Linux内核实践 - 如何添加网络协议

标签： Linux  网络  协议  kernel

原文出处：

http://blog.youkuaiyun.com/qy532846454/article/details/6627536

http://blog.youkuaiyun.com/qy532846454/article/details/6646122

http://blog.youkuaiyun.com/qy532846454/article/details/6657511

本文只是一个内核网络协议的实践的例子，先说明添加的目的。

内核版本：2.6.34；在支持802.1主机上，报文的一般格式：

现在需要支持一种新的协议[二层] – BRCM协议，与IP等协议不同，它位于2层，拥有6字节的头部和4字节的尾部，添加的层次决定了比起添加其它协议要复杂一些，新的报文格式如下，而我们的目的就是要网络协议栈能正常处理这样的报文： 

实际上BRCM是一种交换机的内部协议，用处是让交换机管理端口能通过BRCM获取报文来自于交换机的哪个端口，或者指定报文从交换机哪个端口出去；当然，这不是我们关心的内容，我们只需要为它挑选一个协议号0x8744，其余内容置0就可以了。因此，brcm头部会填写成 88 74 00 00 00 00，brcm尾部会填写成 00 00。一个新协议的报文内容用wireshark等捕包工具查看的形式如下：
[源/目的mac]02 03 04 05 06 07 10 11 12 13 14 15
[BRCM报头]88 74 00 00 00 00
[Vlan报头]81 00 00 01
[报文内容]……..

先从设备的概念来看下添加BRCM协议后的层次图： 

eth1代表实际的B4401物理网卡；eth1.X/brcm0.x代表VLAN创建的虚拟网卡，后面的数字X是vlan号；brcm0代表BRCM创建的虚拟网卡，数字0表示测试用；从图中可以看到，brcm协议的添加是通过添加brcmX虚拟网卡接口实现的。

如果BRCM协议添加正确，那么最终的结果应该是：

在接收报文时，通过虚拟设备BRCM会脱去brcm的6字节的头部与4字节尾部，当然，协议做的远远不只这些，但这是核心。 

在发送报文时，通过虚拟设备BRCM会添加6字节的头部与4字节的尾部，当然，协议做的远远不只这些，但这是核心。

要做的工作大致是以下几项：
1. 确定brcm_dev的存储数据结构
2. 编写struct ptype_base brcm_packet_type
3. 添加ioctl调用供用户空间调用，至少包括brcm_dev的创建和删除
4. 添加notifier机制、netlink机制、proc机制
5. 添加编译用的Kconfig, Makefile等，并修改Menuconfig
数据结构是核心，每一步也是一个网络协议模块的核心。

内核版本：2.6.34

实现思路：
报文在网络协议栈中的流动，对于接收来讲，是对报文的脱壳的过程，由于报文是已知的输入，只要逐个解析协议号；对于发送来讲，是各层发送函数的嵌套调用，由于没有已知的输入，只能按事先设计好的协议进行层层构造。但无论报文怎样的流动，核心是报文所在设备(skb->dev)的变化，相当于各层之间传递的交接棒。
按照上述思路，brcm协议接收的处理作为模块brcm_packet_type加入到ptype_base中就可以了；brcm协议发送的处理则复杂一点，发送的嵌套调用完全是依赖于设备来推动的，因此要有一种新创建的设备X，插入到vlan设备和网卡设备之间。
因此，至少要有brcm_packet_type来加入ptype_base和register_brcm_dev()来向系统注册设备X。进一步考虑，设备X在全局量init_net中有存储，但我们还需要知道设备X与vlan设备以及网卡设备是何种组织关系，所以在这里设计了brcm_group_hash来存储这种关系。为了对设备感兴趣的事件作出响应，添加自己的notifier到netdev_chain中。另外，为了用户空间具有一定控制能力(如创建、删除)，还需要添加brcm相关的ioctl调用。为了让它看起来更完整，一种新的设备在proc中也应有对应项，用来调试和查看设备。

从最简单开始
要让网络协议栈能够接收一种新协议是很简单的，由于已经有报文作为输入，我们要做的仅仅是编写好brcm_packet_type，然后在注册模块时只用做一件事：dev_add_pack。

[cpp] view plain copy print ?

1. staticint __init brcm_proto_init(void) 

2. { 

3. dev_add_pack(&brcm_packet_type); 

4. } 

5. staticstruct packet_type brcm_packet_type __read_mostly = { 

6. .type = cpu_to_be16(ETH_P_BRCM), 

7. .func = brcm_skb_recv, /* BRCM receive method */

8. }; 

9. int brcm_skb_recv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, 

10. struct packet_type *ptype, struct net_device *orig_dev) 

11. { 

12. struct brcm_hdr *bhdr; 

13. struct brcm_rx_stats *rx_stats; 

14. skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC); 

15. if(!skb) 

16. goto err_free; 

17. bhdr = (struct brcm_hdr *)skb->data; 

18. rcu_read_lock(); 

19. skb_pull_rcsum(skb, BRCM_HLEN); 

20. // set protocol

21. skb->protocol = bhdr->brcm_encapsulated_proto; 

22. // reorder skb

23. skb = brcm_check_reorder_header(skb); 

24. if (!skb) 

25. goto err_unlock; 

26. netif_rx(skb); 

27. rcu_read_unlock(); 

28. return NET_RX_SUCCESS; 

29. err_unlock: 

30. rcu_read_unlock(); 

31. err_free: 

32. kfree_skb(skb); 

33. return NET_RX_DROP; 

34. } 

注册这个模块后，协议栈就能正常接收带brcm报头的报文的，代码中ETH_P_BRCM是brcm的协议号，BRCM_HLEN是brcm的报头长度。正是由于有报文作为输入，接收变得十分简单。
但这仅仅是能接收而已，发送的报文还是不带brcm报头的，而且接收的这段代码也很粗略，没有变更skb的设备，没有记录流量，没有对brcm报头作有意义的处理，下面逐一进行添加。

设备的相关定义
一种设备就是net_device类型，而每种设备都有自己的私有变量，它存储在net_device末尾，定义如下，其中real_dev指向下层设备，这是最基本属性，其余可以视需要自己设定，brcm_rx_stats则是该设备接收流量统计：

[cpp] view plain copy print ?

1. struct brcm_dev_info{ 

2. struct net_device *real_dev; 

3. u16 brcm_port; 

4. unsigned char real_dev_addr[ETH_ALEN]; 

5. struct proc_dir_entry *dent; 

6. struct brcm_rx_stats __percpu *brcm_rx_stats; 

7. }; 

8. struct brcm_rx_stats { 

9. unsigned long rx_packets; 

10. unsigned long rx_bytes; 

11. unsigned long multicast; 

12. unsigned long rx_errors; 

13. }; 

设备间的关系问题
如果brcm仅仅是只有一个设备，则无需数据结构来存储这种关系，一个全局全变的brcm_dev就可以了。这里的设计考虑的是复杂的情况，可以存在多个下层设备，多个brcm设备，之间没有固定的关系。所以需要一种数据结构来存储这种关系- brcm_group_hash。下面是一个简单的图示： 

各个数据结构定义如下：

[cpp] view plain copy print ?

1. staticstruct hlist_head brcm_group_hash[BRCM_GRP_HASH_SIZE]; 

2. struct brcm_group { 

3. struct hlist_node hlist; 

4. struct net_device *real_dev; 

5. int nr_ports; 

6. int killall; 

7. struct net_device *brcm_devices_array[BRCM_GROUP_ARRAY_LEN]; 

8. struct rcu_head rcu; 

9. }; 

brcm_group_hash作为全局变量存在，以hash表形式组织，brcm_group被插入到brcm_group_hash中，brcm_group存储了它与下层设备的关系(eth与brcm)，real_dev指向e下层设备，而brcm设备则存储在brcm_devices_array数组中。
下面完成由下层设备转换成brcm设备的函数，brcm_port是报头中的值，可以自己设定它的含义，这里设定它表示报文来自于哪个端口。

[cpp] view plain copy print ?

1. struct net_device *find_brcm_dev(struct net_device *real_dev, u16 brcm_port) 

2. { 

3. struct brcm_group *grp = brcm_find_group(real_dev); 

4. if (grp) 

5. brcm_dev = grp->brcm_devices_array[brcm_port]; 

6. return NULL; 

7. } 

因为在接收报文时，报文到达brcm层开始处理时，skb->dev指向的仍是下层设备，这时通过skb->dev查到brcm_group->real_dev相匹配的hash项，然后通过报文brcm报头的信息，确定brcm_group->brcm_devices_array中哪个brcm设备作为skb的新设备；
而在发送报文时，报文到达brcm层开始处理时，skb->dev指向的是brcm设备，为了继续向下传递，需要变更为它的下层设备，在设备数据net_device的私有数据部分，一般会存储一个指针，指向它的下层设备，因此skb->dev只要变更为brcm_dev_info(dev)->real_dev。

流量统计
在数据结构中，brcm设备的私有数据brcm_dev_info中brcm_rx_stats记录接收的流量信息；而dev->_tx[index]则会记录发送的流量信息。
在接收函数brcm_skb_rcv()中对于成功接收的报文会增加流量统计：

[cpp] view plain copy print ?

1. rx_stats = per_cpu_ptr(brcm_dev_info(skb->dev)->brcm_rx_stats, 

2. smp_processor_id()); 

3. rx_stats->rx_packets++; 

4. rx_stats->rx_bytes += skb->len; 

在发送函数brcm_dev_hard_start_xmit()中对于发送的报文会增加相应流量统计：

[cpp] view plain copy print ?

1. if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS)) { 

2. txq->tx_packets++; 

3. txq->tx_bytes += len; 

4. } else

5. txq->tx_dropped++; 

而brcm_netdev_ops->ndo_get_stats()即brcm_dev_get_stats()函数，则会将brcm网卡设备中记录的发送和接收流量信息汇总成通用的格式net_device_stats，像ifconfig等命令使用的就是net_device_stats转换后的结果。

完整收发函数
有了这些后接收函数brcm_skb_recv()就可以完整了，其中关于报头brcm_hdr的处理可以略过，由于是空想的协议，含义是可以自己设定的：

[cpp] view plain copy print ?

1. int brcm_skb_recv(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, 

2. struct packet_type *ptype, struct net_device *orig_dev) 

3. { 

4. struct brcm_hdr *bhdr; 

5. struct brcm_rx_stats *rx_stats; 

6. int op, brcm_port; 

7. skb = skb_share_check(skb, GFP_ATOMIC); 

8. if(!skb) 

9. goto err_free; 

10. bhdr = (struct brcm_hdr *)skb->data; 

11. op = bhdr->brcm_tag.brcm_53242_op; 

12. brcm_port = bhdr->brcm_tag.brcm_53242_src_portid- 23; 

13. rcu_read_lock(); 

14. // drop wrong brcm tag packet

15. if (op != BRCM_RCV_OP || brcm_port < 1 

16. || brcm_port > 27) 

17. goto err_unlock; 

18. skb->dev = find_brcm_dev(dev, brcm_port); 

19. if (!skb->dev) { 

20. goto err_unlock; 

21. } 

22. rx_stats = per_cpu_ptr(brcm_dev_info(skb->dev)->brcm_rx_stats, 

23. smp_processor_id()); 

24. rx_stats->rx_packets++; 

25. rx_stats->rx_bytes += skb->len; 

26. skb_pull_rcsum(skb, BRCM_HLEN); 

27. switch (skb->pkt_type) { 

28. case PACKET_BROADCAST: /* Yeah, stats collect these together.. */

29. /* stats->broadcast ++; // no such counter :-( */

30. break; 

31. case PACKET_MULTICAST: 

32. rx_stats->multicast++; 

33. break; 

34. case PACKET_OTHERHOST: 

35. /* Our lower layer thinks this is not local, let's make sure.

36. * This allows the VLAN to have a different MAC than the

37. * underlying device, and still route correctly.

38. */

39. if (!compare_ether_addr(eth_hdr(skb)->h_dest, 

40. skb->dev->dev_addr)) 

41. skb->pkt_type = PACKET_HOST; 

42. break; 

43. default: 

44. break; 

45. } 

46. // set protocol

47. skb->protocol = bhdr->brcm_encapsulated_proto; 

48. // reorder skb

49. skb = brcm_check_reorder_header(skb); 

50. if (!skb) { 

51. rx_stats->rx_errors++; 

52. goto err_unlock; 

53. } 

54. netif_rx(skb); 

55. rcu_read_unlock(); 

56. return NET_RX_SUCCESS; 

57. err_unlock: 

58. rcu_read_unlock(); 

59. err_free: 

60. kfree_skb(skb); 

61. return NET_RX_DROP; 

62. } 

同时，发送函数brcm_dev_hard_start_xmit()可以完整了，同样，其中关于brcm_hdr的处理可以略过：

[cpp] view plain copy print ?

1. static netdev_tx_t brcm_dev_hard_start_xmit(struct sk_buff *skb, 

2. struct net_device *dev) 

3. { 

4. int i = skb_get_queue_mapping(skb); 

5. struct netdev_queue *txq = netdev_get_tx_queue(dev, i); 

6. struct brcm_ethhdr *beth = (struct brcm_ethhdr *)(skb->data); 

7. unsigned int len; 

8. u16 brcm_port; 

9. int ret; 

10. /* Handle non-VLAN frames if they are sent to us, for example by DHCP.

11. *

12. * NOTE: THIS ASSUMES DIX ETHERNET, SPECIFICALLY NOT SUPPORTING

13. * OTHER THINGS LIKE FDDI/TokenRing/802.3 SNAPs...

14. */

15. if (beth->h_brcm_proto != htons(ETH_P_BRCM)){ 

16. //unsigned int orig_headroom = skb_headroom(skb);

17. brcm_t brcm_tag; 

18. brcm_port = brcm_dev_info(dev)->brcm_port; 

19. if (brcm_port == BRCM_ANY_PORT) { 

20. brcm_tag.brcm_op_53242 = 0; 

21. brcm_tag.brcm_tq_53242 = 0; 

22. brcm_tag.brcm_te_53242 = 0; 

23. brcm_tag.brcm_dst_53242 = 0; 

24. }else { 

25. brcm_tag.brcm_op_53242 = BRCM_SND_OP; 

26. brcm_tag.brcm_tq_53242 = 0; 

27. brcm_tag.brcm_te_53242 = 0; 

28. brcm_tag.brcm_dst_53242 = brcm_port + 23; 

29. } 

30. skb = brcm_put_tag(skb, *(u32 *)(&brcm_tag)); 

31. if (!skb) { 

32. txq->tx_dropped++; 

33. return NETDEV_TX_OK; 

34. } 

35. } 

36. skb_set_dev(skb, brcm_dev_info(dev)->real_dev); 

37. len = skb->len; 

38. ret = dev_queue_xmit(skb); 

39. if (likely(ret == NET_XMIT_SUCCESS)) { 

40. txq->tx_packets++; 

41. txq->tx_bytes += len; 

42. } else

43. txq->tx_dropped++; 

44. return ret; 

45. } 

注册设备
接收通过dev_add_pack()，就可以融入协议栈了，前面几篇的分析已经讲过通过ptype_base对报文进行脱壳。现在要融入的发送，函数已经完成了，既然发送是一种嵌套的调用，并且是由dev来推过的，那么发送函数的融入一定在设备进行注册时，作为设备的一种发送方法。
创建一种设备时，一定会有设备的XXX_setup()初始化，大部分设备都会用ether_setup()来作初始化，再进行适当更改。下面是brcm_setup()：

[cpp] view plain copy print ?

1. void brcm_setup(struct net_device *dev) 

2. { 

3. ether_setup(dev); 

4. dev->priv_flags |= IFF_BRCM_TAG; 

5. dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE; 

6. dev->tx_queue_len = 0; 

7. dev->netdev_ops = &brcm_netdev_ops; 

8. dev->destructor = free_netdev; 

9. dev->ethtool_ops = &brcm_ethtool_ops; 

10. memset(dev->broadcast, 0, ETH_ALEN); 

11. } 

其中发送函数就在brcm_netdev_ops中，每层设备都会这样调用：dev->netdev_ops->ndo_start_xmit()。

[cpp] view plain copy print ?

1. staticconststruct net_device_ops brcm_netdev_ops = { 

2. .ndo_change_mtu = brcm_dev_change_mtu, 

3. .ndo_init = brcm_dev_init, 

4. .ndo_uninit = brcm_dev_uninit, 

5. .ndo_open = brcm_dev_open, 

6. .ndo_stop = brcm_dev_stop, 

7. .ndo_start_xmit = brcm_dev_hard_start_xmit, 

8. .ndo_validate_addr = eth_validate_addr, 

9. .ndo_set_mac_address = brcm_dev_set_mac_address, 

10. .ndo_set_rx_mode = brcm_dev_set_rx_mode, 

11. .ndo_set_multicast_list = brcm_dev_set_rx_mode, 

12. .ndo_change_rx_flags = brcm_dev_change_rx_flags, 

13. //.ndo_do_ioctl = brcm_dev_ioctl,

14. .ndo_neigh_setup = brcm_dev_neigh_setup, 

15. .ndo_get_stats = brcm_dev_get_stats, 

16. }; 

而设备的初始化应该发生在创建设备时，也就是向网络注册它时，也就是register_brcm_dev()，注册一个新设备，需要知道它的下层设备real_dev以及唯一标识brcm设备的brcm_port。首先确定该设备没有被创建，然后用alloc_netdev_mq创建新设备new_dev，然后设置相关属性，特别是它的私有属性brcm_dev_info(new_dev)，然后添加它到brcm_group_hash中，最后发生真正的注册register_netdevice()。 

[cpp] view plain copy print ?

1. staticint register_brcm_dev(struct net_device *real_dev, u16 brcm_port) 

2. { 

3. struct net_device *new_dev; 

4. struct net *net = dev_net(real_dev); 

5. struct brcm_group *grp; 

6. char name[IFNAMSIZ]; 

7. int err; 

8. if(brcm_port >= BRCM_PORT_MASK) 

9. return -ERANGE; 

10. // exist yet

11. if (find_brcm_dev(real_dev, brcm_port) != NULL) 

12. return -EEXIST; 

13. snprintf(name, IFNAMSIZ, "brcm%i", brcm_port); 

14. new_dev = alloc_netdev_mq(sizeof(struct brcm_dev_info), name, 

15. brcm_setup, 1); 

16. if (new_dev == NULL) 

17. return -ENOBUFS; 

18. new_dev->real_num_tx_queues = real_dev->real_num_tx_queues; 

19. dev_net_set(new_dev, net); 

20. new_dev->mtu = real_dev->mtu; 

21. brcm_dev_info(new_dev)->brcm_port = brcm_port; 

22. brcm_dev_info(new_dev)->real_dev = real_dev; 

23. brcm_dev_info(new_dev)->dent = NULL; 

24. //new_dev->rtnl_link_ops = &brcm_link_ops;

25. grp = brcm_find_group(real_dev); 

26. if (!grp) 

27. grp = brcm_group_alloc(real_dev); 

28. err = register_netdevice(new_dev); 

29. if (err < 0) 

30. goto out_free_newdev; 

31. /* Account for reference in struct vlan_dev_info */

32. dev_hold(real_dev); 

33. brcm_group_set_device(grp, brcm_port, new_dev); 

34. return 0; 

35. out_free_newdev: 

36. free_netdev(new_dev); 

37. return err; 

38. } 

ioctl
由于brcm设备可以存在多个，并且和下层设备不是固定的对应关系，因此它的创建应该可以人为控制，因此通过ioctl由用户进行创建。这里只为brcm提供了两种操作-添加与删除。一种设备添加一定是与下层设备成关系的，因此添加时需要手动指明这种下层设备，然后通过__dev_get_by_name()从网络空间中找到这种设备，就可以调用register_brcm_dev()来完成注册了。而设备的删除则是直接删除，直接删除unregister_brcm_dev()。

[cpp] view plain copy print ?

1. staticint brcm_ioctl_handler(struct net *net, void __user *arg) 

2. { 

3. int err; 

4. struct brcm_ioctl_args args; 

5. struct net_device *dev = NULL; 

6. if (copy_from_user(&args, arg, sizeof(struct brcm_ioctl_args))) 

7. return -EFAULT; 

8. /* Null terminate this sucker, just in case. */

9. args.device1[23] = 0; 

10. args.u.device2[23] = 0; 

11. rtnl_lock(); 

12. switch (args.cmd) { 

13. case ADD_BRCM_CMD: 

14. case DEL_BRCM_CMD: 

15. err = -ENODEV; 

16. dev = __dev_get_by_name(net, args.device1); 

17. if (!dev) 

18. goto out; 

19. err = -EINVAL; 

20. if (args.cmd != ADD_BRCM_CMD && !is_brcm_dev(dev)) 

21. goto out; 

22. } 

23. switch (args.cmd) { 

24. case ADD_BRCM_CMD: 

25. err = -EPERM; 

26. if (!capable(CAP_NET_ADMIN)) 

27. break; 

28. err = register_brcm_dev(dev, args.u.port); 

29. break; 

30. case DEL_BRCM_CMD: 

31. err = -EPERM; 

32. if (!capable(CAP_NET_ADMIN)) 

33. break; 

34. unregister_brcm_dev(dev, NULL); 

35. err = 0; 

36. break; 

37. default: 

38. err = -EOPNOTSUPP; 

39. break; 

40. } 

41. out: 

42. rtnl_unlock(); 

43. return err; 

44. } 

这些是brcm协议模块的主体部分了，当然它还不完整，在下篇中继续完成brcm协议的添加，为它完善一些细节：proc文件系统， notifier机制等等，以及内核Makefile的编写，当然还有协议的测试。

为了用户方便查看brcm设备的工作状态，使用proc文件系统是很好的方式。一个网络协议模块可以注册到网络空间中register_pernet_subsys()，这个函数会为子空间分配一个id号，通过id可以在网络空间中找到分配给该子空间的内存：init_net->gen->ptr[id - 1]。而我们正是利用这块内存去存储proc中的相关信息：struct brcm_net，它记录了brcm设备在proc文件系统中的位置。

[cpp] view plain copy print ?

1. struct brcm_net { 

2. /* /proc/net/brcm */

3. struct proc_dir_entry *proc_brcm_dir; 

4. /* /proc/net/brcm/config */

5. struct proc_dir_entry *proc_brcm_conf; 

6. }; 

在加载brcm模块时会注册子空间，brcm_init_net创建在proc中的相关项，并记录路径在brcm_net中；brcm_exit_net删除在proc中的相关项；brcm_net_id记录分配给子空间的id，这样通过init_net->gen->ptr[brcm_net_id - 1]就可以操作brcm_net了。

[cpp] view plain copy print ?

1. err = register_pernet_subsys(&brcm_net_ops); 

2. staticstruct pernet_operations brcm_net_ops = { 

3. .init = brcm_init_net, 

4. .exit = brcm_exit_net, 

5. .id = &brcm_net_id, 

6. .size = sizeof(struct brcm_net), 

7. }; 

注意到在brcm_init_net和brcm_exit_net中添加和删除的仅仅是/proc/net/brcm目录和config文件，而在使用中brcm设备是可以动态创建的，因此这部分代码应该发生在添加和删除brcm设备时，而不是在brcm模块注册和删除时。最简单的是直接添加在register方法或unregister方法中，但内核提供了更好的机制：事件，将对proc的操作分离出来，因为proc的操作实际上属于附加的操作而不是必须的操作。下面就来看event机制。
前面几篇已经有描述过event机制，这里的事件都是关于设备的事件，使用的是register_netdevice_notifier()来，注册notifier到netdev_chain链表上。在加载brcm模块时注册notifier，brcm_notifier_block包含了brcm设备对所关心的事件作出的反应。

[cpp] view plain copy print ?

1. err = register_netdevice_notifier(&brcm_notifier_block); 

2. staticstruct notifier_block brcm_notifier_block __read_mostly = { 

3. .notifier_call = brcm_device_event, 

4. }; 

设备对哪些事件会感兴趣，首先，brcm设备对注册和注销是感兴趣的，要操作proc文件系统；其次，对于发往brcm下层设备的事件，要考虑这些事件造成的连带影响(比如eth1被down掉，则其上的brcm设备也应该被down掉)，一般是下层设备的事件对其上的所有brcm设备都进行相应操作。
所以在brcm_device_event有两类进入的设备dev会进行操作，一类是brcm设备，它仅仅是操作proc文件系统。判断是否为brcm设备，是的话则由__brcm_device_event() 处理。 

[cpp] view plain copy print ?

1. if (is_brcm_dev(dev)) 

2. __brcm_device_event(dev, event); 

3. staticvoid __brcm_device_event(struct net_device *dev, unsigned long event) 

4. { 

5. switch (event) { 

6. case NETDEV_CHANGENAME: 

7. brcm_proc_rem_dev(dev); 

8. if (brcm_proc_add_dev(dev) < 0) 

9. pr_warning("BRCM: failed to change proc name for %s\n", 

10. dev->name); 

11. break; 

12. case NETDEV_REGISTER: 

13. if (brcm_proc_add_dev(dev) < 0) 

14. pr_warning("BRCM: failed to add proc entry for %s\n", 

15. dev->name); 

16. break; 

17. case NETDEV_UNREGISTER: 

18. brcm_proc_rem_dev(dev); 

19. break; 

20. } 

21. } 

如何是brcm的下层设备，如根据brcm_group_hash中的映射关系，对下层设备相关的所有brcm设备进行操作：

[cpp] view plain copy print ?

1. switch (event) { 

2. case NETDEV_CHANGE: 

3. /* Propagate real device state to vlan devices */

4. for (i = 0; i < BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; i++) { 

5. brcmdev = brcm_group_get_device(grp, i); 

6. if (!brcmdev) 

7. continue; 

8. netif_stacked_transfer_operstate(dev, brcmdev); 

9. } 

10. break; 

11. case NETDEV_CHANGEADDR: 

12. /* Adjust unicast filters on underlying device */

13. for (i = 0; i < BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; i++) { 

14. brcmdev = brcm_group_get_device(grp, i); 

15. if (!brcmdev) 

16. continue; 

17. flgs = brcmdev->flags; 

18. if (!(flgs & IFF_UP)) 

19. continue; 

20. brcm_sync_address(dev, brcmdev); 

21. } 

22. break; 

23. case NETDEV_CHANGEMTU: 

24. for (i = 0; i < BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; i++) { 

25. brcmdev = brcm_group_get_device(grp, i); 

26. if (!brcmdev) 

27. continue; 

28. if (brcmdev->mtu <= dev->mtu) 

29. continue; 

30. dev_set_mtu(brcmdev, dev->mtu); 

31. } 

32. break; 

33. case NETDEV_DOWN: 

34. /* Put all VLANs for this dev in the down state too. */

35. for (i = 0; i < BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; i++) { 

36. brcmdev = brcm_group_get_device(grp, i); 

37. if (!brcmdev) 

38. continue; 

39. flgs = brcmdev->flags; 

40. if (!(flgs & IFF_UP)) 

41. continue; 

42. brcm = brcm_dev_info(brcmdev); 

43. dev_change_flags(brcmdev, flgs & ~IFF_UP); 

44. netif_stacked_transfer_operstate(dev, brcmdev); 

45. } 

46. break; 

47. case NETDEV_UP: 

48. /* Put all VLANs for this dev in the up state too. */

49. for (i = 0; i < BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; i++) { 

50. brcmdev = brcm_group_get_device(grp, i); 

51. if (!brcmdev) 

52. continue; 

53. flgs = brcmdev->flags; 

54. if (flgs & IFF_UP) 

55. continue; 

56. brcm = brcm_dev_info(brcmdev); 

57. dev_change_flags(brcmdev, flgs | IFF_UP); 

58. netif_stacked_transfer_operstate(dev, brcmdev); 

59. } 

60. break; 

61. case NETDEV_UNREGISTER: 

62. /* Delete all BRCMs for this dev. */

63. grp->killall = 1; 

64. for (i = 0; i < BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; i++) { 

65. brcmdev = brcm_group_get_device(grp, i); 

66. if (!brcmdev) 

67. continue; 

68. /* unregistration of last brcm destroys group, abort

69. * afterwards */

70. if (grp->nr_ports == 1) 

71. i = BRCM_GROUP_ARRAY_LEN; 

72. unregister_brcm_dev(brcmdev, &list); 

73. } 

74. unregister_netdevice_many(&list); 

75. break; 

76. } 

到这里，协议的添加就大致完成了，当然还包括一些头文件的修改，宏变量的添加等就不一一详述，具体可见最后的附件。
为了编译进内核，还需要修改以下文件：
$(linux)/net/Kconfig $(linux)/net/Makefile

最后，在make menuconfig选择添加brcm协议
Networking Support -> Networking options 

同时，需要一个简单的用户空间工具来配置我们的brcm设备，就像vconfig用来配置vlan设备一样；编写的简单的bconfig工具，命令格式：
"Usage: add [interface-name] [brcm_port]\n"
" rem [dev-name]";

内核编译完成后就该进行测试了，如果开启了内核调试信息，启动内核就看到以下信息：

然后启用网卡，可以查看到添加了brcm设备后的状态：

可以使用原生套接字自己打上brcm头后发送报文让协议栈接收，或者用wireshark等捕获协议栈发出的报文，下图即是捕获到的报文：

这是主机发出的arp报文，可以看到，在源mac后接的不是vlan报头，而是我们添加的brcm报文，协议号是8744。
查看proc中信息：

附：patch补丁 && 重要的源文件 && bconfig工具源码

http://download.youkuaiyun.com/source/3548117