c - 内核网络驱动程序中 netdev_alloc 和 netdev_priv 的问题

Question

我有一个自定义的 FPGA 逻辑，我已经为其实现了一个功能性的字符驱动程序，现在我正试图让它作为一个网络驱动程序工作。我尽可能使用 LDD 书、snull 代码和 loopback.c、dummy.c 以及内核中的其他驱动程序作为示例。

我在下面得到的代码(显然是从较大的文件中删除的)是我目前拥有的网络驱动程序代码；我可以成功 insmod，并且“ifconfig optical0”显示我的 MTU 和标志是正确的，所以我知道至少它正在注册。

现在我正在尝试实现 struct net_device 的私有(private)字段 (void* priv) 来存储统计信息和其他内容，这会导致段错误。到目前为止，这是代码:

struct serdes_device {
    struct serdes_regs __iomem *regs;
    struct serdes_dma *tx_dma,
                      *rx_dma;

    struct device *dev;
    struct net_device *netdev;
    struct resource serdes_res; 
    struct cdev cdev;
    int major, minor;

    int tx_kbps;
    int rx_kbps;
};  

struct optical_priv {
    struct serdes_device *serdes_dev;
    struct net_device_stats stats;
};

static const struct net_device_ops optical_netdev_ops = {
    .ndo_get_stats = optical_stats,
    .ndo_start_xmit = optical_xmit,
    /* and so on, not including the ops functions for brevity */
};

void optical_setup(struct net_device *dev)
{
    dev->netdev_ops = &optical_netdev_ops;
    dev->destructor = free_netdev;

    dev->tx_queue_len = 1;
    dev->type = ARPHRD_NONE;
    dev->hard_header_len = SERDES_FRAME_HEADER_LENGTH;
    dev->mtu = SERDES_FRAME_TOTAL_LENGTH;
    dev->addr_len = 0;

    dev->flags &= ~IFF_BROADCAST;
    /* more flags & features cut */
}

static int optical_init(struct net_device *netdev)
{
    int err;
    struct optical_priv *priv;

    netdev = alloc_netdev(sizeof(struct optical_priv), "optical%d", optical_setup);
    if (!netdev)
        return -ENOMEM;

    err = register_netdev(netdev);
    if (err < 0)
        goto err;

    priv = netdev_priv(netdev);
    printk(KERN_WARNING "priv is at address 0x%p\n", priv);

    return 0;

err:
    free_netdev(netdev);
    return err;
}

static int serdes_of_probe(struct platform_device *op)
{
    struct serdes_device *serdes_dev;
    struct optical_priv *priv;
    int err = 0;

    serdes_dev = kzalloc(sizeof(struct serdes_device), GFP_KERNEL);

    /* A bunch of unrelated openfirmware & cdev code removed. */

    err = optical_init(serdes_dev->netdev);
    if (err < 0)
        dev_err(serdes_dev->dev, "Error %d initing optical link\n", err);

priv = netdev_priv(serdes_dev->netdev);
    if (!priv)
        dev_err(serdes_dev->dev, "priv is null... \n");

    dev_info(serdes_dev->dev, "priv is at 0x%p\n", priv);
    dev_info(&op->dev, "Done probing.\n");

    return 0;

out_free_serdes:
    kfree(serdes_dev);

out_return:
    return err;
}

因此，据我所知，我正在为我的 serdes 设备(我知道它用作字符驱动程序)分配空间并进行初始化。然后我调用 optical_init 来分配、注册和配置 serdes_dev->netdev。 alloc_netdev 应该也为 (void *)priv 字段分配空间，这就是传入 sizeof(struct optical_priv) 的原因。

里面两条print语句insmod后的输出是这样的:

priv is at address 0xdd2de500
priv is at 0x00000500
Done probing.

并且显然在这之后尝试以任何方式访问 priv 会导致段错误。我想我的困惑是为什么当从两个不同的函数调用时 netdev_priv() 返回两个不同的值——它不应该在 alloc_netdev 之后随时分配和更正吗？

e:我想我也在为太多的驱动程序寻找例子而感到困惑，这些驱动程序来自太多的时代，沉浸在过去的硬件和内核 API 的历史中......如果有人能为我推荐一个好的基本驱动程序首先，我非常乐意阅读代码来学习。

Answer 1

我认为问题出在这里:

err = optical_init(serdes_dev->netdev);

您正在传递一个指向 netdev 结构的无效指针。然后在 optical_init() 中更改指针的本地值:

netdev = alloc_netdev(sizeof(struct optical_priv), "optical%d", optical_setup);

现在您有一个指向 struct net_device 的有效指针。但此指针值不适用于 serdes_dev->netdev 变量，而仅适用于 optical_init() 的本地。因此，指向 priv 的指针也是无效的。这里有一个显示问题的小例子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

struct test {
    int first;
    int *second;
};

void allocate_memory(int *ptr)
{
    ptr = malloc(10);
    printf("while allocating %p\n", ptr);
}

int main(void) {
    struct test *p1;

    p1= malloc(sizeof(struct test));

    printf("before %p\n", p1->second);
    allocate_memory(p1->second);
    printf("after %p\n", p1->second);

    free(p1);
    free(p2);

    return EXIT_SUCCESS;
 }

输出是:

before (nil)
while allocating 0x23ee030
after (nil)