《精通linux设备驱动程序开发》 第15章网络接口卡 学习笔记
主要内容：
- 驱动程序数据结构
- 与协议层会话
- 缓冲区管理和并发控制
1.驱动程序数据结构
在为一个NIC写设备驱动程序时，必须操作3个关键数据结构
（1）形成网络协议栈构造块的数据结构。套接字缓冲区，即定义在include/linux/sk_buff.h文件的结构体sk_buff，是内核TCP/IP栈使用的关键结构体。
（2）定义在NIC驱动程序和协议栈接口的数据结构，定义在include/linux/netdevice.h文件中的结构体net_device是构成该接口的核心结构体。
（3）与I/O总线相关的结构体。
1.1 套接字缓冲区
Sk_buff为Linux网络层提供了高效的缓冲区处理和流量控制机制。sk_buff拥有描述对应内存缓冲区的控制信息，sk_buff用5个主要的域将它自身与数据包缓冲区联系起来：
head，用于指向数据包的开始；
data，用于指向数据包载荷的开始
tail，用于指向数据包载荷的结束；
end，用于指向数据包的结束；
len，数据包包含的数据量；
1.2 网络设备接口
NIC驱动程序使用标准接口与TCP/IP协议栈互操作。net_device结构体定义了这个通信接口，下面通过NIC驱动程序初始化步骤，来了解下net_device结构体内部准备：
①驱动程序用alloc_netdev()分配一个net_device结构体，
②驱动程序在分配的net_device中填充多个成员，并用register_netdev(net_dev)向网络层注册net_device
③驱动程序从EEPROM读取NIC的MAC地址
2.与协议层会话
2.1接收数据
（1）在中断模式下，中断处理程序通过调度NET_RX_SOFTIRQ向协议层投递收到的数据包，然后屏蔽NIC中断，接着通过向轮询列表增加设备来切换到轮询模式；
（2）驱动程序通过它的net_device结构体提供一个poll()方法；
（3）在轮询模式下，驱动程序的poll()方法处理接收队列中的数据包，当队列变空时，驱动程序重新启用中断，并通过调用netif_rx_complete()切回到中断模式；
2.2发送数据
协议栈以sk_buff作为输出参数调用驱动程序的hart_start_xmit()方法，驱动程序用DMA方式将数据包数据去除送给NIC，
驱动程序在完成预定数量数据包的传输后，设置NIC向处理器发出中断请求，只有当表示传输操作完成的传输完成中断出现时，驱动程序才能收回或释放资源。
3.缓冲区管理和并发控制
NIC驱动程序维护一个发送和接收DMA描述符的链表，并未缓冲管理执行释放和占用缓冲池。在设备打开期间预分配环形DMA描述和相关的sk_buff；当可用缓冲区低于预定水平线时重组空闲缓冲池；当NIC发送完成时回收用过的缓冲区到空闲池，并接收中断。
