本文共 1372 字，大约阅读时间需要 4 分钟。
Linux以其强大的网络功能著名，而网络设备作为三大设备之一，是Linux驱动学习的重要组成部分。与其他操作系统不同，Linux不通过文件接口（如 /dev 目录下的设备文件）来访问网络设备，而是通过 socket 接口。这一设计理念源于Linux内核的“一切皆为文件”的思想，并非强制性要求，导致网络设备接口以 socket 为中心。
Linux网络驱动模型分为四层：
协议接口层：向网络协议提供数据包发送和接收的接口，使用 dev_queue_xmit() 发送数据包，使用 netif_rx() 接收数据包，数据包通过 sk_buff 作为载体。
设备接口层：向协议接口层提供描述网络设备属性和操作的结构体 net_device，这是设备驱动功能层的各个函数的容器，主要负责设备的功能规划和注册。
驱动功能层：执行网络设备的硬件操作，通过 ndo_start_xmit() 启动数据发送，通过中断或 POLL 机制接收数据。
设备与媒介层：处理数据的物理传输，网卡驱动层通过函数控制硬件完成数据传输。
sk_buff：数据包在多层模型传输中的载体，通过移动头尾指针实现层层加工。其结构体定义包括 next、prev、tstamp、sk、dev、cb、len、data_len 等成员变量。
net_device：设备接口层核心结构体，包含设备名称、内存信息、IO地址、IRQ号、设备状态、统计信息、操作方法指针等成员变量。net_device_ops 是操作方法集合，定义了设备操作接口。
netdev_ops：网络设备操作方法集，包含初始化、关闭、启动数据传输、改变接收模式、设置MAC地址、验证地址有效性、执行IO控制操作、配置MTU值等方法。
dev_queue_xmit()：协议接口层向下发送数据的接口，已由内核实现，无需驱动层实现。
ndo_start_xmit()：设备接口层向下发送数据的接口，由驱动层实现，用于启动数据传输。
netif_rx()：设备接口层向上发送数据的接口，无需驱动层实现。
中断处理函数：接收数据后的入口，驱动层需实现并调用 netif_rx()。
分配与释放：使用 alloc_netdev 函数分配并初始化 net_device 对象，free_netdev 释放设备。
初始化：ether_setup 函数初始化设备特性，如设置硬件头长度、MTU值、广播模式等。
注册与注销：register_netdev 注册设备，unregister_netdev 注销设备。
其他API：包括获取私有数据、设置MAC地址、修改MTU值等，用于设备管理和配置。
中断处理函数：通过中断接收数据，调用 netif_rx() 将数据上报。
中断处理示例：接收数据后分配 sk_buff，读取硬件数据，设置协议类型，最终调用 netif_rx()。
通过对上述内容的理解，可以看出Linux网络驱动模型的复杂性和灵活性。理解每个层次的功能和它们之间的交互关系，是深入掌握网络驱动开发的关键。建议从具体驱动开发示例入手，逐步学习内核代码和结构体的用途，以便更好地掌握网络驱动开发的技巧和细节。
转载地址：http://smkfk.baihongyu.com/