一步步写网卡驱动（-）

最新推荐文章于 2018-07-28 16:02:41 发布

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#shell #数据结构与算法

最近一直在看linux网络相关的东西，做为提高准备自己动手写个网卡驱动，手上刚好有一块mini2440，所以准备以mini2440的DM9000下刀。当然本人也是第一次写网卡驱动，所以希望大家看到不足的地方多海函和指教。

今天，我们先搭一个网卡驱动的框架，并不设计实际硬件。

首先先包含今天会用到的必要的头文件：

#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/etherdevice.h>

定义调试和打印用的宏：

#undef LYDM9K_DEBUG
#define LYDM9K_DEBUG
#ifdef LYDM9K_DEBUG
#define printdbg(fmt, args...) \
    printk("lydm9k[%s]:\t" fmt, __func__, ##args)
#else
#define printdbg(fmt, args...) \
    do {} while(0)
#endif /* LYDM9K_DEBUG */

#define dm9kmsg(fmt, args...) \
    printk("lydm9k[%s]:\t" fmt, __func__, ##args)

编写module注册函数和卸载函数：

static int __init lydm9k_init(void)
{
    dm9kmsg("insert module lydm9k\n");
    platform_device_register(&lydm9k_device);
    return platform_driver_register(&lydm9k_driver);
}

static void __exit lydm9k_exit(void)
{
    platform_device_unregister(&lydm9k_device);
    platform_driver_unregister(&lydm9k_driver);
    dm9kmsg("remove module lydm9k\n");
}

MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(lydm9k_init);
module_exit(lydm9k_exit);

初始化网卡的device结构体：

struct lydm9k_plat_data {
    unsigned char mac[6];
    unsigned int watchdog_timeo_msecs;
};

static struct lydm9k_plat_data lydm9k_plat_data = {
    .mac            = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06},
    .watchdog_timeo_msecs = 5000,
};

static struct resource lydm9k_resource[] = {
};

static void lydm9k_device_release(struct device *dev)
{
    printdbg("invoked\n");
}

static struct platform_device lydm9k_device = {
    .name           = "lydm9k",
    .id             = -1,
    .num_resources  = ARRAY_SIZE(lydm9k_resource),
    .resource       = lydm9k_resource,
    .dev            = {
        .platform_data  = &lydm9k_plat_data,
        .release    = lydm9k_device_release,
    },
};

初始化网卡的driver结构体：

static struct platform_driver lydm9k_driver = {
    .driver         = {
        .name       = "lydm9k",
        .owner      = THIS_MODULE,
    },
    .probe          = lydm9k_probe,
    .remove         = __devexit_p(lydm9k_remove),
};

网卡驱动的probe函数和remove函数：

static int __devinit lydm9k_probe(struct platform_device *pdev)
{
    int ret;
    struct net_device *ndev;
    struct lydm9k_priv *priv;
    struct lydm9k_plat_data *pdata = pdev->dev.platform_data;

    printdbg("detect a dm9k device\n");

    // 申请ndev空间
    ndev = alloc_etherdev(sizeof(struct lydm9k_priv));
    if (NULL == ndev)
    {
        dm9kmsg("fail to alloc_etherdev\n");
        return -ENOMEM;
    }

    // 设置ndev的福设备为pdev
    SET_NETDEV_DEV(ndev, &pdev->dev);

    // 设置ndev和pdev直接的关联
    platform_set_drvdata(pdev, ndev);
    priv = netdev_priv(ndev);
    priv->pdev = pdev;

    // 设置操作函数集/mac/watchdog_timeo
    ndev->netdev_ops = &lydm9k_ops;
    ndev->watchdog_timeo =
        msecs_to_jiffies(pdata->watchdog_timeo_msecs);
    memcpy(ndev->dev_addr, pdata->mac, 6);

    // 注册网卡
    ret = register_netdev(ndev);
    if(0 > ret)
    {
        dm9kmsg("fail to register netdev\n");
          return -ENOMEM;
     }
 
     // 设置ndev的父设备为pdev
     SET_NETDEV_DEV(ndev, &pdev->dev);
 
     // 设置ndev和pdev直接的关联
     platform_set_drvdata(pdev, ndev);
     priv = netdev_priv(ndev);
     priv->pdev = pdev;
 
     // 设置操作函数集/mac/watchdog_timeo
     ndev->netdev_ops = &lydm9k_ops;
     ndev->watchdog_timeo =
         msecs_to_jiffies(pdata->watchdog_timeo_msecs);
     memcpy(ndev->dev_addr, pdata->mac, 6);
 
     // 注册网卡
     ret = register_netdev(ndev);
     if(0 > ret)
     {
         dm9kmsg("fail to register netdev\n");
         goto failure_register_netdev;
     }
 
     return 0;
 
 failure_register_netdev:
     platform_set_drvdata(pdev, NULL);
     free_netdev(ndev);
 
     return ret;
 }

static int __devexit lydm9k_remove(struct platform_device *pdev)
{
    struct net_device *ndev = platform_get_drvdata(pdev);

    unregister_netdev(ndev);
    platform_set_drvdata(pdev, NULL);
    free_netdev(ndev);

    printdbg("remove ok\n");

    return 0;
}

其中网卡的私有数据结构需要包含的数据先不深入分析，等后续用到了再追加，为了简单先定义成如下：

struct lydm9k_priv {
    struct platform_device *pdev;
};

以及网卡的相关操作函数也都先定义几个成空的示意用：

static int lydm9k_open(struct net_device *ndev)
{
    printdbg("invoked\n");

    return 0;
}

static int lydm9k_stop(struct net_device *ndev)
{
    printdbg("invoked\n");

    return 0;
}

static int lydm9k_start_xmit(   struct sk_buff *skb,
                                struct net_device *ndev)
{
    printdbg("invoked\n");

    return 0;
}

static void lydm9k_timeout(struct net_device *ndev)
{
    printdbg("invoked\n");
}

static struct net_device_ops lydm9k_ops = {
    .ndo_open           = lydm9k_open,
    .ndo_stop           = lydm9k_stop,
    .ndo_start_xmit     = lydm9k_start_xmit,
    .ndo_tx_timeout     = lydm9k_timeout,
};

OK，简单的网卡驱动框架就搭好了，然后是Makgefile：

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
    obj-m := lydm9k.o
else
    KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
    PWD := $(shell pwd)
default:
    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
endif

clean:
    rm -rf *.mod.c *.mod.o *.o *.order *.symvers 
    rm -rf .*.ko.cmd .*.o.cmd .tmp_versions

make，装载驱动insmod lydm9k.ko，然后dmesg，可以看到如下打印信息（在PC机上即可）：

[ 3949.452062] lydm9k[lydm9k_init]:	insert module lydm9k
[ 3949.453609] lydm9k[lydm9k_probe]:	detect a dm9k device
[ 3949.469968] lydm9k[lydm9k_open]:	invoked
[ 3949.484108] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3949.920047] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3950.928047] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3951.020927] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3951.081567] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3951.095994] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3951.332173] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3951.583247] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3951.783516] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3952.021169] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked
[ 3952.208043] lydm9k[lydm9k_start_xmit]:	invoked

ifconfig，可以看到系统里多出了一快网卡（MAC地址是01：02：03：04：05：06，即我们在lydm9k_plat_data里设置的地址）：

eth1      Link encap:以太网  硬件地址 01:02:03:04:05:06  
          inet6 地址: fe80::302:3ff:fe04:506/64 Scope:Link
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  跃点数:1
          接收数据包:0 错误:0 丢弃:0 过载:0 帧数:0
          发送数据包:0 错误:0 丢弃:0 过载:0 载波:0
          碰撞:0 发送队列长度:1000 
          接收字节:0 (0.0 B)  发送字节:0 (0.0 B)

OK，今天就到此为止，明天继续。