PB173 - Ovladače jádra - Linux
XII. Síťové rozhraní
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
6. 12. 2016
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
6. 12. 2016      1 /14
Síťové rozhraní
LDD3 kap. 17
• Ovladač pro ethX
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
6. 12. 2016 2/14
Teoretická síťová vrstva
>
>
User / Application
Application layer
Transport layer
Network layer
Link layer
Hardware layer
Firefox
HTTP
TCP
IP
Ethernet driver
Ethernet
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
6. 12. 2016 3/14
Linuxová síťová vrstva
Userspace
Kernelspace
System call interface
Protocol agnostic interface
Network protocols
Device agnostic interface
í
Device drivers
Physical device hardware
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
6. 12. 2016 4/14
Síťové rozhraní ovladače
Ovladač síťové karty
• Mezivrstva mezi HW a Linuxem (síťovou vrstvou) o Vytváří eth* a podobná zařízení (tzv. netdevice)
• Obsahuje háčky
• Zařízení je UR DOWN, změna MTU, pošli paket, ...
API
• linux/netdevice. h, struct net_device Q Alokace: alloc_netdev/}, f ree_netdev/}
9 Registrace: register_netdev, unregister_netdev
• Háčky: struct net_device_ops (podobně jako znaková zařízení)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/04
6. 12. 2016 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)
PB173/04
6. 12. 2016 6/14
Konkrétnější rozhraní
• Místo aiioc_netdev se použije konkrétnější alloc_*
• 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)
PB173/04
6. 12. 2016 7/14
Vytvoření eth*
Postup vytvoření ethernetového zařízení v systému
O Alokace (alloc_etherdev(priv_size))
• Alokuje navíc paměť o velikosti priv_size
• priv_size může být o
O Inicializace informací
• Nastavení háčků (net_device_ops do dev->netdev_ops)
Nastavení MAC adresy (dev->dev_addr)
• Získání ukazatele na paměť alokovanou navíc
• Funkcínetdev_priv(dev)
• Jen při alokaci s priv.size > 0 O Registrace (register.netdev)
O
O Deregistrace (unregister_netdev) O Uvolnění (free.netdev)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/04 6.12.2016 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 Vytvořte open, stop, start_xmit
• Těla vypíšou jen název funkce
• start_xmit vrátí NETDEV_TX_OK
O NEVKLÁDEJTE do systému o Nelze modul odebrat
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/04 6.12.2016 9/14
Pakety
Tzv. socket buffery
• linux/skbuff.h, struct sk_buff
• Obecně:dev_alloc_skb
o Pro A?eřc/ewce/netdev_alloc_skb
Uvolnění: dev_kf ree_skb
• Obsah: skb->data
• Ukazuje na alokovanou paměť
• Plní/čte se klasicky přes memcpy apod.
• Délka obsahu: skb->ien
• Protokol: skb->protocol
• Při příjmu nutné nastavit před předáním systému!
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/04 6.12.2016 10/14
Pakety
Odesílání do HW
skb je parametr start.xmit O Předat do HW data
• skb->data O délce skb->len
O Uvolnit skb
• dev_kfree_skb(skb)
O Vrátit stav
• NETDEV_TX_OK
• 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) PB173/04 6.12.2016      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
• -I vase_rozhrani nejaka_IP_adresa
O Pozorujte dmesg
Jiri Slabý (Fakulta informatiky MU)
PB173/04
6. 12. 2016 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
o skb->len < len
O Nastavení protokolu
• skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev)
• Je to nutné! Q Předání skb jádru
• netif_rx(skb)
• Jádro skb uvolní
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/04 6.12.2016 13/14
Úkol
„Příjem" paketů O Emulujte příjem paketů
• V open nastavte periodický časovač
• Časovač zrušte ve stop
• V časovači volejte netif _rx s paketem z pbi73/i2/ Inkrementujte o i v paketu 24. znak
O Vložte modul do systému
O Spusťte tcpdump -ni na eth rozhraní
Jiri Slabý (Fakulta informatiky MU)
PB173/04
6. 12. 2016 14/14