rt-thread源碼分析之socket抽象層和網卡注冊

一 rt-thread網絡架構

如圖所示，rt-thread的網絡分為應用層、sal_socket、netdev、協議簇（at、lwip、wiznet）、網卡驅動五層。

應用層：調用BSD Socket API實現的網絡應用，如前面介紹的paho-mqtt。

sal_socket：對socket的抽象，通過網卡（netdev）的pf(sal_proto_family)調用具體的協議簇。

netdev：netdev的私有數據保存協議簇pf(sal_proto_family)，pf中的family用于匹配socket需要的協議簇。

協議簇：當socekt匹配上協議簇后，pf的skt_ops調用具體的協議簇。協議簇的實現在sal_socket文件夾下的impl文件夾下，在每一類協議簇的實現中，都有一個向netdev設置協議簇的接口，如lwip中的sal_lwip_netdev_set_pf_info。這樣就可以通過netdev訪問到具體的協議簇。

網卡驅動：底層硬件。

二 sal_socket

2.1 BSD socket

當我們在調用BSD socket寫代碼時，實際上是調用sal_xxx（如sal_socket），在sys/socket.h文件中，通過#define將socket轉換成sal_socket的接口。

2.2 sal_init

sal_init從堆中分配出一個socket表sal_socket_table。sal_socket_table用于保存所有的sockets的信息，當需要創建一個sal_socket時，會從表中取出一個未使用的sal_socket，表的索引（數組下標）是sal_socket的描述符。

2.3 socket函數

2.3.1 socket_new

socket_new從sal_socket_table中獲取一個未使用的socket，并返回描述符。

2.3.2 socket_init

socket_init根據domain在netdev_get_by_family函數中匹配netdev。socket原型為
int socket(int domain, int type, int protocol);

不同協議簇的domain值如下：

lwIP 協議棧： family = AF_INET、sec_family = AF_INET

AT Socket 協議棧： family = AF_AT、sec_family = AF_INET

WIZnet 硬件 TCP/IP 協議棧： family = AF_WIZ、sec_family = AF_INET

與之相應的，netdev私有數據所保存的協議簇sal_proto_family中有一個family字段，用于與socket進行匹配，這樣socket函數通過doamin參數就可以指定使用lwip、at、wiznet三種協議簇的一種。

2.3.3 pf->skt_ops->socket

通過pf->skt_ops->socket調用具體協議簇的socket函數，如lwip的lwip_socket。

三 網卡的匹配和注冊

3.1 網卡的匹配-netdev_get_by_family

for (node = &(netdev_list->list); node; node = rt_slist_next(node))
{
netdev = rt_slist_entry(node, struct netdev, list);
pf = (struct sal_proto_family *) netdev->sal_user_data;
if (pf && pf->skt_ops && pf->family == family && netdev_is_up(netdev))
{
rt_hw_interrupt_enable(level);
return netdev;
}
}

遍歷netdev_list，查找與socket函數傳入的domain（family）參數一致netdev。

3.2 網卡的注冊-netdev_add

在component文件夾的driver文件夾下，不同網卡驅動最終會調用到netdev_add向netdev_list添加netdev，向內核注冊一個網卡，以rw009為例。

rt_hw_wifi_init -> eth_device_init -> eth_device_init_with_flag -> eth_netif_device_init -> netdev_add。