tun驱动之tun_init

最新推荐文章于 2024-03-04 01:08:05 发布

多多是小坏熊

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分类专栏： tun驱动文章标签：网络 linux 内核

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该文详细介绍了Linux内核中tun驱动的初始化步骤，包括rtnl_link_register用于注册link操作，misc_register用于注册杂设备，以及register_netdevice_notifier用于注册网络设备通知器。这些步骤涉及设备驱动的注册、设备号分配和网络设备事件监听。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

tun驱动的初始化方法是tun_init。

static int __init tun_init(void)
{
	int ret = 0;

	pr_info("%s, %s\n", DRV_DESCRIPTION, DRV_VERSION);

	ret = rtnl_link_register(&tun_link_ops);
	if (ret) {
		pr_err("Can't register link_ops\n");
		goto err_linkops;
	}

	ret = misc_register(&tun_miscdev);
	if (ret) {
		pr_err("Can't register misc device %d\n", TUN_MINOR);
		goto err_misc;
	}

	ret = register_netdevice_notifier(&tun_notifier_block);
	if (ret) {
		pr_err("Can't register netdevice notifier\n");
		goto err_notifier;
	}

	return  0;

err_notifier:
	misc_deregister(&tun_miscdev);
err_misc:
	rtnl_link_unregister(&tun_link_ops);
err_linkops:
	return ret;
}

一 rtnl_link_register

rtnl_link_register的原型如下：

参数如下：

int rtnl_link_register(struct rtnl_link_ops *ops);

其中ops对应的是：

static struct rtnl_link_ops tun_link_ops __read_mostly = {

.kind = DRV_NAME, // 区分不同的驱动

.priv_size = sizeof(struct tun_struct),

.setup = tun_setup,

.validate = tun_validate,

};

rtnl_link_register的主要逻辑是将ops添加到全局列表link_ops中:

list_add_tail(&ops->list, &link_ops);

二 misc_register

misc_register的参数是：

static struct miscdevice tun_miscdev = {

.minor = TUN_MINOR,

.name = "tun",

.nodename = "net/tun",

.fops = &tun_fops,

};

字符设备和块设备利用主设备号和次设备号来区分设备驱动。如一台机器接了一个打印机，其驱动的主设备号是X，次设备号是Y。这台机器再接入同一型号的一台打印机，则驱动主设备号是X，次设备号是Y1。X标识打印机的型号，Y标识此型号的具体一台打印机。

主设备号最大2^12，即4096,而次设备号最大2^20。为了解决主设备号短缺的问题，引入了miscdevice，杂设备。

杂设备驱动，主设备号固定是10；次设备号可以指定，也可以自动获取。

// 自动获取

if (is_dynamic) {
   int i = find_first_zero_bit(misc_minors, DYNAMIC_MINORS);

   if (i >= DYNAMIC_MINORS) {
       err = -EBUSY;
       goto out;
   }
   misc->minor = DYNAMIC_MINORS - i - 1;
   set_bit(i, misc_minors);
} else {
   struct miscdevice *c;

// 指定次设备号，进行判重

   list_for_each_entry(c, &misc_list, list) {
       if (c->minor == misc->minor) {
           err = -EBUSY;
           goto out;
       }
   }
}

最后将杂设备添加到全局列表misc_list中：

list_add(&misc->list, &misc_list);

在用户空间，调用open打开一个杂设备时，就能看到杂设备设计的巧妙之处，后面会再详细介绍。

三 register_netdevice_notifier

register_netdevice_notifier的参数为：

static struct notifier_block tun_notifier_block __read_mostly = {

.notifier_call = tun_device_event,

};

int register_netdevice_notifier(struct notifier_block *nb)
{
	struct net_device *dev;
	struct net_device *last;
	struct net *net;
	int err;

	rtnl_lock();
	err = raw_notifier_chain_register(&netdev_chain, nb);
	if (err)
		goto unlock;
	if (dev_boot_phase)
		goto unlock;
	for_each_net(net) { // 遍历net_namespace_list
		for_each_netdev(net, dev) { // 遍历net->dev_base_head
			err = call_netdevice_notifier(nb, NETDEV_REGISTER, dev);
			err = notifier_to_errno(err);
			if (err)
				goto rollback;

			if (!(dev->flags & IFF_UP))
				continue;

			call_netdevice_notifier(nb, NETDEV_UP, dev);
		}
	}

unlock:
	rtnl_unlock();
	return err;

raw_notifier_chain_register将nb（即tun_notifier_block）添加到netdev_chain中的链表head上。

register_netdevice_notifier中的两层for循环，遍历网络空间中的每个设备，通知其NETDEV_REGISTER和NETDEV_UP。

call_netdevice_notifier(nb, NETDEV_REGISTER, dev);

call_netdevice_notifier(nb, NETDEV_UP, dev);

static int call_netdevice_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long val,
				   struct net_device *dev)
{
	struct netdev_notifier_info info = {
		.dev = dev,
	};

	// 对于tun驱动，nb为 tun_notifier_block
	return nb->notifier_call(nb, val, &info);
}

最终调用到：

static int tun_device_event(struct notifier_block *unused,
			    unsigned long event, void *ptr)
{
	struct net_device *dev = netdev_notifier_info_to_dev(ptr);
	struct tun_struct *tun = netdev_priv(dev);

	if (dev->rtnl_link_ops != &tun_link_ops)
		return NOTIFY_DONE;

	switch (event) {
	case NETDEV_CHANGE_TX_QUEUE_LEN:
		if (tun_queue_resize(tun))
			return NOTIFY_BAD;
		break;
	default:
		break;
	}

	return NOTIFY_DONE;
}

两次通知，tun_device_event仅仅返回NOTIFY_DONE。