1. 简介
Linux网络驱动架构是Linux内核中的一个重要组成部分，负责管理网络设备的驱动程序。它的设计目标是提供一个灵活、可扩展的框架，使开发人员能够方便地编写网络设备驱动。
2. 驱动模块
2.1 内核模块
Linux网络驱动是作为内核模块的形式存在，可以通过配置内核编译进内核，也可以作为外部模块加载到内核中。内核中的网络驱动模块包括网络协议栈、网络设备驱动底层接口和网络设备驱动。
网络协议栈负责处理各种网络协议，如IP、TCP、UDP等。网络设备驱动底层接口提供了一组抽象函数，用于访问网络设备。网络设备驱动则实现了底层接口，负责具体的网络设备操作。
2.2 模块加载
在Linux中，网络驱动模块可以使用insmod或modprobe命令加载。insmod命令直接加载模块，而modprobe命令会自动解决依赖关系，同时加载依赖的模块。
// 示例代码：加载模块
$ insmod my_net_drv.ko
// 示例代码：卸载模块
$ rmmod my_net_drv
3. 网络设备驱动
3.1 驱动注册
网络设备驱动的注册是通过调用注册函数完成的。注册函数会将驱动的入口函数和设备标识等信息注册到内核中。
// 示例代码：注册驱动
static struct net_device_ops my_net_ops = {
.ndo_open = my_net_open,
.ndo_stop = my_net_stop,
.ndo_start_xmit = my_net_start_xmit,
};
static struct net_device my_net_dev = {
.netdev_ops = &my_net_ops,
};
static int __init my_net_init(void) {
return register_netdev(&my_net_dev);
}
static void __exit my_net_exit(void) {
unregister_netdev(&my_net_dev);
}
module_init(my_net_init);
module_exit(my_net_exit);
3.2 网络设备操作
网络设备驱动通过实现一组操作函数来实现对网络设备的管理和操作。其中，常用的操作函数包括打开设备、关闭设备和发送数据函数。
打开设备函数(ndo_open)在用户打开设备时被调用，负责初始化设备并分配资源。关闭设备函数(ndo_stop)在用户关闭设备时被调用，负责释放资源。发送数据函数(ndo_start_xmit)负责向网络设备发送数据。
// 示例代码：发送数据函数
static netdev_tx_t my_net_start_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev) {
// 处理数据包
// ...
return NETDEV_TX_OK;
}
4. 网络协议栈
4.1 协议栈结构
Linux网络协议栈由一系列协议层组成，包括链路层、网络层和传输层。链路层负责处理物理层和数据链路层的协议，如以太网、WiFi等。网络层负责处理网络层协议，如IP协议。传输层处理传输层协议，如TCP和UDP。
4.2 协议栈操作
协议栈中的每个协议层都有自己的操作函数，负责处理相应的协议操作。例如，网络层的操作函数处理IP协议的相关操作。
在网络设备驱动中，可以使用一些协议栈提供的函数来处理网络数据包。例如，可以使用skb_copy函数来复制一个数据包的副本。
// 示例代码：复制数据包
struct sk_buff *skb_copy(const struct sk_buff *skb, gfp_t priority);
5. 总结
Linux网络驱动架构提供了一个灵活、可扩展的框架，方便开发人员编写网络设备驱动。通过模块化的设计，可以方便地加载和卸载驱动模块。网络设备驱动通过注册和实现一组操作函数，实现对网络设备的管理和操作。网络协议栈由多个协议层组成，每个协议层都有相应的操作函数，用于处理协议操作。