Linux網(wǎng)卡驅動(dòng)程序編寫(xiě)

與用戶(hù)模式下的malloc()不同，kmalloc()申請空間有大小限制。長(cháng)度是2的整次方?？梢陨暾埖淖畲箝L(cháng)度也有限制。另外kmalloc()有priority參數，通常使用時(shí)可以為GFP_KERNEL，如果在中斷里調用用GFP_ATOMIC參數，因為使用GFP_KERNEL則調用者可能進(jìn)入sleep狀態(tài)，在處理中斷時(shí)是不允許的。

kfree()釋放的內存必須是kmalloc()申請的。如果知道內存的大小，也可以用kfree_s()釋放。

2.4.2request_irq()、free_irq()

這是驅動(dòng)程序申請中斷和釋放中斷的調用。在include/linux/sched.h里聲明。

request_irq()調用的定義：

intrequest_irq(unsignedintirq,

void(*handler)(intirq,void*dev_id,structpt_regs*regs),

unsignedlongirqflags,

constchar*devname,

void*dev_id);

irq是要申請的硬件中斷號。在Intel平臺，范圍0--15。handler是向系統登記的中斷處理函數。這是一個(gè)回調函數，中斷發(fā)生時(shí)，系統調用這個(gè)函數，傳入的參數包括硬件中斷號，deviceid，寄存器值。dev_id就是下面的request_irq時(shí)傳遞給系統的參數dev_id。irqflags是中斷處理的一些屬性。比較重要的有SA_INTERRUPT，

標明中斷處理程序是快速處理程序(設置SA_INTERRUPT)還是慢速處理程序(不設置SA_INTERRUPT)?？焖偬幚沓绦虮徽{用時(shí)屏蔽所有中斷。慢速處理程序不屏蔽。還有一個(gè)SA_SHIRQ屬性，設置了以后運行多個(gè)設備共享中斷。dev_id在中斷共享時(shí)會(huì )用到。一般設置為這個(gè)設備的device結構本身或者NULL。中斷處理程序可以用dev_id找到相應的控制這個(gè)中斷的設備，或者用irq2dev_map找到中斷對應的設備。

voidfree_irq(unsignedintirq,void*dev_id);

2.4.3時(shí)鐘

時(shí)鐘的處理類(lèi)似中斷，也是登記一個(gè)時(shí)間處理函數，在預定的時(shí)間過(guò)后，系統會(huì )調用這個(gè)函數。在include/linux/timer.h里聲明。

structtimer_list{

structtimer_list*next;

structtimer_list*prev;

unsignedlongexpires;

unsignedlongdata;

void(*function)(unsignedlong);

};

voidadd_timer(structtimer_list*timer);

intdel_timer(structtimer_list*timer);

voidinit_timer(structtimer_list*timer);

使用時(shí)鐘，先聲明一個(gè)timer_list結構，調用init_timer對它進(jìn)行初始化。

time_list結構里expires是標明這個(gè)時(shí)鐘的周期，單位采用jiffies的單位。

jiffies是Linux一個(gè)全局變量，代表時(shí)間。它的單位隨硬件平臺的不同而不同。

系統里定義了一個(gè)常數HZ，代表每秒種最小時(shí)間間隔的數目。這樣jiffies的單位就是1/HZ。Intel平臺jiffies的單位是1/100秒，這就是系統所能分辨的最小時(shí)間間隔了。所以expires/HZ就是以秒為單位的這個(gè)時(shí)鐘的周期。

function就是時(shí)間到了以后的回調函數，它的參數就是timer_list中的data。data這個(gè)參數在初始化時(shí)鐘的時(shí)候賦值，一般賦給它設備的device結構指針。

在預置時(shí)間到系統調用function，同時(shí)系統把這個(gè)time_list從定時(shí)隊列里清除。所以如果需要一直使用定時(shí)函數，要在function里再次調用add_timer()把這個(gè)timer_list加進(jìn)定時(shí)隊列。

2.4.4I/O

I/O端口的存取使用：

inlineunsignedintinb(unsignedshortport);

inlineunsignedintinb_p(unsignedshortport);

inlinevoidoutb(charvalue,unsignedshortport);

inlinevoidoutb_p(charvalue,unsignedshortport);

在include/adm/io.h里定義。

inb_p()、outb_p()與inb()、outb_p()的不同在于前者在存取I/O時(shí)有等待(pause)一適應慢速的I/O設備。

為了防止存取I/O時(shí)發(fā)生沖突，Linux提供對端口使用情況的控制。在使用端口之前，可以檢查需要的I/O是否正在被使用，如果沒(méi)有，則把端口標記為正在使用，使用完后再釋放。系統提供以下幾個(gè)函數做這些工作。

intcheck_region(unsignedintfrom,unsignedintextent);

voidrequest_region(unsignedintfrom,unsignedintextent,constchar*name);

voidrelease_region(unsignedintfrom,unsignedintextent);

其中的參數from表示用到的I/O端口的起始地址，extent標明從from開(kāi)始的端口數目。name為設備名稱(chēng)。

2.4.5中斷打開(kāi)關(guān)閉

系統提供給驅動(dòng)程序開(kāi)放和關(guān)閉響應中斷的能力。是在include/asm/system.h中的兩個(gè)定義。

#definecli()__asm____volatile__(cli::)

#definesti()__asm____volatile__(sti::)

2.4.6打印信息

類(lèi)似普通程序里的printf()，驅動(dòng)程序要輸出信息使用printk()。在include/linux/kernel.h里聲明。

intprintk(constchar*fmt,...);

其中fmt是格式化字符串。...是參數。都是和printf()格式一樣的。

2.4.7注冊驅動(dòng)程序

如果使用模塊(module)方式加載驅動(dòng)程序，需要在模塊初始化時(shí)把設備注冊到系統設備表里去。不再使用時(shí)，把設備從系統中卸除。定義在drivers/net/net_init.h里的兩個(gè)函數完成這個(gè)工作。

intregister_netdev(structdevice*dev);

voidunregister_netdev(structdevice*dev);

dev就是要注冊進(jìn)系統的設備結構指針。在register_netdev()時(shí)，dev結構一般填寫(xiě)前面11項，即到init，后面的暫時(shí)可以不用初始化。最重要的是name指針和init方法。name指針空(NULL)或者內容為或者name[0]為空格(space)，則系統把你的設備做為以太網(wǎng)設備處理。以太網(wǎng)設備有統一的命名格式，ethX。對以太網(wǎng)這么特別對待大概和Linux的歷史有關(guān)。

init方法一定要提供，register_netdev()會(huì )調用這個(gè)方法讓你對硬件檢測和設置。

register_netdev()返回0表示成功，非0不成功。

2.4.8sk_buff

Linux網(wǎng)絡(luò )各層之間的數據傳送都是通過(guò)sk_buff。sk_buff提供一套管理緩沖區的方法，是Linux系統網(wǎng)絡(luò )高效運行的關(guān)鍵。每個(gè)sk_buff包括一些控制方法和一塊數據緩沖區?？刂品椒ò垂δ芊譃閮煞N類(lèi)型。一種是控制整個(gè)buffer鏈的方法，

另一種是控制數據緩沖區的方法。sk_buff組織成雙向鏈表的形式，根據網(wǎng)絡(luò )應用的特點(diǎn)，對鏈表的操作主要是刪除鏈表頭的元素和添加到鏈表尾。sk_buff的控制