之前那篇写w5500驱动只是单纯的应用程序驱动，虽然可以实现一定的目的，但是没有充分利用到linux的内核，在一些应用场合就显得不合时宜，于是就进行w5500网络设备内核驱动的学习，幸运的是w5500网络设备驱动的文件是在4.8版本的linux内核中找到，但是与我现在使用的2.6.33版本的内核在有些函数和数据结构等都有一定程度上缺失，为此花了很久的一段时间去修修补补这个驱动C文件，终于修补到了编译无错误的程度了，但也经过一定时间的调试才能达到想要的效果，但是通过这样也学习到linux的网络设备方面的知识
这里只是对w5500网络设备驱动的一些重要的函数及数据结构做简单的分析与总结
W5500网络设备驱动主要包括在两个文件：w5500.c和w5500-spi.c
w5100-spi.c构建spi设备驱动以使用spi接口方式来设置w5500，设置w5500的基本读写函数，w5100.c主要构建linux内核的网络设备驱动，设置网络发送接收skb等函数，注意两者紧密相连，缺一不可！修改内核文件中的Kconfig和makefile文件编译这两个C文件。
基本流程为：
在w5100-spi.c主要是用spi的方式来设置w5500的读、写函数，通过其中的w5100_spi_probe函数最后转入到w5100.c中的w5100_probe函数，下面重点关注w5100_spi_probe（）这个函数：
1、 进入这个函数后，首先分配注册网络设备
ndev = alloc_etherdev(alloc_size);
err = register_netdev(ndev);
2、 填充网络设备文件操作结构体
ndev->netdev_ops = &w5100_netdev_ops;
static const struct net_device_ops w5100_netdev_ops = {
.ndo_open = w5100_open,
.ndo_stop = w5100_stop,
.ndo_start_xmit = w5100_start_tx,
.ndo_tx_timeout = w5100_tx_timeout,
.ndo_set_rx_mode = w5100_set_rx_mode,
.ndo_set_mac_address = w5100_set_macaddr,
.ndo_validate_addr = eth_validate_addr,
.ndo_change_mtu = eth_change_mtu,
};
填充网络设备文件操作，open、stop、.ndo_start_xmit等函数，可见网络设备数据发送函数为w5100_start_tx
3、 填充ethtool_ops结构体
ndev->ethtool_ops = &w5100_ethtool_ops;
ethtool_ops成员函数与用户空间ethool工具的各个命令选项对应，ethtool提供了网卡及网卡驱动管理能力，能够为linux网络开发人员和管理人员提供对网卡硬件、驱动程序和网络协议栈的设置、查看以及调试等功能。
4、 netif_napi_add(ndev, &priv->napi, w5100_napi_poll, 16);
该函数用于初始化一个NAPI，netif_napi_add（）的poll参数是NAPI要调度执行的轮询函数
数据接收的方式是NAPI（New API）,简单来说，NAPI是综合中断方式与轮询方式的技术
其数据接收流程为：
接收中断来临——》关闭接收中断——》以轮询方式接收所有数据包直到收空——》开启接收中断——》接收中断来临
注册中断函数：
err = request_irq(priv->irq, w5100_interrupt,IRQF_TRIGGER_LOW, ndev->name, ndev);
priv->irq：要申请的硬件中断号
w5100_interrupt：向系统注册的中断处理函数，是一个回调函数，中断发生时，系统调用这个函数，ndev参数将被传递给它
IRQF_TRIGGER_LOW：指定中断触发类型：低电平有效
ndev->name：设备驱动程序的名称
ndev：中断名称可作为共享中断时的中断区别参数，也可以用来指定中断服务函数需要参考的数据地址
5、 创建网卡工作队列
priv->xfer_wq = alloc_workqueue(netdev_name(ndev), WQ_MEM_RECLAIM, 0);
添加四个任务到工作队列
INIT_WORK(&priv->rx_work, w5100_rx_work);
INIT_WORK(&priv->tx_work, w5100_tx_work);
INIT_WORK(&priv->setrx_work, w5100_setrx_work);
INIT_WORK(&priv->restart_work, w5100_restart_work);
INIT_WORK会在你定义的_work工作队列里面增加一个工作任务，该任务就是_func。_func这个任务会需要一些数据作为参数，这个参数就是通过_data传递的。
⑴w5100_rx_work（）函数：
w5100_rx_skb（）：
①skb = netdev_alloc_skb_ip_align(ndev, rx_len);
netdev_alloc_skb_ip_align会申请一个sk_buff结构，同时申请存放报文数据的buffer空间，并将他们关联起来
②skb_put(skb, rx_len);
skb_put()修改指向数据区末尾的指针tail，使之往下移len字节，即使数据区向下扩大len字节，并更新数据区长度len，通常在设备驱动的接收数据处理中会调用此函数。
③skb->protocol = eth_type_trans(skb, ndev);
Linux kernel使用eth_type_trans来判断数据帧的类型，及协议类型
w5100_enable_intr(priv)：使能中断
⑵w5100_tx_work()函数：w5100_tx_skb，发送写入skb的函数，最后dev_kfree_skb(skb)释放套接字缓冲区。
⑶w5100_setrx_work(struct work_struct *work)
w5100_hw_start(priv)：w5500硬件启动
u8 mode = S0_MR_MACRAW;//将w5500设置为原始套接字，此处关键！
⑷w5100_restart_work
w5100_restart：
①netif_stop_queue(ndev)：
调用linux内核提供的netif_stop_queue（）函数，停止设备传输包。
②w5100_hw_reset(priv);
函数内对w5500设置mac地址，进行socket0的初始化
③netif_wake_queue(ndev);
当忙于发送的数据包被发送完成后，在以TX结束的中断处理中，应该调用netif_wake_queue(ndev)唤醒被阻塞的上层，以启动它继续向网络设备驱动传送数据包。
6、 数据发送函数
w5100_netdev_ops函数中.ndo_start_xmit = w5100_start_tx,所以w5100_start_tx（）为网卡数据发送函数
设置w5500网卡ip地址为192.168.1.88，用电脑主机去ping，可以ping通，若在linux内核中加了tcp/ip协议栈的话，则可以与电脑主机服务器进行tcp和udp连接，但是这样却没有使用w5500原本自带的硬件tcp/ip协议栈，而是直接绕过去了，我们注意到的是w5500的网络设备驱动程序是设置为原始套接字的形式，所以以后要关注的原始套接字在网络协议中的传输！！
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「dq樣」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/jccg89104/article/details/78652474
COMMENTS