在linux系统中的驱动程序分为三大类：字符设备、块设备和网络设备。网络设备采用socket编程，并不需要打开什么设备。网络设备驱动程序中分为很多层，最下面的一层是与硬件相关的，也是我们所关心的，其它层都是纯软件的概念，与协议相关。最下面的一层只需要实现两个功能：实现收和发送数据。
网卡驱动程序框架:app: socket-------------------------------------------------- --------------- --------------- 若干层网络协议--纯软件 --------------- ---------------hard_start_xmit|| // // || netif_rx sk_buff --------------- 硬件相关的驱动程序(要提供hard_start_xmit, 有数据时要用netif_rx上报) -------------------------------------------------- 硬件我们这样表示驱动程序的实现过程： 1. 分配一个net_device结构体 2. 设置: 2.1 发包函数: hard_start_xmit 2.2 收到数据时(在中断处理函数里)用netif_rx上报数据 2.3 其他设置 3. 注册: register_netdevice
下面开始真正写一个虚拟网卡驱动程序。
#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 <asm/system.h>#include <asm/io.h>#include <asm/irq.h>static struct net_device *vnet_dev;static int virt_net_init(void){ /* 1. 分配一个net_device结构体 */ vnet_dev = alloc_netdev(0, "vnet%d", ether_setup);; /* alloc_etherdev */ /* 2. 设置 */ /* 3. 注册 */ 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("thisway.diy@163.com,17653039@QQ.com");MODULE_LICENSE("GPL");这就是一个最简单的驱动程序。装上这个驱动程序后，进行一下操作
1. insmod virt_net.ko2. ifconfig vnet0 3.3.3.3 ifconfig // 查看3. ping 3.3.3.3 // 会发现成功 ping 3.3.3.4 // 会发现死机由此可以看出，虽然我们还没有提供发包和收包的函数，但ping自己竟然可以成功，说明ping自己的时候没有经过驱动程序最下面的那一层，ip只是一个纯软件的概念，跟硬件毫无关系。 现在我们添加发包函数：
static struct net_device *vnet_dev;static int virt_net_send_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev){ static int cnt = 0; PRintk("virt_net_send_packet cnt = %d/n", ++cnt); return 0;}static int virt_net_init(void){ /* 1. 分配一个net_device结构体 */ vnet_dev = alloc_netdev(0, "vnet%d", ether_setup);; /* alloc_etherdev */ /* 2. 设置 */ vnet_dev->hard_start_xmit = virt_net_send_packet; /* 3. 注册 */ //register_netdevice(vnet_dev); 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("thisway.diy@163.com,17653039@qq.com");MODULE_LICENSE("GPL");当ping 3.3.3.4的时候发现打印出了信息。 接下来添加MAC地址和统计信息：
#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 <asm/system.h>#include <asm/io.h>#include <asm/irq.h>static struct net_device *vnet_dev;static int virt_net_send_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev){ static int cnt = 0; printk("virt_net_send_packet cnt = %d/n", ++cnt); /* 对于真实的网卡, 把skb里的数据通过网卡发送出去 */ /* 更新统计信息 */ dev->stats.tx_packets++; dev->stats.tx_bytes += skb->len; return 0;}static int virt_net_init(void){ /* 1. 分配一个net_device结构体 */ vnet_dev = alloc_netdev(0, "vnet%d", ether_setup);; /* alloc_etherdev */ /* 2. 设置 */ vnet_dev->hard_start_xmit = virt_net_send_packet; /* 设置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; /* 3. 注册 */ 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("thisway.diy@163.com,17653039@qq.com");MODULE_LICENSE("GPL");这样，当我们ping 3.3.3.4的时候，会发现统计信息已经加上。
接下里，我们构造一个假的包，然后上报。
#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){ /* 参考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; // 从硬件读出/保存数据 /* 对调"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); /* 对调"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); // 修改类型, 原来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); // 构造一个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_send_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev){ static int cnt = 0; printk("virt_net_send_packet cnt = %d/n", ++cnt); /* 对于真实的网卡, 把skb里的数据通过网卡发送出去 */ netif_stop_queue(dev); /* 停止该网卡的队列 */ /* ...... */ /* 把skb的数据写入网卡 */ /* 构造一个假的sk_buff,上报 */ emulator_rx_packet(skb, dev); dev_kfree_skb (skb); /* 释放skb */ netif_wake_queue(dev); /* 数据全部发送出去后,唤醒网卡的队列 */ /* 更新统计信息 */ dev->stats.tx_packets++; dev->stats.tx_bytes += skb->len; return 0;}static int virt_net_init(void){ /* 1. 分配一个net_device结构体 */ vnet_dev = alloc_netdev(0, "vnet%d", ether_setup);; /* alloc_etherdev */ /* 2. 设置 */ vnet_dev->hard_start_xmit = virt_net_send_packet; /* 设置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; /* 设置下面两项才能ping通 */ vnet_dev->flags |= IFF_NOARP; vnet_dev->features |= NETIF_F_NO_CSUM; /* 3. 注册 */ //register_netdevice(vnet_dev); 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("thisway.diy@163.com,17653039@qq.com");MODULE_LICENSE("GPL");其中，emulator_rx_packet 参考LDD3 ，可以不必深究。装载好驱动之后，会发现已经可以ping通了。
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