第11章基于S3C2440的嵌入式Linux开发实例的ppt 孙戈著

第11章 Linux下网卡驱动及应用实例 章 下网卡驱动及应用实例
设计网络驱动程序时，最主要的工作就是完成设备驱动 功能层，使其满足我们所需的功能。在Linux中所有网络设备 都抽象为一个接口，这个接口提供了对所有网络设备的操作 集合。由数据结构struct device来表示网络设备在内核中的运 行情况，即网络设备接口。
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struct dev_mc_list *mc_list；/* Multicast mac addresses */ int mc_count； int promiscuity； int allmulti； int watchdog_timeo； struct timer_list watchdog_timer； /* Number of installed mcasts*/
unsigned short hard_header_len； /* hardware hdr length*/ void *priv； /* pointer to private data */
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struct net_device *master； /* Pointer to master device of a group，which this device is */ /* member of Interface address info. */ unsigned char broadcast[MAX_ADDR_LEN]； /* hw bcast add unsigned char dev_addr[MAX_ADDR_LEN]； /* hw address unsigned char addr_len； unsigned short dev_id； */ */ /* hardware address length /* for shared network cards */ */
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struct net_device_stats* (*get_stats)(struct net_device *dev)； struct iw_statistics* *dev)； struct iw_public_data * wireless_data； (*get_wireless_stats)(struct net_device
/* device I/O address*/ /* device IRQ number*/
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unsigned char if_port； unsigned char dma； unsigned long state； struct net_device *next； struct net_device *next_sched； /* Interface index. Unique device identifier */ int ifindex； int iflink； /* Selectable AUI， TP，..*/ /* DMA channel*/
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11.1 Linux网络设备的驱动基础 网络设备的驱动基础
Linux驱动分为字符设备、块设备和网络设备三种。硬盘 就是典型的块设备驱动。 在Linux中，字符设备和块设备都是通过文件系统节点被 访问的，块驱动程序除了向内核提供与字符驱动程序相同的 接口外，还提供了专门面向块驱动设备的接口。
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unsigned short flags； unsigned short gflags； unsigned short priv_flags； unsigned short padded； unsigned mtu； unsigned short type； /* interface MTU value*/ /* interface hardware type*/ /* interface flags (a la BSD) */
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struct Qdisc *qdisc； struct Qdisc *qdisc_sleeping； struct Qdisc *qdisc_ingress； struct list_head qdisc_list；
unsigned long tx_queue_len； /* Max frames per queue allowed */ /* ingress path synchronizer */ spinlock_t ingress_lock； /* hard_start_xmit synቤተ መጻሕፍቲ ባይዱhronizer */ spinlock_t xmit_lock；
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(4) 设备操作函数： 设备操作函数： int (*open)(struct net_device *dev)：打开网络接口设备， 获得需要的I/O地址、IRQ、DMA等。 int (*stop)(struct net_device *dev)：停止网络接口设备。
struct ethtool_ops *ethtool_ops； /* These may be needed for future network-power-down code. */ unsigned long trans_start； /* Time (in jiffies) of last Tx */ unsigned long last_rx； /* Time of last Rx */
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/* device name hash chain */ struct hlist_node name_hlist； /* device index hash chain */ struct hlist_node index_hlist； /* register/unregister state machine */ enum {
/* Protocol specific pointers */
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void *atalk_ptr； void *ip_ptr； void *dn_ptr； void *ip6_ptr； void *ec_ptr； void *ax25_ptr； struct list_headpoll_list； int quota； int weight； /* AppleTalk link */ /* IPv4 specific data*/ /* DECnet specific data */ /* IPv6 specific data */ /* Econet specific data /* AX.25 specific data */ /* Link to poll list */ */
(2) 硬件信息： 硬件信息： unsigned long mem_end/ unsigned long mem_start: mem_end 和mem_start：设备所使用的共享内存的起始和结 束地址。 unsigned long base_addr：网络设备的I/O基地址。 unsigned char irq：irq为设备使用的网络中断号。
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(5) 辅助成员： 辅助成员： unsigned long trans_start：最后数据包开始发送时的时间 戳。 unsigned long last_rx：数据包开始发送时的时间戳。 void *priv：为设备私有信息指针netdev_priv()获取该指 针。 spinlock_t xmit_lock：避免hard_start_xmit()函数同时多 次调用的自旋锁。 int xmit_lock_owner：拥有xmit_lock自旋锁的CPU编号。
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/* cpu id of processor entered to hard_start_xmit or -1，if nobody entered there. */ int xmit_lock_owner； /* device queue lock */ spinlock_t queue_lock； /* Number of references to this device */ atomic_t refcnt； /* delayed register/unregister */ struct list_head todo_list；
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(3) 接口信息： 接口信息： unsigned short hard_header_len：网络设备硬件头长度， 在以太网设备初始化函数中，该成员函数被赋值为 ETH_HLEN，即为14。 unsigned mtu：mtu最大传输单元，在包传输时，这个域 由网络层使用。以太网的mtu最大的位是1500个字节。 unsigned short type：指硬件类型，这个域被ARP用来判 断接口支持的硬件地址类型。以太网接口把它设为 ARPHRD_ETHER，eth_setup会自动设置。
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11.2 基于 基于Linux的网络设备驱动程序分析 的网络设备驱动程序分析
网络驱动系统体系结构如图11-1所示。
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图11-1 Linux网络驱动系统体系结构
第11章 Linux下网卡驱动及应用实例 章 下网卡驱动及应用实例 11.2.1 数据结构 数据结构struct net_device
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数据结构struct net_device的代码描述如下： struct net_device { char name[IFNAMSIZ]； unsigned long mem_end； unsigned long mem_start； unsigned long base_addr； unsigned int irq； /* shared mem end /* shared mem start */ */
网络设备接口层的主要功能是为网络设备定义了统一、 抽象的数据结构。 struct net_device主要数据域有全局信息、硬件信息、接 口信息、设备操作函数和辅助成员。 (1) 全局信息： 全局信息： char name[IFNAMESIZE]； name：网络设备的名称。
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11.1 Linux网络设备的驱动基础 网络设备的驱动基础 11.2 基于 基于Linux的网络设备驱动程序分析 的网络设备驱动程序分析 11.3 基于 基于CS8900网络设备驱动设计实例 网络设备驱动设计实例 11.4 网络应用 11.5 Web服务器 服务器Boa移植实例 服务器 移植实例
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网络驱动程序同时必须支持大量的管理任务，网络驱动 程序的API反映了这种需求。此外，网络驱动程序与内核其 余部分每次进行交互处理的是一个网络数据包，因此，驱动 程序无需关心协议问题。 Linux网络驱动程序的体系结构可以划分为四层(见图111)，从上到下分别为网络协议接口层、网络设备接口层、提 供实际功能的设备驱动功能层，以及网络设备和网络媒介层。