Ndis网卡驱动是如何操控硬件的

最新推荐文章于 2023-12-06 15:49:12 发布

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/T76230169/article/details/116422046

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在 DriverEntry 里设置一个_NDIS_MINIPORT_DRIVER_CHARACTERISTICS结构，初作为参数提供给 NdisMRegisterMiniportDriver 函数

　 NDIS_MINIPORT_DRIVER_CHARACTERISTICS MPChar;
    MPChar.InitializeHandlerEx          = MPInitialize;  // 初始化handle
　　
　　 ...

　　 // 注册小端口驱动 
    Status = NdisMRegisterMiniportDriver(DriverObject,
                                         RegistryPath,
                                         (PNDIS_HANDLE)MiniportDriverContext,
                                         &MPChar,
                                         &NdisMiniportDriverHandle);

系统会调用上面的初始化handle, 函数的模型如下

　NDIS_STATUS MPInitialize( NDIS_HANDLE NdisMiniportHandle, 
  　　　　　　　　　　　　　　　　 NDIS_HANDLE MiniportDriverContext,
   　　　　　　　　　　　　　　　　PNDIS_MINIPORT_INIT_PARAMETERS MiniportInitParameters // 由系统传来的一个 _NDIS_MINIPORT_INIT_PARAMETERS 参数                    
　　　　　　　　　　　　　　　　　)

其中 _NDIS_MINIPORT_INIT_PARAMETERS 结构里包含一项(PNDIS_RESOURCE_LIST AllocatedResources)

　　typedef struct _CM_PARTIAL_RESOURCE_LIST {  // PNDIS_RESOURCE_LIST 结构
　　　　USHORT Version;
　　　　USHORT Revision;
　　　　ULONG Count;
　　　　CM_PARTIAL_RESOURCE_DESCRIPTOR PartialDescriptors[1]; //
　　}

　　resList = MiniportInitParameters->AllocatedResources； // 取得参数里的resource
　　for (index=0; index < resList->Count; index++)    
　　{
　　　pResDesc = &resList->PartialDescriptors[index];     // 取得resource里的PartialDescriptors
　　　　switch(pResDesc->Type) 
　　　　{
　　　　　　case CmResourceTypePort:
　　　　　　　　Adapter->IoBaseAddress = pResDesc->u.Port.Start ; // 得到了一个IoBaseAddress
　　　　　　　　Adapter->IoRange = pResDesc->u.Port.Length; //
　　　　...
　　}

硬件资源参考：https://blog.youkuaiyun.com/xiangbaohui/article/details/105179813

3 调用函数 NdisMRegisterIoPortRange 去注册一个I/O Port，以后通过返回的PortOffse去操控网卡

　Status = NdisMRegisterIoPortRange( (PVOID *)&Adapter->PortOffset, // 返回一个portoffset，就是通过这个portoffset去操控硬件的，和以前的in out端口指令一样 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　Adapter->AdapterHandle,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　NdisGetPhysicalAddressLow ( Adapter->IoBaseAddress ) , // 上面我们得到的IoBaseAddress 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Adapter->IoRange); `

有了上面的portoffset，我们给网卡设置收包/发包的数据存放地址，通过写 PortOffset+reg 来给网卡下命令。不同的reg对应不同的命令

enum RTL8169_registers { // 硬件网卡的reg命令表 ，
　　　　/* PHY access */
　　　　TxDescStartAddr = 0x20,
　　　　RxDescStartAddr = 0xE4, 

　　　　...
　　};

　　ULONG_PTR ioaddr = A->PortOffset;  // PortOffset由上面调用 NdisMRegisterIoPortRange 函数得到的
　　#define RTL_W32(reg, val32) WRITE_PORT_ULONG((PULONG)(ioaddr + reg),(ULONG)val32 ) // 

　　// 传递命令
　　case SCB_RUC_LOAD_BASE : // 写入收包地址
　　　　RTL_W32 ( RxDescStartAddr, NdisGetPhysicalAddressLow ( Adapter->HwRbdBasePa ) );     //  Adapter->HwRbdBasePa 是收包数据地址
　　　　RTL_W32 ( RxDescStartAddr + 4, NdisGetPhysicalAddressHigh ( Adapter->HwRbdBasePa )); // 
　　case SCB_TBD_LOAD_BASE : // 写入发包地址`
　　　　RTL_W32 ( , NdisGetPhysicalAddressLow ( Adapter->HwTbdBasePa ) );  TxDescStartAddr   // Adapter->HwTbdBasePa 是发包数据的存放地址`
　　　　RTL_W32 ( TxDescStartAddr + 4, NdisGetPhysicalAddressHigh ( Adapter->HwTbdBasePa ) );//`

地址设置好了，当有数据要处理的时候，网卡会从发包地址里读取要发送的数据或向收包地址里写入收到的数据。
　　收包 — 网卡写数据到收包地址，生成一个硬件中断通知中断处理函数，中断处理函数先关闭中断，然后取数据，通过NdisMIndicateReceiveNetBufferLists函数把数据传递到上层，再打开中断，等待下一次中断（数据传递路径：miniport驱动-> (filter) -> protocol驱动 -> 应用层recv()，驱动之间还可以有过滤驱动，如防火墙就是在底层驱动之间装一个filter driver，这样数据包会在recv之前被抓到）
　发包 — 把上层传递下来的数据写到发包地址，通过portoffse+reg给网卡下指令，通知网卡去取数据（路径很上面相反，send() -> protocol -> (filter) ->miniport )
传给网卡的地址，参考 https://blog.youkuaiyun.com/hz5034/article/details/79794615 这篇文章，是一串的连续的描述符，addr —> [描述符][描述符][描述符]…[描述符]
　　把这个addr通过传给网卡，网卡/dma能够认识这个描述符的，他们会自动工作。【这文章对这个描述符说的很好 https://www.cnblogs.com/CasonChan/p/5166239.html 】

数据在驱动中是以net_buffer_lists（NBL）结构存在的，一个NBL又有N个net_buffer（NB），一个NB下又有N个MDL，这Mdl存放的就是数据，
　　描述符描述的就是每个Mdl的地址。一连串的Mdl组成一个NB，一连串的NB组成一个NBL。
　　描述符的结构大概如下：

　　typedef struct _TBD_STRUC { // 发包的描述符,
　　　　UINT16        FrameLength ;
　　　　UINT16        status;
　　　　UINT32        notused;
　　　　UINT32        TbdBufferAddress;       // 网卡会去这个地址取发包的数据
　　　　UINT32        TbdBufferAddressHigh ;
　　} TBD_STRUC, *PTBD_STRUC;

　　typedef struct _RTK_RECEIVE_BUFFER_DESCRIPOR_STRUC { //  收包的描述符
　　　　UINT32        status;
　　　　UINT32        vlan_tag;
　　　　UINT32        buf_addr;      // 网卡会把数据写到这个地址
　　　　UINT32        buf_Haddr;
　　} HW_RBD, *PHW_RBD;

6.参考资料 NDIS sample - 6.0 miniport driver for realtek 168/8169/8111/8110
https://www.codeproject.com/Articles/24384/NDIS-sample-miniport-driver-for-realtek