Linux網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序編寫

與用戶模式下的malloc()不同，kmalloc()申請(qǐng)空間有大小限制。長(zhǎng)度是2的整次方?？梢陨暾?qǐng)的最大長(zhǎng)度也有限制。另外kmalloc()有priority參數(shù)，通常使用時(shí)可以為GFP_KERNEL，如果在中斷里調(diào)用用GFP_ATOMIC參數(shù)，因?yàn)槭褂肎FP_KERNEL則調(diào)用者可能進(jìn)入sleep狀態(tài)，在處理中斷時(shí)是不允許的。

kfree()釋放的內(nèi)存必須是kmalloc()申請(qǐng)的。如果知道內(nèi)存的大小，也可以用kfree_s()釋放。

2.4.2request_irq()、free_irq()

這是驅(qū)動(dòng)程序申請(qǐng)中斷和釋放中斷的調(diào)用。在include/linux/sched.h里聲明。

request_irq()調(diào)用的定義：

intrequest_irq(unsignedintirq,

void(*handler)(intirq,void*dev_id,structpt_regs*regs),

unsignedlongirqflags,

constchar*devname,

void*dev_id);

irq是要申請(qǐng)的硬件中斷號(hào)。在Intel平臺(tái)，范圍0--15。handler是向系統(tǒng)登記的中斷處理函數(shù)。這是一個(gè)回調(diào)函數(shù)，中斷發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用這個(gè)函數(shù)，傳入的參數(shù)包括硬件中斷號(hào)，deviceid，寄存器值。dev_id就是下面的request_irq時(shí)傳遞給系統(tǒng)的參數(shù)dev_id。irqflags是中斷處理的一些屬性。比較重要的有SA_INTERRUPT，

標(biāo)明中斷處理程序是快速處理程序(設(shè)置SA_INTERRUPT)還是慢速處理程序(不設(shè)置SA_INTERRUPT)?？焖偬幚沓绦虮徽{(diào)用時(shí)屏蔽所有中斷。慢速處理程序不屏蔽。還有一個(gè)SA_SHIRQ屬性，設(shè)置了以后運(yùn)行多個(gè)設(shè)備共享中斷。dev_id在中斷共享時(shí)會(huì)用到。一般設(shè)置為這個(gè)設(shè)備的device結(jié)構(gòu)本身或者NULL。中斷處理程序可以用dev_id找到相應(yīng)的控制這個(gè)中斷的設(shè)備，或者用irq2dev_map找到中斷對(duì)應(yīng)的設(shè)備。

voidfree_irq(unsignedintirq,void*dev_id);

2.4.3時(shí)鐘

時(shí)鐘的處理類似中斷，也是登記一個(gè)時(shí)間處理函數(shù)，在預(yù)定的時(shí)間過后，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用這個(gè)函數(shù)。在include/linux/timer.h里聲明。

structtimer_list{

structtimer_list*next;

structtimer_list*prev;

unsignedlongexpires;

unsignedlongdata;

void(*function)(unsignedlong);

};

voidadd_timer(structtimer_list*timer);

intdel_timer(structtimer_list*timer);

voidinit_timer(structtimer_list*timer);

使用時(shí)鐘，先聲明一個(gè)timer_list結(jié)構(gòu)，調(diào)用init_timer對(duì)它進(jìn)行初始化。

time_list結(jié)構(gòu)里expires是標(biāo)明這個(gè)時(shí)鐘的周期，單位采用jiffies的單位。

jiffies是Linux一個(gè)全局變量，代表時(shí)間。它的單位隨硬件平臺(tái)的不同而不同。

系統(tǒng)里定義了一個(gè)常數(shù)HZ，代表每秒種最小時(shí)間間隔的數(shù)目。這樣jiffies的單位就是1/HZ。Intel平臺(tái)jiffies的單位是1/100秒，這就是系統(tǒng)所能分辨的最小時(shí)間間隔了。所以expires/HZ就是以秒為單位的這個(gè)時(shí)鐘的周期。

function就是時(shí)間到了以后的回調(diào)函數(shù)，它的參數(shù)就是timer_list中的data。data這個(gè)參數(shù)在初始化時(shí)鐘的時(shí)候賦值，一般賦給它設(shè)備的device結(jié)構(gòu)指針。

在預(yù)置時(shí)間到系統(tǒng)調(diào)用function，同時(shí)系統(tǒng)把這個(gè)time_list從定時(shí)隊(duì)列里清除。所以如果需要一直使用定時(shí)函數(shù)，要在function里再次調(diào)用add_timer()把這個(gè)timer_list加進(jìn)定時(shí)隊(duì)列。

2.4.4I/O

I/O端口的存取使用：

inlineunsignedintinb(unsignedshortport);

inlineunsignedintinb_p(unsignedshortport);

inlinevoidoutb(charvalue,unsignedshortport);

inlinevoidoutb_p(charvalue,unsignedshortport);

在include/adm/io.h里定義。

inb_p()、outb_p()與inb()、outb_p()的不同在于前者在存取I/O時(shí)有等待(pause)一適應(yīng)慢速的I/O設(shè)備。

為了防止存取I/O時(shí)發(fā)生沖突，Linux提供對(duì)端口使用情況的控制。在使用端口之前，可以檢查需要的I/O是否正在被使用，如果沒有，則把端口標(biāo)記為正在使用，使用完后再釋放。系統(tǒng)提供以下幾個(gè)函數(shù)做這些工作。

intcheck_region(unsignedintfrom,unsignedintextent);

voidrequest_region(unsignedintfrom,unsignedintextent,constchar*name);

voidrelease_region(unsignedintfrom,unsignedintextent);

其中的參數(shù)from表示用到的I/O端口的起始地址，extent標(biāo)明從from開始的端口數(shù)目。name為設(shè)備名稱。

2.4.5中斷打開關(guān)閉

系統(tǒng)提供給驅(qū)動(dòng)程序開放和關(guān)閉響應(yīng)中斷的能力。是在include/asm/system.h中的兩個(gè)定義。

#definecli()__asm____volatile__(cli::)

#definesti()__asm____volatile__(sti::)

2.4.6打印信息

類似普通程序里的printf()，驅(qū)動(dòng)程序要輸出信息使用printk()。在include/linux/kernel.h里聲明。

intprintk(constchar*fmt,...);

其中fmt是格式化字符串。...是參數(shù)。都是和printf()格式一樣的。

2.4.7注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序

如果使用模塊(module)方式加載驅(qū)動(dòng)程序，需要在模塊初始化時(shí)把設(shè)備注冊(cè)到系統(tǒng)設(shè)備表里去。不再使用時(shí)，把設(shè)備從系統(tǒng)中卸除。定義在drivers/net/net_init.h里的兩個(gè)函數(shù)完成這個(gè)工作。

intregister_netdev(structdevice*dev);

voidunregister_netdev(structdevice*dev);

dev就是要注冊(cè)進(jìn)系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)指針。在register_netdev()時(shí)，dev結(jié)構(gòu)一般填寫前面11項(xiàng)，即到init，后面的暫時(shí)可以不用初始化。最重要的是name指針和init方法。name指針空(NULL)或者內(nèi)容為或者name[0]為空格(space)，則系統(tǒng)把你的設(shè)備做為以太網(wǎng)設(shè)備處理。以太網(wǎng)設(shè)備有統(tǒng)一的命名格式，ethX。對(duì)以太網(wǎng)這么特別對(duì)待大概和Linux的歷史有關(guān)。

init方法一定要提供，register_netdev()會(huì)調(diào)用這個(gè)方法讓你對(duì)硬件檢測(cè)和設(shè)置。

register_netdev()返回0表示成功，非0不成功。

2.4.8sk_buff

Linux網(wǎng)絡(luò)各層之間的數(shù)據(jù)傳送都是通過sk_buff。sk_buff提供一套管理緩沖區(qū)的方法，是Linux系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)高效運(yùn)行的關(guān)鍵。每個(gè)sk_buff包括一些控制方法和一塊數(shù)據(jù)緩沖區(qū)?？刂品椒ò垂δ芊譃閮煞N類型。一種是控制整個(gè)buffer鏈的方法，

另一種是控制數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的方法。sk_buff組織成雙向鏈表的形式，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特點(diǎn)，對(duì)鏈表的操作主要是刪除鏈表頭的元素和添加到鏈表尾。sk_buff的控制