【文章內容簡介】 頭部指針（例如 struct tcphdr *th） ；nh 包含網絡層頭部（例如 struct iphdr *iph） ；以及 mac 包含鏈路層頭部指針（例如 struct ethkr * ether） 。網絡驅動程序要負責設置傳入數據包的 mac 指針，這個任務正常是由 eth_type_trans 處理，但是非以太網驅動不得直接設置 skb。unsigned char *head；unsigned char *data；unsigned char *tail；unsigned char *end；指向數據包中數據的指針。head 指向分配內存的開頭，data 是有效字節(jié)的開始（并且常常稍微比 head 大一些） ，tail 是有效字節(jié)的結尾， end 指向 tail 能夠到達的最大地址。通過它們可以計算出可用的緩存空間（skbend skbhead）和當前使用的空間（skbtail skbdata ） 。unsigned int len；unsigned int data_len；len 是報文中全部數據的長度，data_len 是報文存儲于單個片中的數據片段的長度，如果使用 sctter/gather I/O，data_len 成員的值為 0。unsigned char ip_summed；對報文的校驗策略。該成員由驅動程序對傳入數據包進行設置。unsigned char pkt_type；在發(fā)送過程使用的數據包類型。驅動程序負責將其設置為 PACKET_HOST （數據包是給我的） ，PACKET_OTHERHOST，PACKET_BROADCAST，或者PACKET_MULTICAST。以太網驅動不顯式修改 pkt_type，因為 eth_type_trans 會完成這個工作。shinfo(struct sk_buff *skb)；unsigned int shinfo(skb)nr_frags；skb_frag_t shinfo(skb)frags；處于對性能方面的考慮，skb 中的一些信息分散存儲在內中與其緊鄰的其他結構中。(2) 作用于緩沖區(qū)的函數使用 sk_buff[11]結構的網絡驅動程序通過一些正式的接口函數來操作該結構。下面是最常用的幾個函數。struct sk_buff *alloc_skb(unsigned int len, int priority)；struct sk_buff *dev_alloc_skb(unsigned int len)；分配一個緩存區(qū)。alloc_skb 函數分配一個緩存并且將 skbdata 和 skbtail 都初始化成 skbhead。dev_alloc_skb 函數以 GFP_ATOMIC 的優(yōu)先級調用 alloc_skb函數，并且在 skbhead 和 skbdata 之間保留了一些空間，網絡層使用這一數據空間進行優(yōu)化工作，驅動程序不應該訪問它。void kfree_skb(struct sk_buff *skb)；void dev_kfree_skb(struct sk_buff *skb)；void dev_kfree_skb_irq(struct sk_buff *skb)；void dev_kfree_skb_any(struct sk_buff *skb)；釋放一個緩沖區(qū)。kfree_skb 調用由內核在內部使用。一個驅動應當使用一種dev_kfree_skb 形式的函數。在非中斷上下文中使用 dev_kfree_skb，在中斷上下文中使用 dev_kfree_skb_irq，dev_kfree_skb_any 在上面兩種情況下均可以使用。unsigned char *skb_put(struct sk_buff *skb, int len)；unsigned char *__skb_put(struct sk_buff *skb, int len)；更新 sk_buff 構中的 tail 和 len 成員；可用這些函數在緩沖區(qū)尾部添加數據。unsigned char *skb_push(struct sk_buff *skb, int len)；unsigned char *__skb_push(struct sk_buff *skb, int len)；遞減 skbdata 和遞增 skblen 的函數。除了數據是添加到報文的開始而不是結尾以外，它們的功能與 skb_put 相似。在傳輸數據包之前，可使用該函數添加硬件頭。int skb_tailroom(struct sk_buff *skb)；該函數返回緩沖區(qū)中可用空間的大小。如果驅動程序釋放了多于它能持有的數據到緩存中,則系統(tǒng)會出現 panic 來標識出這個錯誤。int skb_headroom(struct sk_buff *skb)；。返回 data 前面的可用空間數量，也即是有多少字節(jié)能夠保存在該緩沖區(qū)中。void skb_reserve(struct sk_buff *skb, int len)；這個函數遞增 data 和 tail。這個函數可用來在填充數據前保留報文頭部空間（headroom） 。大部分以太網接口在數據包之前保留 2 個字節(jié)，這樣 IP 頭可在 14字節(jié)的以太網頭之后，在 16 字節(jié)邊界上對齊。unsigned char *skb_pull(struct sk_buff *skb, int len)；從報文的頭部刪除數據。它遞減 skblen 和遞增 skbdata；這是從傳入的數據包的頭部剝離硬件頭所使用的方法。int skb_is_nonlinear(struct sk_buff *skb)；如果這個 skb 分離為多個片為發(fā)散/匯聚 I/O，則該函數返回一個真值。int skb_headlen(struct sk_buff *skb)；返回 skb 的第一個片的長度(該部分指向 skbdata)。void *kmap_skb_frag(skb_frag_t *frag)；void kunmap_skb_frag(void *vaddr)；如果要在內核中直接訪問非線性 skb 中的數據片段，這些函數負責映射和解除映射。由于使用了原子性的 kmap，因此不能一次映射多個片段。 驅動模塊的加載和卸載對驅動模塊構造好之后，我們需要把驅動模塊裝入內核，在必要的時候我們也需要將其卸載。 Linux 驅動程序的加載有兩種方式：一種是動態(tài)加載，使用 insmod 或者 rmmod加載或卸載設備驅動程；另外一種是靜態(tài)加載。Linux 中獨有的技術是模塊設計，模塊設計能夠很方便的擴展 Linux 的內核功能，我們在設計 Linux 網絡設備驅動程序時，應用模塊方式也很簡單易行，而且可以固定模式。在嵌入式設備中，硬件的功能一般是特定、專一的，在將驅動程序編進內核時，我們通常選擇靜態(tài)編譯來獲得更高的效率?；谶@兩種方式的特點，我們在調試過程中，采用模塊加載的方法，這樣做是為了調試方便，可以使編譯內核更加簡單，在調試成功以后，我們就把其編譯進內核，這樣運行效率會更高。模塊加載設計步驟如圖 31：圖 模塊加載步驟圖在加載命令 insmod 時，通過模塊我們可以使網絡設備驅動程序插入進內核，入口函數 init_module()可以調用 register_dev0 函數，網絡設備就是在 Linux系統(tǒng)中注冊。注冊成功后，就可以調用 init 函數指針所指向的初始化函數，初始化設備，把設備中的 _device 數據結構進行處理，在鏈表的末尾插入。在結束初始化后，就能夠打開設備，發(fā)送和接收數據包。進行模塊卸載時，先關閉設備，再通過執(zhí)行模塊卸載命令 rmmod 來調用驅動 cleanup_moduIe()函數卸載該模塊。Rmmod 工具完成模塊從內核中的模塊移除任務。如果內核認為模塊仍然在使用狀態(tài)（例如，某個程序正打開由該模塊導出的設備文件） ，或者內核被配置為禁止移除該模塊，則無法移除該模塊 編寫網絡驅動程序的一些基本概念所有操作系統(tǒng)的驅動程序具有通用的概念。同時操作系統(tǒng)給予驅動程序的支持也一樣。對于網絡設備驅動程序的若干基本要求，我們通過下面的文字簡單介紹一下。Insmod 命令Init module()初始化Register_retdev()注冊Init 指針初始化函數Rmmod 命令關閉網卡設備數據包發(fā)送和接收打開網卡設備 發(fā)送和接收發(fā)送和接收是網絡設備最基本的功能。網卡的本職工作就是收發(fā)。因此在驅動程序里，需要通知系統(tǒng)發(fā)送函數的位置，在有數據要發(fā)送時，系統(tǒng)會調用發(fā)送程序。有的驅動程序因為是直接操縱硬件的，因此驅動程序能最先得到這個數據，驅動程序的任務是把原始數據進行必須的處理后，然后傳入到系統(tǒng)里。操作系統(tǒng)需要提供兩個不同的機制，首先是發(fā)現驅動程序的發(fā)送函數，然后驅動程序接收數據后，把它傳給系統(tǒng)。 中斷在現代計算機結構中，中斷有著很特殊的作用。操作系統(tǒng)一定得提供驅動程序響應中斷的能力。通常情況就是把一個中斷處理程序注冊到系統(tǒng)里。硬件中斷發(fā)生后，操作系統(tǒng)使用驅動程序，通過驅動程序處理程序。Linux 支持對中斷的共享，就是對一個中斷，許多個設備共享。 時鐘時鐘在實現驅動程序時侯，會應用到很多地方。比如超時處理，缺乏中斷機制的硬件輪詢。操作系統(tǒng)可以為驅動程序提供定時機制。通常回調注冊的時鐘函數是在預定時間過了之后。在網絡驅動程序中，假如硬件缺乏中斷性能，定時器可以提供輪詢(poll)方式，從而存取硬件。第四章 系統(tǒng)分析 S3C2410 ARM 開發(fā)板介紹CPU：S3C2410 ARM 的 CPU 采用 SAMSUNG S3C2410 ARM920t ，集成有串口，SD 卡控制器，USB Host 和 USB device 控制器，LCD 控制器，Nand Flash 控制器等。存儲器由以下部分構成：64M SDRAM，64M Nand Flash，32M Intel StrataFlash 32M（默認不焊接） ，SD 卡，一個 VGA（直接連接普通 PC 顯示器） ， CS8900 以太網控制器，IDE 接口，一個 USB 主機接口，一個 USB 設備接口（可以切換成第二主機，需要更改驅動） ，一個總線擴展接口（包含 16 位數據，12 位地址，兩個片選，可以通過 CPLD 控制） 。其他關聯(lián)設備：2 個串口輸出，一個 MIC 輸入接口，一個 LINE 音頻輸入接口，一個耳機輸出接口，2 個 CPU 可控 LED，AD 轉換輸入接口，SPI 和 IIC 接口，JTAG調試接口，CPLD 編程接口，擴展 GPRS 和 CDMA 專用接口（包含 電平的串口，SPI 口，IO 引腳，電源等） 。 需求分析以及 MII 接口隨著 內核代碼不斷的提高級別，我們看到隨著升級，內核代碼的編寫也趨于混亂，就現在來看，在清晰度上， 比 更加有優(yōu)勢，也分類定義了資源，具有很好的可讀性，修改起來也很簡單； 的代碼大量使用 C 的 struct，從而具有 C++的面向對象風格； 支持標準的高級電源管理；在同一個目標板上，的內核相比 的內核，具有更高的效能。 三星的 sdmk 開發(fā)板使用這種內核，相比較而言， 的內核的驅動程序比較全，大部分國內的 2410 應用的是 的內核。目前在 s3c2410 開發(fā)板上， 的內核能夠很穩(wěn)定的運行，通過完成驅動程序，很快就可以實現移植。MII（Media Independent Interface 介質無關接口） [13]，或稱為媒體獨立接口，它是 定義的以太網行業(yè)標準。它包括一個數據接口，以及一個MAC 和 PHY 之間的管理接口。數據接口包括分別用于發(fā)送器和接收器的兩條獨立信道。每條信道都有自己的數據、時鐘和控制信號。MII 數據接口總共需要 16 個信號。管理接口是個雙信號接口：一個是時鐘信號，另一個是數據信號。通過管理接口，上層能監(jiān)視和控制 PHY。MII（Management interface）只有兩條信號線。MII 標準接口用于連接 Fast Ether MACblock 與 PHY。在不對 MAC 硬件重新設計或替換的情況下，任何類型的 PHY 設備都可以正常工作。在其他速率下工作的與 MII 等效的接口有：AUI（10M 以太網）、GMII（Gigabit 以太網）和XAUI（10Gigabit 以太網）。在 中規(guī)定的 MII 總線是一種用于將不同類型的 PHY 與相同網絡控制器（MAC）相連接的通用總線。網絡控制器可以用同樣的硬件接口與任何 PHY 進行連接。以太網媒體接口有：MII，RMII，SMII，GMII，所有的這些接口都從 MII 而來，MII 是(Medium Independent Interface)的意思，是指不用考慮媒體是銅軸、光纖、電纜等，因為這些媒體處理的相關工作都有 PHY 或者叫做 MAC 的芯片完成。MII 支持 10 兆和 100 兆的操作，一個接口由 14 根線組成，它的支持還是比較靈活的，但是有一個缺點是因為它一個端口用的信號線太多，如果一個 8 端口的交換機要用到 112 根線，16 端口就要用到 224 根線，到 32 端口的話就要用到 448 根線，一般按照這個接口做交換機，是不太現實的，所以現代的交換機的制作都會用到其它的一些從 MII 簡化出來的標準，比如 RMII、SMII、MII 等。 寄存器的訪問方式上面已經說過，MAC 對 PHY 寄存器的讀寫訪問是通過MII 接口實現的。標準寄存器都可以通