Linux网络接口设备驱动程序详解

"网络接口设备的Linux驱动程序是操作系统与硬件通信的关键组件，主要负责网络数据的收发。在Linux系统中，驱动程序分为字符设备驱动、块设备驱动和网络设备驱动三大类。网络设备驱动是本文的重点，它不依赖read和write函数，而是通过特定的协议处理函数来处理数据包的传输。驱动程序与上层协议协同工作，当有数据需要发送时，由协议层直接调用驱动程序，将数据直接交给硬件发送。接收数据则主要依靠硬件中断机制，中断处理程序将接收到的数据打包成skbuff结构，并调用netif_rx()传递给网络协议栈进行处理。 字符设备驱动主要服务于传输类介质，如串口和HDLC接口。它们具有文件一样的访问方式，提供open、close、read和write等接口，但不进行内核缓存。而块设备驱动则是存储类介质的支撑，如硬盘和软盘，它们以数据块的形式进行访问，内核有缓存支持，允许随机存取。两者之间的区别主要在于内核管理及接口设计。 网络设备驱动与字符和块设备驱动不同，它不映射到文件系统，而是通过网络协议栈与硬件交互。发送数据时，驱动程序通常不缓存数据，而是直接利用硬件的发送功能。接收端则由硬件中断触发，中断处理程序负责将硬件接收到的信息转换为内核可处理的数据结构，进而传递给上层协议进行处理。 在Linux中，每个设备都有一个主设备号和次设备号。主设备号用于区分不同的驱动程序，次设备号则由驱动程序内部使用，用于管理多个设备。例如，多个网络接口卡可以通过不同的次设备号由同一个驱动程序管理。 总结来说，Linux的网络接口设备驱动程序是连接网络硬件和内核的核心，它处理数据包的发送和接收，通过中断机制和协议栈协同工作，确保数据在网络中的高效、准确传输。理解并掌握网络设备驱动的工作原理对于进行系统级编程和优化至关重要，特别是对于网络性能敏感的应用场景。"