Linux的网络驱动中，lookback 驱动算是最为简单的。本次分析的程序来自 Linux-2.6.32.68 源码，其中 lookback.c 驱动程序位于 /drives/net/ 目录下。

普通的网卡驱动都是以模块化注册到系统的，但是 lookback 驱动是和 kernel 一体的，Linux在启动的时候会调用 lookback 驱动。

1、设备注册

lookback网络驱动接口在一个全局的网络设备列表里插入一个数据结构.每个接口由一个结构 net_device 项来描述, 它在 里定义.

net_device 结构, 如同许多其他内核结构, 包含一个 kobject,以及因此它可被引用计数并通过 sysfs 输出. 如同别的这样的结构, 它必须动态分配. 进行这种分配的内核函数是 alloc_netdev, 它有下列原型:

struct net_device *alloc_netdev(

int sizeof_priv,

const char *name,

void (*setup)(struct net_device*));

sizeof_priv 是驱动的的"私有数据"区的大小;name 是这个接口的名字；setup是一个初始化函数的指针, 被调用来设置 net_device结构的剩余部分。

net_device 结构完成初始化之后，接着传递这个结构给 register_netdev 完成设备的注册。

/* Setup and register the loopback device. */

static __net_init int loopback_net_init(struct net *net)

{

struct net_device *dev;

int err;

err = -ENOMEM;

//初始化net_device 结构

dev = alloc_netdev(0, "lo", loopback_setup);

if (!dev)

goto out;

//设置网络命名空间

dev_net_set(dev, net);

//注册网络设备

err = register_netdev(dev);

if (err)

goto out_free_netdev;

net->loopback_dev = dev;

return 0;

out_free_netdev:

free_netdev(dev);

out:

if (net == &init_net)

panic("loopback: Failed to register netdevice: %d\n", err);

return err;

}

Lookback驱动中初始化net_device 结构语句：

dev = alloc_netdev(0, "lo", loopback_setup)

初始化函数为loopback_setup

static void loopback_setup(struct net_device *dev)

{

//最大传输单元

dev->mtu= (16 * 1024) + 20 + 20 + 12;

//硬件头部长度，被发送报文在 IP 头之前的字节数。对于以太网接口值为14

dev->hard_header_len= ETH_HLEN;/* 14*/

//硬件 (MAC) 地址长度。以太网地址长度是 6 个字节

dev->addr_len= ETH_ALEN;/* 6*/

//设备发送队列中可以排队的最大帧数

dev->tx_queue_len= 0;

//接口的硬件类型，类型定义于

dev->type= ARPHRD_LOOPBACK;/* 0x0001*/

//接口标志。IFF_LOOPBACK这个标志只在环回接口中设置. 内核检查 IFF_LOOPBACK , 以代替硬连线 lo

dev->flags= IFF_LOOPBACK;

dev->priv_flags &= ~IFF_XMIT_DST_RELEASE;

dev->features = NETIF_F_SG | NETIF_F_FRAGLIST

| NETIF_F_TSO

| NETIF_F_NO_CSUM

| NETIF_F_HIGHDMA

| NETIF_F_LLTX

| NETIF_F_NETNS_LOCAL;

// 声明对 ethtool 支持

dev->ethtool_ops= &loopback_ethtool_ops;

dev->header_ops= ð_header_ops;

dev->netdev_ops= &loopback_ops;

dev->destructor= loopback_dev_free;

}

ethtool 是一个实用工具, 提供大量控制网络接口的操作。对 ethtool 支持的相关声明可在 中找到. 它的核心是一个 ethtool_ops类型的结构, 里面包含一个全部 24 个不同方法来支持 ethtool.

static const struct ethtool_ops loopback_ethtool_ops = {

.get_link= always_on,

.set_tso= ethtool_op_set_tso,

.get_tx_csum= always_on,

.get_sg= always_on,

.get_rx_csum= always_on,

};

初始化函数中，loopback_dev_free释放了 net_device 结构，一旦已调用了free_netdev, 将再不能对个设备或者私有数据做任何引用。

static void loopback_dev_free(struct net_device *dev)

{

struct pcpu_lstats *lstats = dev->ml_priv;

free_percpu(lstats);

free_netdev(dev);

网络驱动中，还声明了一些能够操作它的函数：

static const struct net_device_ops loopback_ops = {

.ndo_init = loopback_dev_init,

.ndo_start_xmit= loopback_xmit,

.ndo_get_stats = loopback_get_stats,

};

其中loopback_dev_init 用于设备初始化

static int loopback_dev_init(struct net_device *dev)

{

struct pcpu_lstats *lstats;

lstats = alloc_percpu(struct pcpu_lstats);

if (!lstats)

return -ENOMEM;

dev->ml_priv = lstats;

return 0;

}

loopback_xmit用于发送报文

static netdev_tx_t loopback_xmit(struct sk_buff *skb,

struct net_device *dev)

{

struct pcpu_lstats *pcpu_lstats, *lb_stats;

int len;

skb_orphan(skb);

//帮助函数( eth_type_trans ), 用于发现一个合适值来赋给 protocol

skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);

/* it's OK to use per_cpu_ptr() because BHs are off */

pcpu_lstats = dev->ml_priv;

lb_stats = per_cpu_ptr(pcpu_lstats, smp_processor_id());

len = skb->len;

if (likely(netif_rx(skb) == NET_RX_SUCCESS)) {

lb_stats->bytes += len;

lb_stats->packets++;

} else

lb_stats->drops++;

return NETDEV_TX_OK;

}

loopback_get_stats用于获取接口的统计信息

static struct net_device_stats *loopback_get_stats(struct net_device *dev)

{

const struct pcpu_lstats *pcpu_lstats;

struct net_device_stats *stats = &dev->stats;

unsigned long bytes = 0;

unsigned long packets = 0;

unsigned long drops = 0;

int i;

pcpu_lstats = dev->ml_priv;

for_each_possible_cpu(i) {

const struct pcpu_lstats *lb_stats;

lb_stats = per_cpu_ptr(pcpu_lstats, i);

bytes += lb_stats->bytes;

packets += lb_stats->packets;

drops += lb_stats->drops;

}

stats->rx_packets = packets;

stats->tx_packets = packets;

stats->rx_dropped = drops;

stats->rx_errors = drops;

stats->rx_bytes = bytes;

stats->tx_bytes = bytes;

return stats;

}

2、设备注销

调用了unregister_netdev函数，注销一个网络设备。

static __net_exit void loopback_net_exit(struct net *net)

{

struct net_device *dev = net->loopback_dev;

unregister_netdev(dev);

}