Linux网络设备驱动编程详解

"Linux网络设备驱动编程主要涉及如何编写针对Linux操作系统的网络设备驱动程序，特别是PCI和PCMCIA规范的设备。本文档将概述驱动模块的加载、卸载以及PCI设备的探测和初始化过程。" 在Linux系统中，网络设备驱动扮演着至关重要的角色，它们是操作系统与硬件之间沟通的桥梁。对于PCI和PCMCIA规范的网络设备，驱动程序的编写和管理方式有所不同。 1. 驱动模块的加载和卸载： - PCI设备：驱动程序首先通过`pci_register_driver`函数向内核注册一个PCI设备。接着，当系统检测到匹配的硬件时，会调用`pci_driver`结构体中的`probe`函数，即`tg3_init_one`，来初始化设备并注册网络设备。在不需要驱动时，使用`pci_unregister_driver`来注销设备，对应的卸载函数是`tg3_cleanup`。 - PCMCIA设备：注册过程类似，只是使用`register_pccard_driver`函数，然后由`driver_info_t`结构体中的`attach`函数处理初始化。卸载过程则通过相应的函数执行。 以下是一个示例代码片段，展示了PCI设备的注册和注销过程： ```c static int __init tg3_init(void) { return pci_module_init(&tg3_driver); } static void __exit tg3_cleanup(void) { pci_unregister_driver(&tg3_driver); } module_init(tg3_init); module_exit(tg3_cleanup); ``` 2. PCI设备探测函数`probe`，初始化网络设备： `probe`函数是驱动程序的核心部分，它负责识别硬件、分配资源、设置硬件状态，并调用必要的初始化步骤。例如，在`tg3_driver`结构体中，`probe`函数指针指向`tg3_init_one`，这个函数会根据设备ID表`tg3_pci_tbl`来识别设备，并进行初始化。 ```c static struct pci_driver tg3_driver = { .name = DRV_MODULE_NAME, .id_table = tg3_pci_tbl, .probe = tg3_init_one, .remove = __devexit_p(tg3_remove_one), .suspend = tg3_suspend, .resume = tg3_resume, }; ``` 这里的`remove`函数`tg3_remove_one`用于在设备移除时执行清理工作，`suspend`和`resume`分别对应设备的挂起和恢复功能。 3. 网络设备驱动的基本结构： - 数据结构：驱动通常包含一组数据结构，如`struct net_device`，用于描述网络设备的状态和配置。 - 硬件操作函数：如中断处理、发送和接收数据包的函数等。 - 系统接口：驱动通过内核提供的API与上层协议栈交互，如`netif_rx`用于接收数据，`netif_start_queue`和`netif_stop_queue`控制传输队列。 总结来说，Linux网络设备驱动编程涉及理解PCI/PCMCIA规范，编写探测和初始化函数，以及与内核接口的适配。开发者需要对硬件工作原理有深入理解，并熟悉Linux内核的网络子系统。在编写过程中，不断迭代和优化，确保驱动的稳定性和性能。