网卡驱动程序
程序员文章站
2022-03-22 16:42:17
...
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
上一篇: 总线驱动设备模型