Linuxネットワークカード駆動アーキテクチャ分析

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一、ネットカード駆動アーキテクチャ
アプリケーション→システム呼び出しインターフェース→プロトコル無関係インターフェース→ネットワークプロトコルスタック→デバイス無関係インターフェース→デバイス駆動の順に上から下の階層に進む.
二、重要データ構造
1、Linuxカーネルの中の各ネットカードは1つのネットからできています.device構造を説明します.
2、ネットカードの操作機能集:net_device_ops、このデーター構造は上netです.deviceのメンバーです.
3、ネットパケット:sk_buff
三、ネットカードのドライバコード分析
使用したファイルはcs 89 x 0.cで、主に3つの部分を分析します.インターネットカードは初期化して、データを送信して、データを受信します.
一ネットワークカード初期化
ネットワークカードドライバ初期化は、主に関数init_にあります.moduleで完了しました.一部のコードは以下の通りです.
int __init init_module(void)

{

　　struct net_device *dev = alloc_etherdev(sizeof(struct net_local));

　　struct net_local *lp;

　　int ret = 0;
　　...
　　dev->irq = irq;
　　dev->base_addr = io;
　　...
　　ret = cs89x0_probe1(dev, io, 1);
　　...
}
cs 89 x 0_probe 1関数の部分コードは以下の通りです.
static int __init cs89x0_probe1(struct net_device *dev, int ioaddr, int modular)

{

　　struct net_local *lp = netdev_priv(dev);

　　static unsigned version_printed;

　　int i;

　　int tmp;

　　unsigned rev_type = 0;

　　int eeprom_buff[CHKSUM_LEN];

　　int retval;
　　...
　　writeword(ioaddr, ADD_PORT, PP_ChipID);
　　tmp = readword(ioaddr, DATA_PORT);　　　　　　//       
　　...
　　
　　for (i = 0; i < ETH_ALEN/2; i++) 　　　　　　//   MAC  
　　{
　　　　dev->dev_addr[i*2] = eeprom_buff[i];
　　　　dev->dev_addr[i*2+1] = eeprom_buff[i] >> 8;
　　}
　　...
　　
　　dev->netdev_ops    = &net_ops;　　　　　　　　//   netdev_ops
　　...
　　retval = register_netdev(dev);　　　　　　　　//      
}
コードで確認できます.
1、定義して分配するnet_device構造は、alloc_を使用しています.etherdv関数
2、初期化net_device(中断番号、I/Oベースアドレス、MACアドレス、netdevuopsを含む)
3、ハードウェアを初期化する
4、ネットワークカードの駆動をカーネルに登録し、関数registerを使用する.netdev
二送信データ
netdev_を初期化します.opsの時はその賦課を&net_とします.opsは、この構造で送信関数を見つけることができます.
　　 
static const struct net_device_ops net_ops = {

    .ndo_open        = net_open,

    .ndo_stop        = net_close,

    .ndo_tx_timeout        = net_timeout,

    .ndo_start_xmit = net_send_packet,

    .ndo_get_stats        = net_get_stats,

    .ndo_set_multicast_list = set_multicast_list,

    .ndo_set_mac_address     = set_mac_address,

#ifdef CONFIG_NET_POLL_CONTROLLER

    .ndo_poll_controller    = net_poll_controller,

#endif

    .ndo_change_mtu        = eth_change_mtu,

    .ndo_validate_addr    = eth_validate_addr,

};
netsend_packetコードは以下の通りです.
static netdev_tx_t net_send_packet(struct sk_buff *skb,struct net_device *dev)

{

    struct net_local *lp = netdev_priv(dev);

    unsigned long flags;



    if (net_debug > 3) {

        printk("%s: sent %d byte packet of type %x
",

            dev->name, skb->len,

            (skb->data[ETH_ALEN+ETH_ALEN] << 8) | skb->data[ETH_ALEN+ETH_ALEN+1]);

    }



    spin_lock_irqsave(&lp->lock, flags);

    netif_stop_queue(dev); /* initiate a transmit sequence */

    writeword(dev->base_addr, TX_CMD_PORT, lp->send_cmd);

    writeword(dev->base_addr, TX_LEN_PORT, skb->len);



    /* Test to see if the chip has allocated memory for the packet */

    if ((readreg(dev, PP_BusST) & READY_FOR_TX_NOW) == 0) {

        



        spin_unlock_irqrestore(&lp->lock, flags);

        if (net_debug) printk("cs89x0: Tx buffer not free!
");

        return NETDEV_TX_BUSY;

    }

    /* Write the contents of the packet */

    writewords(dev->base_addr, TX_FRAME_PORT,skb->data,(skb->len+1) >>1);

    spin_unlock_irqrestore(&lp->lock, flags);

    dev->stats.tx_bytes += skb->len;

    dev_kfree_skb (skb); return NETDEV_TX_OK;

}
この部分のコードはこれらのことをしました.(赤色のハイライト部分)
1、上位プロトコルにネットワークカードにデータの送信を停止するよう通知する.
ネットカードは今外に向けてパケットを送りますので、受信を停止します.
2、SKbのデータをレジスタに書き込み、送ります.
3、sky空間を解放する
しかし、ここで計算しきれないです.もしこれで上層部協議が終わったら、やはりネットカードにデータを送ることができなくなります.ネットカードは正常に動作しないです.これは正常ではないです.では、上のプロトコルがネットカードにパケットを送ることをどこで再許可しますか?
実際には、ネットワークカードが送信された後に、ネットワークカードの中断プログラムに入ると、request_を検索します.irqの知的中断処理プログラムの名前はnet_です.interrupt
static irqreturn_t net_interrupt(int irq, void *dev_id)
{
　　struct net_device *dev = dev_id;
　　struct net_local *lp;
　　int ioaddr, status;
　　int handled = 0;

　　ioaddr = dev->base_addr;
　　lp = netdev_priv(dev);

　　while ((status = readword(dev->base_addr, ISQ_PORT)))
　　{
　　　　switch(status & ISQ_EVENT_MASK) 
　　　　{
　　　　　　...
　　　　　　case ISQ_TRANSMITTER_EVENT:
　　　　　　　　dev->stats.tx_packets++;
　　　　　　　　netif_wake_queue(dev);    /* Inform upper layers. */
　　　　　　　　if ((status & (    TX_OK |
                    TX_LOST_CRS |
                    TX_SQE_ERROR |
                    TX_LATE_COL |
                    TX_16_COL)) != TX_OK) {
                if ((status & TX_OK) == 0)
                    dev->stats.tx_errors++;
                if (status & TX_LOST_CRS)
                    dev->stats.tx_carrier_errors++;
                if (status & TX_SQE_ERROR)
                    dev->stats.tx_heartbeat_errors++;
                if (status & TX_LATE_COL)
                    dev->stats.tx_window_errors++;
                if (status & TX_16_COL)
                    dev->stats.tx_aborted_errors++;
            }
            break;
　　　　　　...
　　　　}　　
　　}
}
4、トッププロトコルを通知し、ネットカードにデータパケットを送信することができます.関数netif_を使用しますwakequeue
三数据受信
ネットカードが1つのパケットを受け取ったら、ネットカードの中断処理プログラムに入ります.
static irqreturn_t net_interrupt(int irq, void *dev_id)

{

　　struct net_device *dev = dev_id;

　　struct net_local *lp;

　　int ioaddr, status;

　　int handled = 0;



　　ioaddr = dev->base_addr;

　　lp = netdev_priv(dev);



　　while ((status = readword(dev->base_addr, ISQ_PORT)))

　　{

　　　　switch(status & ISQ_EVENT_MASK) 

　　　　{

　　　　　　...
　　　　　　case ISQ_RECEIVER_EVENT:
　　　　　　　　/* Got a packet(s). */
　　　　　　　　net_rx(dev);
　　　　　　　　break;
　　　　}　　
　　}
}
 
netrx関数コードは以下の通りです.
static void net_rx(struct net_device *dev)

{

    struct sk_buff *skb;

    int status, length;



    int ioaddr = dev->base_addr;

    status = readword(ioaddr, RX_FRAME_PORT);

    length = readword(ioaddr, RX_FRAME_PORT);



    if ((status & RX_OK) == 0) {

        count_rx_errors(status, dev);

        return;

    }



    /* Malloc up new buffer. */

    skb = dev_alloc_skb(length + 2);

    if (skb == NULL) {

#if 0        /* Again, this seems a cruel thing to do */

        printk(KERN_WARNING "%s: Memory squeeze, dropping packet.
", dev->name);

#endif

        dev->stats.rx_dropped++;

        return;

    }

    skb_reserve(skb, 2);    /* longword align L3 header */



    readwords(ioaddr, RX_FRAME_PORT, skb_put(skb, length), length >> 1);

    if (length & 1)

        skb->data[length-1] = readword(ioaddr, RX_FRAME_PORT);



    if (net_debug > 3) {

        printk(    "%s: received %d byte packet of type %x
",

            dev->name, length,

            (skb->data[ETH_ALEN+ETH_ALEN] << 8) | skb->data[ETH_ALEN+ETH_ALEN+1]);

    }



        skb->protocol=eth_type_trans(skb,dev);

    netif_rx(skb);

    dev->stats.rx_packets++;

    dev->stats.rx_bytes += length;

}
コードで確認できます.
1、受信状態を読み取る
2、受信データの長さを読み取る
3、SKb構造、SKb=dev_を割り当てる.alloc_skyb(length+2)
4、ハードレジスターからデータを読み出してskyに預け入れます.
5、江のカプセル化されたデータパッケージを上にプロトコルスタックに送り、関数netif_を使用する.rx
 
ネットカードの駆動構造はここで大体分析済みです.疑問や間違いがあれば、指摘してください.
[セットトップ]データ構造――ベクトルテンプレートのソースコード