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。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。本文简单介绍一下网络设备驱动程序的一些基本要求。
【Linux设备驱动程序概述】
Linux操作系统中的设备驱动程序是连接硬件和内核的关键部分,它们在内核源代码中占据重要地位,随着内核版本的更新,驱动程序也在不断发展和扩展。驱动程序的结构虽然在不同版本之间有所变化,但整体保持了相对稳定。在从2.0.xx到2.2.xx的内核升级过程中,驱动程序的迁移工作量相对较小。
Linux系统将设备分为三类:字符设备、块设备和网络设备。字符设备通常包括鼠标、键盘和串行口等,不依赖缓存进行数据传输。块设备如硬盘、软盘和CD-ROM等,具备随机存取能力,且支持缓存,常用于文件系统。网络设备在Linux中采用基于BSD Unix的socket机制,通过特定的数据结构sk_buff来传递数据,并具备发送和接收数据的缓存、流量控制和多协议支持功能。
【编写驱动程序的基本概念】
1. **发送和接收**:驱动程序的核心任务之一是处理设备的收发工作。操作系统需提供机制来调用驱动程序的发送函数,同时驱动程序需要能够将接收到的数据处理后传递给系统。
2. **中断处理**:中断是硬件与操作系统通信的重要手段。驱动程序需要注册中断处理程序,当硬件触发中断时,操作系统会调用相应处理程序。Linux支持中断共享,允许多个设备共用一个中断号。
3. **时钟机制**:时钟在驱动程序中扮演重要角色,例如超时处理和轮询。操作系统需提供定时器功能,让驱动程序能在预设时间后执行特定操作。在网络驱动中,若硬件不支持中断,定时器可用来轮询设备或处理超时重传。
【Linux网络设备驱动程序】
Linux的网络驱动程序遵循统一的接口,采用面向对象的设计思想。每个网络设备视为一个对象,拥有自己的数据和方法。这些方法(如初始化、发送和接收)的第一个参数通常是设备对象,使得方法能访问并操作自身数据。
网络驱动的基本流程如下:
1. **初始化**:设置设备状态,分配资源。
2. **发送数据**:通过`dev_queue_xmit()`函数将数据包排队,等待发送。
3. **接收数据**:使用`netif_rx()`处理接收到的数据包。
4. **中断处理**:处理硬件中断事件,如数据接收完成。
5. **硬件媒体访问**:与物理媒介交互,如配置网络接口、改变工作模式等。
在实现网络驱动时,还需要关注硬件特性,如是否支持中断、是否需要轮询机制,以及如何高效地管理发送和接收队列,确保网络数据的流畅传输和系统的稳定性。此外,驱动程序还可能涉及错误处理、资源管理、电源管理等多个方面,这些都是构建高效、可靠网络驱动程序的关键。