网络子系统6_设备开启与关闭 .

// 网络设备开启

// 函数主要任务：

// 1.设置dev->state=__LINK_STATE_START

// 2.调用驱动程序的回调函数open

// 3.设置dev->flags |= IFF_UP表示设备开启

// 4.更新多播列表，

// 5.激活设备

// 6.通知监听器，设置dev->flags

// 设备开启之后应该具备的特征：

// 1.dev->state, 表示设备可以进行传输接收

// 2.dev->flags，表示设备已经开启

// 3.设备使用了正确的队列规则

1.1 int dev_open(struct net_device *dev)

{

int ret = 0;

//检查设备是否已经开启

if (dev->flags & IFF_UP)

return 0;

//检查设备是否存在

if (!netif_device_present(dev))

return -ENODEV;

//设置设备可以进行接收

set_bit(__LINK_STATE_START, &dev->state);

if (dev->open) {

//如果驱动程序提供了open函数，则调用

ret = dev->open(dev);

if (ret)

clear_bit(__LINK_STATE_START, &dev->state);

}

if (!ret) {

//设置开启标志

dev->flags |= IFF_UP;

//加载多播地址列表

dev_mc_upload(dev);

//激活设备，使能传输队列

dev_activate(dev);

//向netdev_chain通知有设备开启

notifier_call_chain(&netdev_chain, NETDEV_UP, dev);

}

return ret;

}

// 加载设备多播地址

// 调用路径：dev_open->dev_mc_upload

// ip地址，mac地址之间的映射，参照http://blog.csdn.net/hxg130435477/article/details/8049271

1.2 void dev_mc_upload(struct net_device *dev)

{

spin_lock_bh(&dev->xmit_lock);

__dev_mc_upload(dev);

spin_unlock_bh(&dev->xmit_lock);

}

// 调用路径：dev_open->dev_mc_upload->__dev_mc_upload

// 通过驱动程序的回调函数，设置设备的l2多播地址列表

1.3 static void __dev_mc_upload(struct net_device *dev)

{

//设备应该处于关闭状态

if (!(dev->flags&IFF_UP))

return;

//设备驱动提供了设置多播地址的方法

if (dev->set_multicast_list == NULL ||

!netif_device_present(dev))

return;

//调用设备提供的设置多播地址的方法

dev->set_multicast_list(dev);

}

// 调用路径：dev_open->dev_activate

// 函数主要任务：

// 1.更新设备的队列规则

// 1.1 如果设备没有使用队列规则，则dev->qdisc设置为noqueue_disc，防止不正确的使用该驱动的队列规则

// 1.2 如果设备使用队列规则：

// 1.2.1 如果设置第一次被激活，则分配新的队列规则，保存在dev->qdisc_sleeping

// 1.2.2 如果设备非第一次被激活

// 1.2.3 设置dev->qdisc=dev->qdisc_sleeping

// 2.启动看门狗

1.4 void dev_activate(struct net_device *dev)

{

//设备没有关联队列规则

if (dev->qdisc_sleeping == &noop_qdisc) {

struct Qdisc *qdisc;

//设备存在传输队列

//dev->tx_queue_len的值由设备驱动程序设置

if (dev->tx_queue_len) {

//创建先进先出队列

qdisc = qdisc_create_dflt(dev, &pfifo_fast_ops);

if (qdisc == NULL) {

printk(KERN_INFO "%s: activation failed\n", dev->name);

return;

}

//将队列规则添加到dev的队列规则链表头

//说明一个dev可以有多个队列规则

write_lock_bh(&qdisc_tree_lock);

list_add_tail(&qdisc->list, &dev->qdisc_list);

write_unlock_bh(&qdisc_tree_lock);

} else {

//如果驱动程序没有提供tx_queue_len,即=0

//设置默认的队列

qdisc = &noqueue_qdisc;

}

write_lock_bh(&qdisc_tree_lock);

//设置dev的qdisc_sleeping

dev->qdisc_sleeping = qdisc;

write_unlock_bh(&qdisc_tree_lock);

}

spin_lock_bh(&dev->queue_lock);

//设置qdisc_sleep到qdisc字段

rcu_assign_pointer(dev->qdisc, dev->qdisc_sleeping);

if (dev->qdisc != &noqueue_qdisc) {

dev->trans_start = jiffies;

//唤醒看门狗

dev_watchdog_up(dev);

}

spin_unlock_bh(&dev->queue_lock);

}

// 设备关闭

// 函数主要任务：

// 1.向netdev_chain发送消息NETDEV_GOING_DOWN

// 2.deactivate设备，

// 3.清除dev->state的__LINK_STATE_START

// 4.等待设备完成数据接收

// 5.调用驱动程序提供的关闭函数

// 6清除dev->flags中的IFF_UP

// 7.向netdev_chain发送消息NETDEV_DOWN

2.1 int dev_close(struct net_device *dev)

{

//设备已经关闭，则直接返回

if (!(dev->flags & IFF_UP))

return 0;

//向netdev_chain发送设备正在关闭消息

notifier_call_chain(&netdev_chain, NETDEV_GOING_DOWN, dev);

//关闭设备队列规则

dev_deactivate(dev);

//设置设备关闭传输

clear_bit(__LINK_STATE_START, &dev->state);

//内存屏障

smp_mb__after_clear_bit();

//设备还在接收输入流量

while (test_bit(__LINK_STATE_RX_SCHED, &dev->state)) {

//调度当前线程等待

current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;

schedule_timeout(1);

}

//驱动提供了停止函数，则调用

if (dev->stop)

dev->stop(dev);

//清除IFF_UP标志，表示设备已被关闭

dev->flags &= ~IFF_UP;

//通知netdev_chain已关闭消息

notifier_call_chain(&netdev_chain, NETDEV_DOWN, dev);

return 0;

}

// 网络设备的看门狗：

// 1.当网络设备由于被开启而激活传输时，同时激活设备驱动程序的开门狗机制。

// 2.看门狗的定时周期由驱动程序通过dev->watchdog_time指定

// 3.看门狗的定时器由驱动程序通过dev->watchdog_timer提供

// 调用路径:dev_activate->dev_watchdog_up

3.1 static void dev_watchdog_up(struct net_device *dev)

{

//在获取dev->xmit_lock传输锁时设置看门狗定时器

spin_lock_bh(&dev->xmit_lock);

__netdev_watchdog_up(dev);

spin_unlock_bh(&dev->xmit_lock);

}

// 调用路径dev_activate->dev_watchdog_up->__netdev_watchdog_up

void __netdev_watchdog_up(struct net_device *dev)

{

if (dev->tx_timeout) {

if (dev->watchdog_timeo <= 0)//设备驱动没有设置看门狗的到期时间

dev->watchdog_timeo = 5*HZ;

if (!mod_timer(&dev->watchdog_timer, jiffies + dev->watchdog_timeo))

dev_hold(dev);

}

}

//  网络设备开启
//      函数主要任务：
//              1.设置dev->state=__LINK_STATE_START
//              2.调用驱动程序的回调函数open
//              3.设置dev->flags |= IFF_UP表示设备开启
//              4.更新多播列表，
//              5.激活设备
//              6.通知监听器，设置dev->flags

//      设备开启之后应该具备的特征：
//              1.dev->state, 表示设备可以进行传输接收
//              2.dev->flags，表示设备已经开启
//              3.设备使用了正确的队列规则

1.1 int dev_open(struct net_device *dev)
{
int ret = 0;

//检查设备是否已经开启
if (dev->flags & IFF_UP)
return 0;

//检查设备是否存在
if (!netif_device_present(dev))
return -ENODEV;
//设置设备可以进行接收
set_bit(__LINK_STATE_START, &dev->state);
if (dev->open) {
//如果驱动程序提供了open函数，则调用
ret = dev->open(dev);
if (ret)
clear_bit(__LINK_STATE_START, &dev->state);
}
if (!ret) {
//设置开启标志
dev->flags |= IFF_UP;
//加载多播地址列表
dev_mc_upload(dev);
//激活设备，使能传输队列
dev_activate(dev);
//向netdev_chain通知有设备开启
notifier_call_chain(&netdev_chain, NETDEV_UP, dev);
}
return ret;
}

//      加载设备多播地址
//      调用路径：dev_open->dev_mc_upload
//      ip地址，mac地址之间的映射，参照http://blog.csdn.net/hxg130435477/article/details/8049271
1.2 void dev_mc_upload(struct net_device *dev)
{
spin_lock_bh(&dev->xmit_lock);
__dev_mc_upload(dev);
spin_unlock_bh(&dev->xmit_lock);
}

//      调用路径：dev_open->dev_mc_upload->__dev_mc_upload
//      通过驱动程序的回调函数，设置设备的l2多播地址列表
1.3 static void __dev_mc_upload(struct net_device *dev)
{
//设备应该处于关闭状态
if (!(dev->flags&IFF_UP))
return;
//设备驱动提供了设置多播地址的方法
if (dev->set_multicast_list == NULL ||
!netif_device_present(dev))
return;
//调用设备提供的设置多播地址的方法
dev->set_multicast_list(dev);
}

//      调用路径：dev_open->dev_activate
//      函数主要任务：
//              1.更新设备的队列规则
//                      1.1 如果设备没有使用队列规则，则dev->qdisc设置为noqueue_disc，防止不正确的使用该驱动的队列规则
//                      1.2 如果设备使用队列规则：
//                              1.2.1 如果设置第一次被激活，则分配新的队列规则，保存在dev->qdisc_sleeping
//                              1.2.2 如果设备非第一次被激活
//                              1.2.3 设置dev->qdisc=dev->qdisc_sleeping
//              2.启动看门狗
1.4 void dev_activate(struct net_device *dev)
{
//设备没有关联队列规则
if (dev->qdisc_sleeping == &noop_qdisc) {
struct Qdisc *qdisc;
//设备存在传输队列
//dev->tx_queue_len的值由设备驱动程序设置
if (dev->tx_queue_len) {
//创建先进先出队列
qdisc = qdisc_create_dflt(dev, &pfifo_fast_ops);
if (qdisc == NULL) {
printk(KERN_INFO "%s: activation failed\n", dev->name);
return;
}
//将队列规则添加到dev的队列规则链表头
//说明一个dev可以有多个队列规则
write_lock_bh(&qdisc_tree_lock);
list_add_tail(&qdisc->list, &dev->qdisc_list);
write_unlock_bh(&qdisc_tree_lock);
} else {
//如果驱动程序没有提供tx_queue_len,即=0
//设置默认的队列
qdisc =  &noqueue_qdisc;
}
write_lock_bh(&qdisc_tree_lock);
//设置dev的qdisc_sleeping
dev->qdisc_sleeping = qdisc;
write_unlock_bh(&qdisc_tree_lock);
}

spin_lock_bh(&dev->queue_lock);
//设置qdisc_sleep到qdisc字段
rcu_assign_pointer(dev->qdisc, dev->qdisc_sleeping);
if (dev->qdisc != &noqueue_qdisc) {
dev->trans_start = jiffies;
//唤醒看门狗
dev_watchdog_up(dev);
}
spin_unlock_bh(&dev->queue_lock);
}

//      设备关闭
//      函数主要任务：
//              1.向netdev_chain发送消息NETDEV_GOING_DOWN
//              2.deactivate设备，
//              3.清除dev->state的__LINK_STATE_START
//              4.等待设备完成数据接收
//              5.调用驱动程序提供的关闭函数
//              6清除dev->flags中的IFF_UP
//              7.向netdev_chain发送消息NETDEV_DOWN

2.1 int dev_close(struct net_device *dev)
{
//设备已经关闭，则直接返回
if (!(dev->flags & IFF_UP))
return 0;
//向netdev_chain发送设备正在关闭消息
notifier_call_chain(&netdev_chain, NETDEV_GOING_DOWN, dev);

//关闭设备队列规则
dev_deactivate(dev);

//设置设备关闭传输
clear_bit(__LINK_STATE_START, &dev->state);
//内存屏障
smp_mb__after_clear_bit();
//设备还在接收输入流量
while (test_bit(__LINK_STATE_RX_SCHED, &dev->state)) {
//调度当前线程等待
current->state = TASK_INTERRUPTIBLE;
schedule_timeout(1);
}
//驱动提供了停止函数，则调用
if (dev->stop)
dev->stop(dev);

//清除IFF_UP标志，表示设备已被关闭
dev->flags &= ~IFF_UP;
//通知netdev_chain已关闭消息
notifier_call_chain(&netdev_chain, NETDEV_DOWN, dev);

return 0;
}

//      网络设备的看门狗：
//              1.当网络设备由于被开启而激活传输时，同时激活设备驱动程序的开门狗机制。
//              2.看门狗的定时周期由驱动程序通过dev->watchdog_time指定
//              3.看门狗的定时器由驱动程序通过dev->watchdog_timer提供

//      调用路径:dev_activate->dev_watchdog_up
3.1 static void dev_watchdog_up(struct net_device *dev)
{
//在获取dev->xmit_lock传输锁时设置看门狗定时器
spin_lock_bh(&dev->xmit_lock);
__netdev_watchdog_up(dev);
spin_unlock_bh(&dev->xmit_lock);
}

// 调用路径dev_activate->dev_watchdog_up->__netdev_watchdog_up
void __netdev_watchdog_up(struct net_device *dev)
{
if (dev->tx_timeout) {
if (dev->watchdog_timeo <= 0)//设备驱动没有设置看门狗的到期时间
dev->watchdog_timeo = 5*HZ;
if (!mod_timer(&dev->watchdog_timer, jiffies + dev->watchdog_timeo))
dev_hold(dev);
}
}