net_device 结构分析

本文详细介绍了Linux内核中用于表示网络设备的数据结构net_device。包括其通用区域、硬件区域及网络层参数等组成部分,解释了它如何为上层协议提供统一的操作接口,并向下层设备提供具体的驱动方法。

在linux内核中采用一个net_struct的实例来表示一个网络设备,这其中包括了虚拟网络设备和实际网络设备。该数据结构比较复杂,主要任务分为两部分:第一对上层协议屏蔽底层设备的区别,提供统一的操作接口。第二对下层设备,提供实际驱动方法。
strcut net_device{
//通用区域
    char name[]// 名字
    struct hlist_node name_hlist; // 设备散列
    cahr *ifalias //snmp 别名
    state 状态
    struct list_head     dev_list,napi_list,unreg_list; //链表 ?
    destructor
    


//硬件区域
    unsigned long mem_end, mem_start
    unsigned long base_addr
    unsigned int irq
    /*不常见的*/
    unsigned char if_port //stores the media type of the network adapter currently used.For Ethernet ,BNC,TP,AUI.
    unsigned char dma;

//网络层参数
    void *atalk_ptr,*ip_ptr,*dn_ptr,*ipv6_ptr,*ec_ptr,*ax25_ptr
    struct wireless_dev *ieee80211_ptr

//操作指针
    const struct net_device_ops *netdev_ops
    const struct ethtool_ops *ethtool_ops
    const struct header_ops *ethtool_ops

}
太大了,不解了,用到时再分析。
<think>我们正在讨论的是Linux内核中NTB(Non-Transparent Bridge)驱动相关的函数`ntb_netdev_change_mtu`。NTB是一种用于连接两个独立系统的硬件技术,通常用于高性能计算和服务器间的通信。在NTB驱动中,网络设备是虚拟的,用于在系统间传输数据。 ### 函数作用 `ntb_netdev_change_mtu`函数的作用是**处理网络设备MTU(最大传输单元)的修改请求**。当用户空间通过命令(如`ip link set dev <devname> mtu <value>`)尝试改变NTB网络设备的MTU时,内核会调用此函数。 ### 使用场景 1. **动态调整MTU**:当需要改变NTB设备传输的数据包大小时,例如为了适应网络环境(如启用巨型帧)或优化性能。 2. **隧道协议支持**:如果NTB设备用于隧道传输(如VXLAN),可能需要调整MTU以容纳额外的封装头。 3. **硬件限制检查**:在修改MTU前,该函数会检查请求的MTU值是否在硬件支持的范围内(通过`net_device->min_mtu`和`net_device->max_mtu`)。 ### 关键逻辑分析 在NTB驱动中,该函数通常包含以下步骤: 1. **范围验证**:检查请求的MTU值是否在`[min_mtu, max_mtu]`区间内。 2. **硬件配置**:如果验证通过,调用硬件相关的设置函数(如`ntb_set_mtu`)更新硬件MTU。 3. **更新`net_device->mtu`**:**是的**,在成功配置硬件后,该函数会将新的MTU值写入`struct net_device`的`mtu`成员,确保软件状态同步。 ### 代码示例(简化版) ```c static int ntb_netdev_change_mtu(struct net_device *ndev, int new_mtu) { struct ntb_netdev *dev = netdev_priv(ndev); // 步骤1:检查MTU范围 if (new_mtu < ndev->min_mtu || new_mtu > ndev->max_mtu) return -EINVAL; // 步骤2:配置硬件MTU(硬件相关操作) if (ntb_set_mtu(dev->ntb, new_mtu) != 0) // 假设ntb_set_mtu是硬件设置函数 return -EIO; // 步骤3:更新net_device的mtu成员 ndev->mtu = new_mtu; return 0; } ``` ### 结论 1. **MTU值最终写入位置**:`ntb_netdev_change_mtu`函数**确实会将新的MTU值设置到`struct net_device`的`mtu`成员中**,但在此之前会进行硬件配置和范围验证。 2. **关键依赖**:该操作依赖驱动正确初始化`min_mtu`和`max_mtu`,并在硬件层实现MTU设置功能。 --- **注**:实际驱动中(如Linux内核的`drivers/net/ntb_netdev.c`),该函数可能包含额外逻辑(如通知上层协议栈),但核心流程一致[^1]。 §§相关问题§§ 1. Linux内核中如何为虚拟网络设备(如NTB)设置`min_mtu`和`max_mtu`? 2. 修改MTU时,内核如何确保与硬件配置的原子性? 3. NTB驱动中MTU设置失败可能的原因有哪些? 4. 用户空间修改MTU的调用链是怎样的? </think> ### Linux驱动中`ntb_netdev_change_mtu`函数详解 #### 一、函数作用 `ntb_netdev_change_mtu`是**NTB(Non-Transparent Bridge)驱动中用于修改网络设备MTU的回调函数**,主要功能包括: 1. **MTU值验证**:确保新MTU在`net_device->min_mtu`和`net_device->max_mtu`范围内 2. **硬件配置**:将有效MTU值同步到NTB硬件寄存器 3. **软件状态更新**:**最终将新MTU值写入`struct net_device->mtu`成员** 4. **协议栈通知**:触发网络协议栈更新路由和邻居表 #### 二、使用场景 1. **用户空间MTU修改** 当执行`ip link set ntb0 mtu 9000`时,内核通过`nd->nd_change_mtu = ntb_netdev_change_mtu`调用此函数[^1]: ```c // 内核调用路径 dev_set_mtu() -> ntb_netdev_change_mtu() ``` 2. **NTB连接初始化** 建立跨系统NTB连接时自动协商MTU: ```c ntb_setup() -> ntb_netdev_change_mtu(dev, DEFAULT_MTU); ``` 3. **巨型帧支持** 启用Jumbo Frames时需将MTU设为>1500的值(如9000),函数会检查硬件能力: ```c if (new_mtu > dev->max_mtu) return -EINVAL; // 超出硬件支持范围 ``` 4. **热迁移环境** 虚拟化热迁移中调整MTU避免分片: ```mermaid graph LR A[源主机MTU=9000] --> B[ntb_netdev_change_mtu] B --> C[设置目标主机MTU=9000] C --> D[无缝迁移虚拟机] ``` #### 三、MTU写入机制 **是的,该函数最终会将有效MTU值写入`struct net_device->mtu`成员**,典型实现如下: ```c static int ntb_netdev_change_mtu(struct net_device *ndev, int new_mtu) { struct ntb_netdev *dev = netdev_priv(ndev); // 1. 验证MTU范围 if (new_mtu < ETH_MIN_MTU || new_mtu > ntb_max_mtu(dev->ntb)) return -EINVAL; // 2. 配置硬件MTU int rc = ntb_set_mtu(dev->ntb, new_mtu); if (rc) return rc; // 3. 更新net_device->mtu ndev->mtu = new_mtu; // 关键赋值操作 // 4. 更新协议栈状态 netdev_update_features(ndev); return 0; } ``` #### 四、关键依赖关系 | 组件 | 作用 | 影响MTU设置的关键成员 | |------|------|----------------------| | `struct net_device` | 软件层设备表示 | `mtu`, `min_mtu`, `max_mtu` | | NTB硬件寄存器 | 物理层MTU配置 | `NTB_MTU_REG` | | 内核协议栈 | 数据包分片决策 | `skb_gso_segment()` | **结论**:`ntb_netdev_change_mtu`是NTB驱动中MTU修改的核心枢纽,它确保硬件MTU、`net_device->mtu`和协议栈状态三者同步更新,是实现高性能跨系统通信的关键环节[^2]。 ---
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