usbnet驱动深入分析-usb虚拟网卡host端

1、驱动流程：

 

2、明确probe函数的功能：

probe有usb core 经枚举过程，匹配 id_table ，识别到驱动，并调用probe来初始化一些信息。

如 dev->driver_info = info 只是取得注册时的一些信息，用于一些比较特殊的设备，如bind 与收发与普通的网卡不同时，增加或减少一些配置。

主要做了：

 skb_queue_head_init (&dev->rxq);
 skb_queue_head_init (&dev->txq);
 skb_queue_head_init (&dev->done);

/*tasklet 软中断初始化，数据接收发送关键函数*/

 dev->bh.func = usbnet_bh;
 dev->bh.data = (unsigned long) dev;

/*初始化关键队列，通过usbnet_defer_kevent 设置USB数据传输过程错误，并设置标志，调用schedule_work，提交到工作队列来处理错误事件*/
 INIT_WORK (&dev->kevent, kevent);

/*内核定时器初始化，用来处理USB传输过程的一些错误，如一些CRC错误，调用mod_timer启动内核定时器*/
 dev->delay.function = usbnet_bh;
 dev->delay.data = (unsigned long) dev;
 init_timer (&dev->delay);

初始化了三个队列，分别是发送 接收 处理；

1）数据发送完成后通过 defer_bh 函数移动到 done队列，触发软中断tasklet，来处理tx_done；

2）数据接收完成后 与发送数一样 通过 defer_bh 来处理rx_done，其中调用了netif_rx来提交数据到网络层。

 net->change_mtu = usbnet_change_mtu;
 net->get_stats = usbnet_get_stats;
 net->hard_start_xmit = usbnet_start_xmit;
 net->open = usbnet_open;
 net->stop = usbnet_stop; SET_NETDEV_DEV(net, &udev->dev);/*net关联usb接口*/
 status = register_netdev (net);/*注册网络设备*/

需要注意的函数为 usbnet_start_xmit 与 usbnet_open 。

 

获取usb端点地址，有当前的配置获取bulk in out 的地址，用来收发数据，这部分过程可以参考usb-skeleton.c程序，不做详细介绍。

 

3、数据发送

其中 usbnet_start_xmit 为网卡发送函数，有上层调用send函数时，传下skb数据包。

在 usbnet_start_xmit 中，usb_alloc_urb (0, GFP_ATOMIC)分配内存---->usb_fill_bulk_urb (urb, dev->udev, dev->out,  skb->data, skb->len, tx_complete, skb) 填充urb----->usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC)提交urb。

成功时__skb_queue_tail (&dev->txq, skb)，在完成函数 tx_complete 函数中 会设置tx_done标志等，然后调用defer_bh来处理。

 

4、数据的接收

 

第一种可能：

这是这部分驱动中最难的一部分。接收数据关键起始点为 usbnet_open 函数，上层 通过 ifconfig usb0 up 时，open函数被调用了，open函数中 触发了软中断 tasklet_schedule（）；

static void usbnet_bh (unsigned long param)
{
 struct usbnet  *dev = (struct usbnet *) param;
 struct sk_buff  *skb;
 struct skb_data  *entry;

 while ((skb = skb_dequeue (&dev->done))) {
  entry = (struct skb_data *) skb->cb;
  switch (entry->state) {
  case rx_done:
   entry->state = rx_cleanup;
   rx_process (dev, skb);
   continue;
  case tx_done:
  case rx_cleanup:
   usb_free_urb (entry->urb);
   dev_kfree_skb (skb);
   continue;
  default:
   devdbg (dev, "bogus skb state %d", entry->state);
  }
 }

···

 if (netif_running (dev->net)
   && netif_device_present (dev->net)
   && !timer_pending (&dev->delay)
   && !test_bit (EVENT_RX_HALT, &dev->flags)) {
  int temp = dev->rxq.qlen;
  int qlen = RX_QLEN (dev);

  if (temp < qlen) {
   struct urb *urb;
   int  i;

   for (i = 0; i < 10 && dev->rxq.qlen < qlen; i++) {
    urb = usb_alloc_urb (0, GFP_ATOMIC);
    if (urb != NULL)
     rx_submit (dev, urb, GFP_ATOMIC);
   }
   if (temp != dev->rxq.qlen && netif_msg_link (dev))
    devdbg (dev, "rxqlen %d --> %d",
      temp, dev->rxq.qlen);
   if (dev->rxq.qlen < qlen)
    tasklet_schedule (&dev->bh);
  }
···

}

个人认为蓝色部分为接收提供了4个urb来接收数据（full speed），从rx_complete 中可以看出，urb 没有数据时阻塞 ，该函数未被调用，然后数据进来时，urb又有数据，又调用了rx_submit来提交数据，

 

rx_complete 函数部分代码：

···

 defer_bh(dev, skb, &dev->rxq);  /*在complete函数完成时调用tasklet_bh*/

 

if (urb) {
  if (netif_running (dev->net)
    && !test_bit (EVENT_RX_HALT, &dev->flags)) {
   rx_submit (dev, urb, GFP_ATOMIC);      /*接收数据*/        
   return;
  }
 ···

第二种可能：

 

由第一种中 tasklet_bh  蓝色部分开始接收数，由于没有数据进来提交urb时，进入default 又开始调用tasklet，形成循环。

rx_submit部分代码：

···

 switch (retval = usb_submit_urb (urb, GFP_ATOMIC)) {
  case -EPIPE:
   usbnet_defer_kevent (dev, EVENT_RX_HALT);
   break;
  case -ENOMEM:
   usbnet_defer_kevent (dev, EVENT_RX_MEMORY);
   break;
  case -ENODEV:
   if (netif_msg_ifdown (dev))
    devdbg (dev, "device gone");
   netif_device_detach (dev->net);
   break;
  default:
   if (netif_msg_rx_err (dev))
    devdbg (dev, "rx submit, %d", retval);
   tasklet_schedule (&dev->bh);
   break;
  case 0:
   __skb_queue_tail (&dev->rxq, skb);
  }

···

 

个人总结：

啃了一个礼拜终于啃完了，只是对urb的整体机制不够深入了解呀，但还是把usbnet给裁了，只支持bulk。欢迎技术交流呀！

奶奶的第一次写技术博客。不容易，希望对大家有帮助。USB驱动是个不错的东西。QQ:497067994

 

哥的处女请尊重原创！！！