网卡编程主要涉及Linux内核中的网络子系统,特别是`net_device`结构体的使用。以下是一个简化的网卡编程教程图解法,主要基于Linux内核模块编程。
1. 分配`net_device`结构体
首先,需要分配一个`net_device`结构体。这通常通过调用`alloc_etherdev`函数完成,该函数会分配内存并初始化`net_device`结构体,同时还会设置设备名称。
```c
struct net_device *alloc_etherdev(int sizeof_priv);
```
2. 设置`net_device`结构体
分配结构体后,需要设置其成员变量,包括设备名称、MAC地址、硬件地址等。还需要实现一些关键函数,如`hard_start_xmit`用于发送数据包,`net_interrupt`用于处理中断。
```c
int hard_start_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev);
void net_interrupt(int irq, void *dev_id);
```
3. 注册`net_device`结构体
完成上述设置后,需要调用`register_netdev`函数将设备注册到内核中。
```c
int register_netdev(struct net_device *dev);
```
4. 硬件相关操作
根据具体的硬件类型,可能需要进行一些硬件相关的操作,如设置I/O地址、DMA通道等。这些操作通常在`init_module`函数中完成。
```c
int init_module(void) {
struct net_device *dev = alloc_etherdev(sizeof(struct net_local));
if (!dev) {
return -ENOMEM;
}
// 设置设备名称、MAC地址等
dev->name = "eth0";
dev->dev_addr = eth_mac_addr;
// 注册设备
if (register_netdev(dev) < 0) {
free_netdev(dev);
return -EIO;
}
return 0;
}
```
5. 驱动程序的主要功能
数据包发送:通过`hard_start_xmit`函数将数据包发送到网络。
中断处理:通过`net_interrupt`函数处理来自硬件的中断。
设备注册:通过`register_netdev`函数将设备注册到内核的网络子系统中。
6. 注意事项
编写网卡驱动程序需要深入理解Linux内核的网络子系统。
需要注意内存管理和错误处理。
编写的驱动程序需要符合Linux内核的编程规范和风格。
示例代码
```c
include include include include static struct net_device *dev; static int init_module(void) { struct net_device *dev = alloc_etherdev(sizeof(struct net_local)); if (!dev) { printk(KERN_ERR "Failed to allocate net_device\n"); return -ENOMEM; } // 设置设备名称、MAC地址等 dev->name = "eth0"; dev->dev_addr = eth_mac_addr; // 注册设备 if (register_netdev(dev) < 0) { free_netdev(dev); printk(KERN_ERR "Failed to register net_device\n"); return -EIO; } printk(KERN_INFO "Device %s registered\n", dev->name); return 0; } static void cleanup_module(void) { unregister_netdev(dev); printk(KERN_INFO "Device %s unregistered\n", dev->name); free_netdev(dev); } module_init(init_module); module_exit(cleanup_module); MODULE_LICENSE("GPL"); ``` 通过以上步骤和示例代码,你可以开始学习如何编写一个简单的Linux网卡驱动程序。实际应用中,你可能需要处理更复杂的硬件和协议细节。建议参考Linux内核源代码和相关文档,以获得更深入的理解。