Linux网络设备驱动之网络连接状态（七）

网络适配器硬件电路可以检测出链路上是否有载波，载波反映了网络的连接是否正常。网络设备驱动可以通过 netif_carrier_on() 和 netif_carrier_off() 函数改变设备的连接状态，如果驱动检测到连接状态发生变化，也应该以 netif_carrier_on() 和 netif_carrier_off() 函数显式地通知内核。

除了 netif_carrier_on() 和 netif_carrier_off() 函数以外，另一个函数 netif_carrier_ok() 可用于向调用者返回链路上的载波信号是否存在。

这几个函数都接收一个 net_device 设备结构体指针作为参数，原型分别为：

/**
 *    netif_carrier_on - set carrier
 *    @dev: network device
 *
 * Device has detected that carrier.
 */
void netif_carrier_on(struct net_device *dev)
{
    if (test_and_clear_bit(__LINK_STATE_NOCARRIER, &dev->state)) {
        if (dev->reg_state == NETREG_UNINITIALIZED)
            return;
        atomic_inc(&dev->carrier_changes);
        linkwatch_fire_event(dev);
        if (netif_running(dev))
            __netdev_watchdog_up(dev);
    }
}


/**
 *    netif_carrier_off - clear carrier
 *    @dev: network device
 *
 * Device has detected loss of carrier.
 */
void netif_carrier_off(struct net_device *dev)
{
    if (!test_and_set_bit(__LINK_STATE_NOCARRIER, &dev->state)) {
        if (dev->reg_state == NETREG_UNINITIALIZED)
            return;
        atomic_inc(&dev->carrier_changes);
        linkwatch_fire_event(dev);
    }
}


/**
 *    netif_carrier_ok - test if carrier present
 *    @dev: network device
 *
 * Check if carrier is present on device
 */
static inline bool netif_carrier_ok(const struct net_device *dev)
{
    return !test_bit(__LINK_STATE_NOCARRIER, &dev->state);
}

在网络设备驱动程序中可采取一定的手段来检测和报告链路状态，最常见的方法是采用中断，其次可以设置一个定时器来对链路状态进行周期性的检查。当定时器到期之后，在定时器处理函数中读取物理设备的相关寄存器以获得载波状态，从而更新设备的连接状态，如下代码所示：

/*
 *  网络设备驱动用定时器周期性检查链路状态
 */

static void xxx_timer(unsigned long data)
{
    struct net_device *dev = (struct net_device *)data;
    u16 link;
    ···
    if (!(dev->flags & IFF_UP))
        goto set_timer;

    /* 获得物理上的连接状态 */
    if（link = xxx_chk_link(dev)） {
        if (!(dev->flags & IFF_RUNNING)) {
            netif_carrier_on(dev);
            dev->flags |= IFF_RUNNING;
            printk(KERN_DEBUG "%s: link up\n", dev->name);   
        }
    } else {
        if (dev->flags & IFF_RUNNING) {
            netif_carrier_off(dev);
            dev->flags &= ~IFF_RUNNING;
            printk(KERN_DEBUG "%s: link down\n", dev->name);
        }
    }

set_timer:
    priv->timer.expires = jiffies + 1 * Hz;
    priv->timer.data = (unsigned long)dev;
    priv->timer.function = &xxx_timer;  /* timer handler */
    add_timer(&priv->timer); 
}

上述代码第 14 行调用 xxx_chk_link() 函数来读取网络适配器硬件的相关寄存器，以获得链路连接状态，具体实现由硬件决定。当链路连接上时，第 16 行的 netif_carrier_on() 函数显式地通知内核链路正常；反之，第 22 行的 nerif_carrier_off() 同样显式地通知内核链路失去连接。

此外，从上述源代码还可以看出，定时器处理函数会不停地利用第 28 ~ 32行代码启动新的定时器以实现周期性检测的目的。最初启动定时器的地方在哪呢？？很显然，它最适合在设备的打开函数中完成，如下代码所示：

/*
 *  在网络设备驱动的打开函数中初始化定时器
 */

static int xxx_open(struct net_device *dev)
{
    struct xxx_priv *priv = netdev_priv(dev);

    
    ···
    priv->timer.expires = jiffies + 3 * Hz;
    priv->timer.data = (unsigned long)dev;
    priv->timer.function = &xxx_timer; /* 定时器处理函数 */
    ···
}