Linux内核--网络栈实现分析（十一）--驱动程序层（下）

2022-08-10 10:44:57

本文分析基于Linux Kernel 1.2.13

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作者：闫明

注：标题中的”（上）“，”（下）“表示分析过程基于数据包的传递方向：”（上）“表示分析是从底层向上分析、”（下）“表示分析是从上向下分析。

在博文Linux内核--网络栈实现分析（三）--驱动程序层（链路层）（上）中对网络设备结构，网络设备初始化等函数有了初步认识，并列出了设备的发送和接收函数。

设备接口层会调用函数设备驱动层ei_start_xmit()函数发送数据，这里没有详细分析。

  1. static int ei_start_xmit(struct sk_buff *skb, struct device *dev)
  2. {
  3. int e8390_base = dev->base_addr;
  4. struct ei_device *ei_local = (struct ei_device *) dev->priv;//取出网卡设备的私有数据，和具体的网卡型号有关，在ethdev_init()函数中已经分配空间
  5. int length, send_length;
  6. unsigned long flags;
  7. /*
  8. *  We normally shouldn't be called if dev->tbusy is set, but the
  9. *  existing code does anyway. If it has been too long since the
  10. *  last Tx, we assume the board has died and kick it.
  11. */
  12. if (dev->tbusy) {    /* Do timeouts, just like the 8003 driver. */
  13. ........................................
  14. ........................................
  15. }
  16. /* Sending a NULL skb means some higher layer thinks we've missed an
  17. tx-done interrupt. Caution: dev_tint() handles the cli()/sti()
  18. itself. */
  19. if (skb == NULL) {//该条件似乎不会发生，这用于处理内核中的BUG
  20. dev_tint(dev);//发送设备中的所有缓存的数据包
  21. return 0;
  22. }
  23. length = skb->len;
  24. if (skb->len <= 0)
  25. return 0;
  26. save_flags(flags);
  27. cli();
  28. /* Block a timer-based transmit from overlapping. */
  29. if ((set_bit(0, (void*)&dev->tbusy) != 0) || ei_local->irqlock) {
  30. printk("%s: Tx access conflict. irq=%d lock=%d tx1=%d tx2=%d last=%d\n",
  31. dev->name, dev->interrupt, ei_local->irqlock, ei_local->tx1,
  32. ei_local->tx2, ei_local->lasttx);
  33. restore_flags(flags);
  34. return 1;
  35. }
  36. /* Mask interrupts from the ethercard. */
  37. outb(0x00, e8390_base + EN0_IMR);
  38. ei_local->irqlock = 1;
  39. restore_flags(flags);
  40. send_length = ETH_ZLEN < length ? length : ETH_ZLEN;
  41. if (ei_local->pingpong) {
  42. int output_page;
  43. if (ei_local->tx1 == 0) {
  44. output_page = ei_local->tx_start_page;
  45. ei_local->tx1 = send_length;
  46. if (ei_debug  &&  ei_local->tx2 > 0)
  47. printk("%s: idle transmitter tx2=%d, lasttx=%d, txing=%d.\n",
  48. dev->name, ei_local->tx2, ei_local->lasttx,
  49. ei_local->txing);
  50. } else if (ei_local->tx2 == 0) {
  51. output_page = ei_local->tx_start_page + 6;
  52. ei_local->tx2 = send_length;
  53. if (ei_debug  &&  ei_local->tx1 > 0)
  54. printk("%s: idle transmitter, tx1=%d, lasttx=%d, txing=%d.\n",
  55. dev->name, ei_local->tx1, ei_local->lasttx,
  56. ei_local->txing);
  57. } else {    /* We should never get here. */
  58. if (ei_debug)
  59. printk("%s: No Tx buffers free. irq=%d tx1=%d tx2=%d last=%d\n",
  60. dev->name, dev->interrupt, ei_local->tx1,
  61. ei_local->tx2, ei_local->lasttx);
  62. ei_local->irqlock = 0;
  63. dev->tbusy = 1;
  64. outb_p(ENISR_ALL, e8390_base + EN0_IMR);
  65. return 1;
  66. }
  67. ei_block_output(dev, length, skb->data, output_page);
  68. if (! ei_local->txing) {
  69. ei_local->txing = 1;
  70. NS8390_trigger_send(dev, send_length, output_page);
  71. dev->trans_start = jiffies;
  72. if (output_page == ei_local->tx_start_page)
  73. ei_local->tx1 = -1, ei_local->lasttx = -1;
  74. else
  75. ei_local->tx2 = -1, ei_local->lasttx = -2;
  76. } else
  77. ei_local->txqueue++;
  78. dev->tbusy = (ei_local->tx1  &&  ei_local->tx2);
  79. } else {  /* No pingpong, just a single Tx buffer. */
  80. ei_block_output(dev, length, skb->data, ei_local->tx_start_page);
  81. ei_local->txing = 1;
  82. NS8390_trigger_send(dev, send_length, ei_local->tx_start_page);
  83. dev->trans_start = jiffies;
  84. dev->tbusy = 1;
  85. }
  86. /* Turn 8390 interrupts back on. */
  87. ei_local->irqlock = 0;
  88. outb_p(ENISR_ALL, e8390_base + EN0_IMR);
  89. dev_kfree_skb (skb, FREE_WRITE);
  90. return 0;

其中的dev_tint()函数是将设备的所有缓存队列中的数据全部调用dev_queue_xmit()发送全部数据包。

  1. /*
  2. *  This routine is called when an device driver (i.e. an
  3. *  interface) is ready to transmit a packet.
  4. */
  5. //该函数功能:遍历设备的缓冲队列，对所有的数据包调用dev_queue_xmit()函数发送数据
  6. void dev_tint(struct device *dev)
  7. {
  8. int i;
  9. struct sk_buff *skb;
  10. unsigned long flags;
  11. save_flags(flags);
  12. /*
  13. *  Work the queues in priority order
  14. */
  15. for(i = 0;i < DEV_NUMBUFFS; i++)
  16. {
  17. /*
  18. *  Pull packets from the queue
  19. */
  20. cli();
  21. while((skb=skb_dequeue(&dev->buffs[i]))!=NULL)
  22. {
  23. /*
  24. *  Stop anyone freeing the buffer while we retransmit it
  25. */
  26. skb_device_lock(skb);
  27. restore_flags(flags);
  28. /*
  29. *  Feed them to the output stage and if it fails
  30. *  indicate they re-queue at the front.
  31. */
  32. dev_queue_xmit(skb,dev,-i - 1);//注意优先级的计算方式，在函数dev_queue_xmit()中优先级若<0则计算pri=-pri-1=-(-i-1)-1=i，
  33. //这样做的目的就是为了得到正确的where值,函数(dev_queue_xmit())中
  34. /*
  35. *  If we can take no more then stop here.
  36. */
  37. if (dev->tbusy)
  38. return;
  39. cli();
  40. }
  41. }
  42. restore_flags(flags);
  43. }

Linux内核--网络栈实现分析（十一）--驱动程序层（下）

驱动层严格的说不属于内核网络栈的内容，和硬件关系密切，何况这种网卡硬件设备可能已经不用了，这里就没有详细分析，如果对网卡驱动有兴趣可以看一下之前的分析的ARM-Linux下的DM9000网卡驱动的分析，链接如下：

    1. ARM-Linux驱动--DM9000网卡驱动分析（一）
    2. ARM-Linux驱动--DM9000网卡驱动分析（二）
    3. ARM-Linux驱动--DM9000网卡驱动分析（三）
    4. ARM-Linux驱动--DM9000网卡驱动分析（四）
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