PB173 - Ovladače jádra - Linux
XII. Síťové rozhraní
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
9. 12. 2014
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014 1/14
Síťové rozhraní
LDD3 kap. 17
• Ovladač pro ethX
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/02 9.12.2014     2/ 14
Teoretická síťová vrstva
Example
User I Application
Firefox browser
Application layer
Transport layer
HTTP
TCP
Network layer
Link layer
Hardware layer
IP
Ethernet driver
Ethernet
Zdroj: ldn.linuxfoundation.org
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014      3/ 14
Linuxová síťová vrstva
Us&r space
Kernel space
Application layer
System call interface
Protocol agnostic interface
Wetwork protocols
Device agnostic interface
Device drivers
Physical device hardware
Zdroj: ldn.linuxfoundation.org
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
Síťové rozhraní ovladače
Ovladač síťové karty
• Mezivrstva mezi HW a Linuxem (síťovou vrstvou)
• Vytváří eth* a podobná zařízení (tzv. netdevice)
• Obsahuje háčky
Zařízení je UR DOWN, změna MTU, pošli paket, ...
API
• linux/netdevice.h, struct net_device
• Alokace: alloc_netdevD,free_netdevo
• Registrace:register_netdev, unregister_netdev
• Háčky: struct net_device_ops (podobně jako znaková zařízení)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014      5/ 14
; net_device_ops
; net_device_ops
int (*ndo_open)(struct net_device *dev);/* ip link set up*/ int (*ndo_stop)(struct net_device *dev);/* ip link set down*/
/* send a packet */
netdev_tx_t (*ndo_start_xmit)(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev); /* change MTU */
int (*ndo_change_mtu)(struct net_device *dev, int new_mtu); ... /* no receive packet */
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014      6/ 14
Konkrétnější rozhraní
• Místo aiioc_netdev se použije konkrétnější aiioc_*
• Inicializuje netdevice
• Délku hlavičky, adresy, fronty, ...
• Příklady
• Ethernet. alloc_etherdev (linux/etherdevice .h)
• IRDA: alloc_irdadev (net/irda/irda_device.h)
• CAN:alloc_candev (linux/can/dev.h)
• HDLC: alloc_hdlcdev(linux/hdlc.h)
• ...
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014      7/ 14
Vytvoření eth*
Postup vytvoření ethernetového zařízení v systému
0 Alokace (alloc_etherdev(priv_size))
• Alokuje navíc paměť o velikosti priv_size
• priv_size může být o
0 Inicializace informací
• Nastavení háčků (net_device_ops do dev->netdev_ops)
• Nastavení MAC adresy (dev->dev_addr)
9 Získání ukazatele na paměť alokovanou navíc
• Funkcínetdev_priv
• Jen při alokaci s priv_size > 0 0 Registrace (register_netdev)
O
0 Deregistrace (unregister_netdev) 0 Uvolnění (f ree_netdev)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014      8/ 14
Úkol
Vytvoření eth*
O Dle postupu z předchozího slajdu
• Alokace+registrace v moduie_init
• Deregistrace+uvolnění v moduie_exit
• MAC: random_ether_addr
• priv_size:sizeof(struct timer_list)
• Nezapomeňte na setup_timer O Vytvořit open, stop, start_xmit o Těla vypíšou jen název funkce
• start_xmit vrátí NETDEV_TX_QK
0 NEVKLÁDEJTE do systému
• Nelze modul odebrat
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014      9/ 14
Pakety
Tzv. socket buffery
• linux/skbuff.h, struct sk_buff
a Obecně:dev_alloc_skbo
a Pro /ieřc/ewce.'netdev_alloc_skbD
a Uvolnění: dev_kf ree_skbD
a Obsah:skb->data
• Ukazuje na alokovanou paměť
• Plní/čte se klasicky přes memcpy apod.
a Délka obsahu: skb->len a Protokol: skb->protocol 9 Při příjmu nutno nastavit!
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014 10/14
Pakety
Odesílání do HW
skb je parametr start_xmit O Předat do HW data
• skb->dataO délce skb->len
O Uvolnit skb
• dev_kfree_skb(skb)
O Vrátit stav
• NETDEV_TX_QK
• NETDEV_TX_BUSY
O Lze pozastavit odesílání
• Při zaplněném HW
• netif_stop_queue
• Při volném HW později: netif _wake_queue
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014 11/14
Úkol
„Odesílání" paketů
O Doplňte kód pro odesílání (start_xmit) • Vypište obsah paketu (print_hex_dump)
» Uvolněte skb (dev_kf ree_skb)
O Vložte modul do systému O Pusťte Si arping O Pozorujte dmesg
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014 12/14
Pakety
Příjem z HW
Např. z přerušení
O skb = netdev_alloc_skb(dev, len)
• len např. MTU nebo přesná velikost
Q Naplnění daty z HW do skb->data o délce max. len O Nastavení skb->ien
• skb->len < len
O Nastavení protokolu
o skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev)
O Předání skb jádru
• netif_rx(skb)
• Jádro skb uvolní
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014 13/14
Úkol
„Příjem" paketů O Emulujte příjem paketů
• V open nastavte periodický časovač
• Časovač zrušte ve stop
o V časovači volejte netif _rx s paketem z pbl73/l2/ o Inkrementujte o 1 v paketu 24. znak
O Vložte modul do systému
O Spusťte tcpdump -ni na eth rozhraní
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
9.12.2014 14/14