Linux网卡驱动程序开发详解

"这是一份关于网卡驱动程序的学习笔记，由学员聂龙浩根据韦东山的Linux视频第2期整理。笔记涵盖了网卡驱动的基本框架、编程步骤、接收和发送数据的处理，以及虚拟网卡驱动的编写和测试方法。" 在计算机操作系统中，网卡驱动程序是连接网络硬件与操作系统的重要桥梁。本笔记主要讨论了以下几个关键知识点： 1. **网卡驱动程序框架**： 网卡驱动程序主要负责在操作系统和硬件之间进行通信，它需要处理数据的发送和接收。由于驱动程序的设计基于面向对象的思想，因此通常包含特定的结构体，如`net_device`，用于描述网络接口。 2. **编程步骤**： - **分配结构体**：首先，需要为网卡驱动分配一个`net_device`结构体，用于存储设备的相关信息。 - **设置结构体**：接着，配置结构体，包括定义发包函数（如`hard_start_xmit()`）和收包中断处理函数（如`net_interrupt(int irq, void* dev_id)`，其中`netif_rx(skb)`用于将接收到的数据传递到上层协议栈）。 - **注册结构体**：注册`net_device`到系统中，让系统知道该驱动的存在，通常使用`register_netdev(dev)`完成此步骤。 - **硬件相关设置**：这部分涉及物理硬件的操作，例如设置MAC地址和进行必要的初始化。 3. **收发功能**： - **接收数据**：当网卡接收到数据时，会触发中断，中断处理程序调用上报数据的函数，将数据包传递给上层协议栈。 - **发送数据**：发包函数`hard_start_xmit()`被调用时，驱动程序负责将数据从上层协议栈传送到硬件网卡，完成数据发送。 4. **写一个虚拟网卡驱动**： 虚拟网卡驱动与真实硬件类似，但不需要实际的硬件支持。笔记中提到，可以分配`net_device`结构体，并设置相应的功能函数。此外，虚拟网卡的硬件相关设置通常是模拟的。 5. **测试**： 测试网卡驱动通常涉及编译内核模块、加载驱动、配置硬件环境（如修改`Makefile`），并可能使用NFS等网络启动方式来验证驱动是否能正常工作。例如，测试DM9000C驱动程序时，需要将驱动代码放入内核`drivers/net`目录，修改`Makefile`，然后编译生成新的内核映像，并使用NFS启动方式来运行系统。 通过理解这些知识点，读者可以对网卡驱动的开发有一个基本的了解，包括如何与硬件交互、处理数据收发，以及如何进行驱动的测试和验证。这为编写或调试自己的网卡驱动提供了基础。