt_queue;　/*　Packets　queued　*/ 
struct　device　*slave;　/*　Slave　device　*/ 
struct　net_alias_info　*alias_info;　/*　main　dev　alias　info　*/ 
struct　net_alias　*my_alias;　/*　alias　devs　*/ 

/*　Pointer　to　the　interface　buffers.　*/ 
struct　sk_buff_head　buffs[DEV_NUMBUFFS]; 

/*　Pointers　to　interface　service　routines.　*/ 
int　(*open)(struct　device　*dev); 
int　(*stop)(struct　device　*dev); 
int　(*hard_start_xmit)　(struct　sk_buff　*skb, 
struct　device　*dev); 
int　(*hard_header)　(struct　sk_buff　*skb, 
struct　device　*dev, 
unsigned　short　type, 
void　*daddr, 
void　*saddr, 
unsigned　len); 
int　(*rebuild_header)(void　*eth,　struct　device　*dev, 
unsigned　long　raddr,　struct　sk_buff　*skb); 
#define　HAVE_MULTICAST　 
void　(*set_multicast_list)(struct　device　*dev); 
#define　HAVE_SET_MAC_ADDR　 
int　(*set_mac_address)(struct　device　*dev,　void　*addr); 
#define　HAVE_PRIVATE_IOCTL 
int　(*do_ioctl)(struct　device　*dev,　struct　ifreq　*ifr,　int　cmd); 
#define　HAVE_SET_CONFIG 
int　(*set_config)(struct　device　*dev,　struct　ifmap　*map); 
#define　HAVE_HEADER_CACHE 
void　(*header_cache_bind)(struct　hh_cache　**hhp,　struct　device 
*dev,　unsigned　short　htype,　__u32　daddr); 
void　(*header_cache_update)(struct　hh_cache　*hh,　struct　device 
*dev,　unsigned　char　*　haddr); 
#define　HAVE_CHANGE_MTU 
int　(*change_mtu)(struct　device　*dev,　int　new_mtu); 

struct　iw_statistics*　(*get_wireless_stats)(struct　device　*dev); 
}; 


2.4　常用的系统支持 

2.4.1　内存申请和释放 
include/linux/kernel.h里声明了kmalloc()和kfree()。用于在内核模式下申 
请和释放内存。 
Void　*kmalloc(unsigned　int　len,int　priority); 
void　kfree(void　*__ptr); 
与用户模式下的malloc()不同，kmalloc()申请空间有大小限制。长度是2的整 
次方。可以申请的最大长度也有限制。另外kmalloc()有priority参数，通常使用 
时可以为GFP_KERNEL，如果在中断里调用用GFP_ATOMIC参数，因为使用GFP_KERNEL 
则调用者可能进入sleep状态，在处理中断时是不允许的。 
Kfree()释放的内存必须是kmalloc()申请的。如果知道内存的大小，也可以用 
kfree_s()释放。 

2.4.2　request_irq()、free_irq() 
这是驱动程序申请中断和释放中断的调用。在include/linux/sched.h里声明。 
Request_irq()调用的定义： 
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irq2dev_map找到中断对应的设备。 
Void　free_irq(unsigned　int　irq,void　*dev_id); 

2.4.3　时钟 
时钟的处理类似中断，也是登记一个时间处理函数，在预定的时间过后，系统 
会调用这个函数。在include/linux/timer.h里声明。 
Struct　timer_list　{ 
struct　timer_list　*next; 
struct　timer_list　*prev; 
unsigned　long　expires; 
unsigned　long　data; 
void　(*function)(unsigned　long); 
}; 
void　add_timer(struct　timer_list　*　timer); 
int　del_timer(struct　timer_list　*　timer); 
void　init_timer(struct　timer_list　*　timer); 
使用时钟，先声明一个timer_list结构，调用init_timer对它进行初始化。 
Time_list结构里expires是标明这个时钟的周期，单位采用jiffies的单位。 
Jiffies是Linux一个全局变量，代表时间。它的单位随硬件平台的不同而不同。 
系统里定义了一个常数HZ，代表每秒种最小时间间隔的数目。这样jiffies的单位