欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页

网卡驱动程序

程序员文章站 2022-03-22 16:42:17
...

网卡驱动程序
只要把上层的数据发给网卡,从网卡来的数据构造成包给上层即可。网卡只需要“socket”编程,不需要打开某设备。
“sk_buff”结构是纽带,运用“hard_start_xmit()”和“netif_rx()”:应用层构造好一个包后,放到“skb_buff”结构交给网卡驱动,调用“hard_start_xmit()”来发送。
网卡在中断程序中收到数据后,从芯片里把数据读出来构造一个“skb_buff”结构数据,调用“netif_rx()”上报数据给应用层。

怎么写网卡驱动程序?
1 分配一个net_device结构体
2. 设置:
 2.1 发包函数: hard_start_xmit
 2.2 收到数据时(在中断处理函数里)用netif_rx上报数据
 2.3 其他设置
3. 注册: register_netdevice

struct net_device{
	char	name[IFNAMSIZ];
	unsigned char	dev_addr[MAX_ADDR_LEN];	//MAC地址
	unsigned int	flags;	//interface flags (a la BSD)
	unsigned long	features;
	int	(*hard_start_xmit) (struct sk_buff *skb,struct net_device *dev);	//发包函数
	struct net_device_stats	stats;	//统计信息
}

struct net_device_stats{	//统计信息
	unsigned long	rx_packets;	 //收到的包
	unsigned long	tx_packets;	 //发送的包
	unsigned long	rx_bytes;	 //收到的字节数
	unsigned long	tx_bytes;	 //发送的字节数
	..........
};

虚拟网卡驱动

参考 drivers\net\cs89x0.c

static struct net_device *vnet_dev;
//收包函数
static void emulator_rx_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev){
	unsigned char *type;
	struct iphdr *ih;
	__be32 *saddr, *daddr, tmp;
	unsigned char	tmp_dev_addr[ETH_ALEN];
	struct ethhdr *ethhdr;	
	struct sk_buff *rx_skb;
		
	// 从硬件读出/保存数据
	/* 对调"源/目的"的mac地址 */
	ethhdr = (struct ethhdr *)skb->data;
	memcpy(tmp_dev_addr, ethhdr->h_dest, ETH_ALEN);
	memcpy(ethhdr->h_dest, ethhdr->h_source, ETH_ALEN);
	memcpy(ethhdr->h_source, tmp_dev_addr, ETH_ALEN);

	/* 对调"源/目的"的ip地址 */    
	ih = (struct iphdr *)(skb->data + sizeof(struct ethhdr));
	saddr = &ih->saddr;
	daddr = &ih->daddr;
	tmp = *saddr;
	*saddr = *daddr;
	*daddr = tmp;
	
	type = skb->data + sizeof(struct ethhdr) + sizeof(struct iphdr);
	// 修改类型, 原来0x8表示ping
	*type = 0; /* 0表示reply */
	
	ih->check = 0;	 //重新计算校验码
	ih->check = ip_fast_csum((unsigned char *)ih,ih->ihl);
	
	// 构造一个sk_buff,把上面构造的data复制过来
	rx_skb = dev_alloc_skb(skb->len + 2);
	skb_reserve(rx_skb, 2); /* align IP on 16B boundary */	
	memcpy(skb_put(rx_skb, skb->len), skb->data, skb->len);

	/* Write metadata, and then pass to the receive level */
	rx_skb->dev = dev;
	rx_skb->protocol = eth_type_trans(rx_skb, dev);
	rx_skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY; /* don't check it */
	dev->stats.rx_packets++;		//更新统计信息
	dev->stats.rx_bytes += skb->len;

	// 提交sk_buff
	netif_rx(rx_skb);
}
//发包函数
static int virt_net_send_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev){
	static int cnt = 0;
	printk("virt_net_send_packet cnt = %d\n", ++cnt);

	/* 对于真实的网卡, 把skb里的数据通过网卡发送出去 */
	netif_stop_queue(dev); // 停止该网卡的队列
    /* ...... */           // 把skb的数据写入网卡
	
	emulator_rx_packet(skb, dev); //构造一个假的sk_buff,上报

	dev_kfree_skb (skb);   //释放skb 
	netif_wake_queue(dev); //数据全部发送出去后,唤醒网卡的队列

	/* 更新统计信息 */
	dev->stats.tx_packets++;
	dev->stats.tx_bytes += skb->len;
	
	return 0;
}

static int virt_net_init(void){
	// 1. 分配一个net_device结构体
	vnet_dev = alloc_netdev(0, "vnet%d", ether_setup); 

	/* 2. 设置 */
	vnet_dev->hard_start_xmit = virt_net_send_packet;	//发包函数	
    vnet_dev->dev_addr[0] = 0x08;	//设置MAC地址 
    vnet_dev->dev_addr[1] = 0x89;
    vnet_dev->dev_addr[2] = 0x89;
    vnet_dev->dev_addr[3] = 0x89;
    vnet_dev->dev_addr[4] = 0x89;
    vnet_dev->dev_addr[5] = 0x11;   
	vnet_dev->flags      |= IFF_NOARP;	//设置下面两项才能ping通
	vnet_dev->features   |= NETIF_F_NO_CSUM;	

	/* 3. 注册 */
	register_netdev(vnet_dev);
	
	return 0;
}

static void virt_net_exit(void){
	unregister_netdev(vnet_dev);
	free_netdev(vnet_dev);
}

module_init(virt_net_init);
module_exit(virt_net_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

把数据写入网卡后,网卡并不是立即全部发送出去。网卡发送完数据后会产生一个中断。应该是在中断函数里面唤醒队列netif_wake_queue,这里是模拟。

skb->data的数据为 MAC头,IP头,type,数据
MAC头结构体

struct ethhdr {
	unsigned char	h_dest[ETH_ALEN];	//目的mac
	unsigned char	h_source[ETH_ALEN];	//源mac
	__be16		h_proto;	/* packet type ID field	*/
} __attribute__((packed));

IP头结构体

struct iphdr {
	__be32	saddr; 	//源ip
	__be32	daddr;	//目的ip
	__sum16	check;	//校验码
	......
};

测试
1 insmod virt_net.ko
2. ifconfig vnet0 3.3.3.3
  ifconfig // 查看
3. ping 3.3.3.3 // 成功 ping自己没问题,纯软件的
  ping 3.3.3.4 // 死机 没有提供hard_start_xmit函数提供后就不会死机

相关标签: 驱动