Linux系统设备驱动程序概述

Linux操作系统网络驱动程序编写

一.Linux系统设备驱动程序概述
1.1 Linux设备驱动程序分类
1.2 编写驱动程序的一些基本概念
二.Linux系统网络设备驱动程序
2.1 网络驱动程序的结构
2.2 网络驱动程序的基本方法
2.3 网络驱动程序中用到的数据结构
2.4 常用的系统支持
三.编写Linux网络驱动程序中可能遇到的问题
3.1 中断共享
3.2 硬件发送忙时的处理
3.3 流量控制(flow control)
3.4 调试
四.进一步的阅读
五.杂项
一.Linux系统设备驱动程序概述
1.1 Linux设备驱动程序分类
Linux设备驱动程序在Linux的内核源代码中占有很大的比例，源代码的长度日
益增加，主要是驱动程序的增加。在Linux内核的不断升级过程中，驱动程序的结构
还是相对稳定。在2.0.xx到2.2.xx的变动里，驱动程序的编写做了一些改变，但是
从2.0.xx的驱动到2.2.xx的移植只需做少量的工作。

Linux系统的设备分为字符设备(char device)，块设备(block device)和网络
设备(network device)三种。字符设备是指存取时没有缓存的设备。块设备的读写
都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取(random access)，字符设备则没有
这个要求。典型的字符设备包括鼠标，键盘，串行口等。块设备主要包括硬盘软盘
设备，CD-ROM等。一个文件系统要安装进入操作系统必须在块设备上。

网络设备在Linux里做专门的处理。Linux的网络系统主要是基于BSD unix的socket
机制。在系统和驱动程序之间定义有专门的数据结构(sk_buff)进行数据的传递。系
统里支持对发送数据和接收数据的缓存，提供流量控制机制，提供对多协议的支持。


1.2 编写驱动程序的一些基本概念
无论是什么操作系统的驱动程序，都有一些通用的概念。操作系统提供给驱动
程序的支持也大致相同。下面简单介绍一下网络设备驱动程序的一些基本要求。

1.2.1 发送和接收
这是一个网络设备最基本的功能。一块网卡所做的无非就是收发工作。所以驱
动程序里要告诉系统你的发送函数在哪里，系统在有数据要发送时就会调用你的发
送程序。还有驱动程序由于是直接操纵硬件的，所以网络硬件有数据收到最先能得
到这个数据的也就是驱动程序，它负责把这些原始数据进行必要的处理然后送给系
统。这里，操作系统必须要提供两个机制，一个是找到驱动程序的发送函数，一个
是驱动程序把收到的数据送给系统。

1.2.2 中断
中断在现代计算机结构中有重要的地位。操作系统必须提供驱动程序响应中断
的能力。一般是把一个中断处理程序注册到系统中去。操作系统在硬件中断发生后
调用驱动程序的处理程序。Linux支持中断的共享，即多个设备共享一个中断。

1.2.3 时钟
在实现驱动程序时，很多地方会用到时钟。如某些协议里的超时处理，没有中
断机制的硬件的轮询等。操作系统应为驱动程序提供定时机制。一般是在预定的时
间过了以后回调注册的时钟函数。在网络驱动程序中，如果硬件没有中断功能，定
时器可以提供轮询(poll)方式对硬件进行存取。或者是实现某些协议时需要的超时
重传等。