Linux编程:网络设备驱动详解
时间:2024-07-17 05:04:37 点击:201

  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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