LINUX驅動程序分三大塊：字符驅動程序、塊設備驅動程序、網絡驅動程序。其中網絡驅動程序分為好多層協議層+與硬件相關的層。這篇主要介紹網絡驅動中與硬件相關的層的框架：網卡驅動程序。
1、網卡驅動程序框，直接上圖：
從圖中可以知道，首先應用層通過socket編程調用若干的網絡協議層，而這網絡協議層完成時純軟件的概念，是通過軟件分層的。軟件層與相關的網卡驅動程序的接口都是通過hard_start_xmit發包函數與netif_rx 收包函數函數聯系起來的。而他們傳送的數據包的結構是sk_buff結構體。
對於網卡相關的驅動程序，可以直接參考drivers\net\cs89x0.c文件。它的大致的使用過程如下：
首先入口函數init_module分配了一個net_device結構體。然后調用cs89x0_probe1函數，在這個函數中設置了hard_start_xmit發包函數等信息，最后調用register_netdev注冊分配的net_device結構體。
接着看到net_interrupt函數，這是一個中斷入口函數，它最終調用了netif_rx函數用於接收從網卡芯片中傳輸過來的數據，上報給網路協議層。
init_module alloc_etherdev cs89x0_probe1 dev->hard_start_xmit = net_send_packet; register_netdev net_interrupt net_rx netif_rx
從以上分析，可以大膽的推測出網卡驅動程序的編寫步驟：
1、分配一個net_device結構體
2、設置
a、提供發包函數：hard_start_xmit
(*hard_start_xmit) (struct sk_buff *skb,struct net_device *dev);
b、提供收包的功能：收到數據時在中斷處理函數里用netif_rx上報數據
c、其他設置
3、注冊：register_netdev
4、硬件相關
2、虛擬網卡驅動程序的編寫以及測試
直接貼上代碼，此驅動程序的功能可以ping通在同一網段內的不同IP的虛擬設備。
1、首先分析下入口函數Virt_net_init，它分配了vnet_dev結構體，並且設置了結構中的hard_start_xmit 函數為virt_net_sendpacket，設置了MAC地址等信息，最后注冊。
2、virt_net_sendpacket函數主要做了發送包信息的統計以及將自己發送出去的包回環給了自己，做到了自發自收的功能，調用函數emulator_rx_packet
3、emulator_rx_packet函數主要將發送包的mac地址與ip地址的目標、源對調，這樣做就可以實現自發自收。最后調用netif_rx上傳給上層協議層
/* * 參考drivers\net\cs89x0.c */ #include <linux/module.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/netdevice.h> #include <linux/etherdevice.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/types.h> #include <linux/fcntl.h> #include <linux/interrupt.h> #include <linux/ioport.h> #include <linux/in.h> #include <linux/skbuff.h> #include <linux/slab.h> #include <linux/spinlock.h> #include <linux/string.h> #include <linux/init.h> #include <linux/bitops.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/ip.h> #include <asm/system.h> #include <asm/io.h> #include <asm/irq.h> static struct net_device *vnet_dev; static void emulator_rx_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev) { /* 參考LDD3 */ unsigned char *type; struct iphdr *ih; __be32 *saddr, *daddr, tmp; unsigned char tmp_dev_addr[ETH_ALEN]; struct ethhdr *ethhdr; struct sk_buff *rx_skb; // 從硬件讀出/保存數據 /* 對調"源/目的"的mac地址 */ ethhdr = (struct ethhdr *)skb->data; memcpy(tmp_dev_addr, ethhdr->h_dest, ETH_ALEN); memcpy(ethhdr->h_dest, ethhdr->h_source, ETH_ALEN); memcpy(ethhdr->h_source, tmp_dev_addr, ETH_ALEN); /* 對調"源/目的"的ip地址 */ ih = (struct iphdr *)(skb->data + sizeof(struct ethhdr)); saddr = &ih->saddr; daddr = &ih->daddr; tmp = *saddr; *saddr = *daddr; *daddr = tmp; //((u8 *)saddr)[2] ^= 1; /* change the third octet (class C) */ //((u8 *)daddr)[2] ^= 1; type = skb->data + sizeof(struct ethhdr) + sizeof(struct iphdr); //printk("tx package type = %02x\n", *type); // 修改類型, 原來0x8表示ping *type = 0; /* 0表示reply */ ih->check = 0; /* and rebuild the checksum (ip needs it) */ ih->check = ip_fast_csum((unsigned char *)ih,ih->ihl); // 構造一個sk_buff rx_skb = dev_alloc_skb(skb->len + 2); skb_reserve(rx_skb, 2); /* align IP on 16B boundary */ memcpy(skb_put(rx_skb, skb->len), skb->data, skb->len); /* Write metadata, and then pass to the receive level */ rx_skb->dev = dev; rx_skb->protocol = eth_type_trans(rx_skb, dev); rx_skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY; /* don't check it */ dev->stats.rx_packets++; dev->stats.rx_bytes += skb->len; // 提交sk_buff netif_rx(rx_skb); } static int virt_net_sendpacket(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev) { static int cnt = 0; printk("virt_net_sendpacket cnt = %d\n", ++cnt); /* 對於真實的網口，把skb里的數據通過網口發送出去 */ netif_stop_queue(dev); /* 停止該網口的隊列 */ /* .......... */ /* 把skb的數據寫入網口 */ /* 構造一個假的sk_buff，上報 */ emulator_rx_packet(skb, dev); dev_kfree_skb (skb); /* 釋放skb */ netif_wake_queue(dev); /* 數據全部發送出去之后，喚醒網口的隊列 */ /* 更新統計信息 */ dev->stats.tx_packets++; dev->stats.tx_bytes += skb->len; return 0; } static int Virt_net_init(void) { /* 1、分配一個net_device結構體 */ vnet_dev = alloc_netdev(0, "vnet%d", ether_setup); /* 2、設置 */ vnet_dev->hard_start_xmit = virt_net_sendpacket; /* 設置MAC地址 */ vnet_dev->dev_addr[0] = 0x08; vnet_dev->dev_addr[1] = 0x89; vnet_dev->dev_addr[2] = 0x89; vnet_dev->dev_addr[3] = 0x89; vnet_dev->dev_addr[4] = 0x89; vnet_dev->dev_addr[5] = 0x11; /* 設置下面兩項才能ping通 */ vnet_dev->flags |= IFF_NOARP; vnet_dev->features |= NETIF_F_NO_CSUM; /* 3、注冊 */ register_netdev(vnet_dev); return 0; } static void Virt_net_exit(void) { unregister_netdev(vnet_dev); free_netdev(vnet_dev); } module_init(Virt_net_init); module_exit(Virt_net_exit); MODULE_AUTHOR("andy"); MODULE_LICENSE("GPL");
接着將代碼編譯后進行測試：注意在測試時網絡設備需要存在lo網絡才能實現自發自收
1、insmod virt_net.ko
2、ifconfig vnet0 3.3.3.3
ifconfig //查看
3、ping 3.3.3.3 //成功（只有從網絡文件系統啟動才可以成功，猜是只有有lo網絡才行）
4、ping 3.3.3.4 //成功
到這里，虛擬網卡驅動程序測試成功。