Linux串口上网的简单实现

我们看到我们的伪网络接口没有 Interrupt和Base address，这是因为这个伪网络接口不和硬件打交道，也没有分配中断号和IO基址。否则，如果你看一个实实在在的网络接口(如下面的eth1)，可以看到它的Interrupt号是11和IO Base address是0xa000。

eth1 Link encap:Ethernet HWaddr 50:78:4C:43:1D:01 inet addr:192.168.21.202 Bcast:192.168.21.255 Mask:255.255.255.0 UP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1 RX packets:356523 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:266 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:100 RX bytes:21542043 (20.5 Mb) TX bytes:19510 (19.0 Kb) Interrupt:11 Base address:0xa000

ednet_dev的init域是一个函数指针，指向用户定义的ednet_init()例程。ednet_init()添充net_device结构，只有ednet_init()初始化成功后，系统才被加入到设备链表中。ednet_dev的初始化例程ednet_init()如下：

#ifdef LINUX_24 int ednet_init(struct net_device *dev) #else int ednet_init(struct device *dev) #endif { ether_setup(dev); dev->open = ednet_open; dev->stop = ednet_release; dev->hard_start_xmit = ednet_tx; dev->get_stats = ednet_stats; dev->change_mtu = ednet_change_mtu; #ifdef LINUX_24 dev->hard_header = ednet_header; #endif dev->rebuild_header = ednet_rebuild_header; #ifdef LINUX_24 dev->tx_timeout = ednet_tx_timeout; dev->watchdog_timeo = timeout; #endif /* We do not need the ARP protocol. */ dev->flags |= IFF_NOARP; #ifndef LINUX_20 dev->hard_header_cache = NULL; #endif #ifdef LINUX_24 SET_MODULE_OWNER(dev); #endif dev->priv = kmalloc(sizeof(struct ednet_priv), GFP_KERNEL); if (dev->priv == NULL) return -ENOMEM; memset(dev->priv, 0, sizeof(struct ednet_priv)); spin_lock_init(& ((struct ednet_priv *) dev->priv)->lock); return 0; }

ether_setup()填充一些以太网的缺省设置。dev->hard_header_cache=NULL表示不缓存向本网络接口回复的ARP网络数据包。 IFF_NOARP的标志设置表明本网络接口不使用ARP。ARP的主要功能是获得通信对方的网络接口的硬件地址，本文的伪网络接口的物理地址是程序中设定的伪物理地址，所以我们不需要ARP协议。SET_MODULE_OWNER(dev)这个宏是设置dev结构中owner域（定义为struct module *owner;），使得它指向本模块本身。与字符设备一样，本网络设备也需要定义在其上的操作例程。下面就对ednet_init()中用户定义的设备操作函数做进一步说明。整个伪网络设备操作调用结构如图6所示。

图 6

由图6我们看到，ednet_rx()并不是网络设备的一个操作，而是模块中的一个函数。在实际的网卡驱动程序中，当网卡确实接收到数据的时候，由网络中断唤醒等待接收数据的用户进程，也就是说，ednet_rx()应该由那个网络中断处理例程调用。我们这里并没有中断，所以字符设备的 device_write()可以看成是一个"中断例程"，也就是说，用户空间往字符写操作的时候，也就调用了网络设备的数据接收内核例程 ednet_rx()了。然后ednet_rx()会把原始的数据包发送到TCP/IP上层进行处理，这一切均依赖于内核API 函数netif_rx()。ednet_rx()就需要sk_buff数据结构(<linux/skbuff.h>中定义)，用来存放从网络接口接收到的原始网络数据，分配后的sk_buff结构将在TCP/IP协议栈上被释放掉。

下面介绍一下网络设备的主要操作例程ednet_open()、ednet_release()、ednet_tx ()、ednet_stats ()、ednet_change_mtu（）、ednet_header()。网络设备文件操作结构struct net_device(<linux/netdevice.h>中有定义)中定义了指向以上函数的函数指针的原形：

ednet_open： int (*open)(struct net_device *dev); ednet_release： int (*stop)(struct net_device *dev); ednet_tx： int (*hard_start_xmit) (struct sk_buff *skb,struct net_device *dev); ednet_stats： struct net_device_stats* (*get_stats)(struct net_device *dev); ednet_change_mtu：int (*change_mtu)(struct net_device *dev, int new_mtu); ednet_header： int (*hard_header) (struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, unsigned short type, void *daddr, void *saddr, unsigned len);

操作int ednet_open(struct net_device *dev)的作用是打开伪网络接口设备，获得其需要的I/O端口、IRQ等，但是本网络接口不需要和实际硬件打交道，所以不需要自动获得或者赋予I/O端口值，也不需要IRQ中断号，唯一需要程序指定的是其伪硬件地址（这个硬件地址是"0ED000"，ifconfig可以看到其硬件地址是 00:45:44:30:30:30，struct net_device中的dev_addr域存放网络接口的物理地址。操作ednet_open()必须调用netif_start_queue()内核 API开启网络接口接收和发送数据队列。

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