linux网卡MAC地址 引起的调研

方法一：

#include  <stdio.h>  

  #include   <sys/types.h>  

  #include   <sys/socket.h>  

  #include   <sys/ioctl.h>  

  #include   <netinet/in.h>  

  #include   <net/if.h>  

  #include   <net/if_arp.h>  

  #include   <arpa/inet.h>  

  #include   <errno.h>  

  #define   ETH_NAME "eth0"  

  int   main()  

  {  

  int   sock;  

  struct   sockaddr_in   sin;  

  struct   sockaddr   sa;  

  struct   ifreq   ifr;  

  unsigned   char   mac[6];  

  sock   =   socket(AF_INET,   SOCK_DGRAM,   0);  

  if   (sock   ==   -1)  

  {  

  perror("socket");  

  return   -1;  

  }  

  strncpy(ifr.ifr_name,   ETH_NAME,   IFNAMSIZ);  

  ifr.ifr_name[IFNAMSIZ   -   1]   =   0;  

  memset(mac,   0,   sizeof(mac));  

  if   (ioctl(sock,   SIOCGIFHWADDR,   &ifr)   <   0)  

  {  

  perror("ioctl");  

  return   -1;  

  }  

  memcpy(&sa,   &ifr.ifr_addr,   sizeof(sin));  

  memcpy(mac,   sa.sa_data,   sizeof(mac));  

  fprintf(stdout,   "%s   mac:   %.2X:%.2X:%.2X:%.2X:%.2X:%.2X\n",   ETH_NAME,   mac[0],   mac[1],   mac[2],   mac[3],   mac[4],   mac[5]);  

  return   0;  

  }  

源文档 <http://topic.csdn.net/t/20030123/14/1386573.html>

需要建立一个socket字，来获得。

删除网卡驱动重新加载后，获得网卡的MAC地址为0000000000

网卡启动后，获得网卡地址成功。

这部分的不是很完美，需要进行深入的查看linux网卡驱动。

linux网卡驱动

看了下linux的网卡驱动。

linux驱动分为3种：1，字符设备；2，块设备；3，网络设备

网络设备和其他两种设备的区别：

（1）、网络接口不存在于 Linux 的文件系统中，而是在核心中用一个 device数据结构表示的。

（2）、网络接口是在系统初始化时实时生成的，对于核心支持的但不存在的物理网络设备，将不可能有与之相对应的 device 结构

重要数据结构——struct device

/* from  include/linux/netdevice.h */

struct device  

{

（1）、属性

  char   *name;

设备的名字。如果第一字符为 NULL（即’\0’），register_netdev (drivers/net/net_init.c)将

会赋给它一个 n 最小的可用网络设备名 ethn。

    unsigned long   rmem_end;   /* shmem "recv" end */

    unsigned long   rmem_start;   /* shmem "recv" start */

         unsigned long   mem_end;   /* shared mem end */

         unsigned long   mem_start;   /* shared mem start */

这些域段标识被设备使用的共享内存的首地址及尾地址。如果设备用来接收和发送的内

存块不同，则 mem 域段用来标识发送的内存位置，rmem 用来标识接收的内存位置。

mem_start 和 mem_end 可在系统启动时用内核的命令行指定，用 ifconfig 可以查看它们

的值。rmem 域段从来不被驱动程序以外的程序所引用。

   unsigned long   base_addr;   /* device I/O address */

 unsigned char irq;  /* device IRQ number */

I/O基地址和中断号。它们都是在设备检测期间被赋值的，但也可以在系统启动时指定

传入（如传给 LILO）。ifconfig 命令可显示及修改他们的当前值。

   volatile unsigned char  start；   /* start an operation */

   volatile unsigned char  interrupt;  /* interrupt arrived */

这是两个二值的低层状态标志。通常在设备打开时置 start 标志，在设备关闭时清 start

标志。当 interrupt 置位时，表示有一个中断已到达且正在进行中断服务程序理。

   unsigned long   tbusy;   /* transmitter busy must be long for bitops */

标识“发送忙”。在驱动程序不能接受一个新的需传输的包时，该域段应该为非零。 

 struct device   *next;

指向下一个网络设备，用于维护链表。

 unsigned char   if_port;

记录哪个硬件 I/O端口正在被接口所用，如 BNC， AUI， TP等（drivers/net/de4x5.h）。 

 unsigned char   dma;

设备用的 DMA通道。

一些设备可能需要以上两个域段，但非必需的。

   unsigned long   trans_start; /* Time (in jiffies) of last Tx */

上次传输的时间点（in jiffies）

   unsigned long   last_rx; /* Time of last Rx   */

上次接收的时间点（in jiffies）。如trans_start 可用来帮助内核检测数据传输的死锁

（lockup）。

unsigned short   flags; /* interface flags (a la BSD) */

该域描述了网络设备的能力和特性。它包括以下 flags：（include/linux/if.h）

IFF_UP 

表示接口在运行中。当接口被激活时，内核将置该标志位。

IFF_BROADCAST 

表示设备中的广播地址时有效的。以太网支持广播。

IFF_DEBUG 

调试模式，表示设备调试打开。当想控制 printk 及其他一些基于调试目的的信息显

示时，可利用这个标志位。虽然当前没有正式的驱动程序使用它，但它可以在程序

中通过 ioctl来设置从而使用它。

IFF_LOOPBACK 

表示这是一个回送（loopback）设备，回送接口应该置该标志位。核心是通过检查

此标志位来判断设备是否是回送设备的，而不是看设备的名字是否是 lo。

IFF_POINTTOPOINT 

表示这是一个点对点链接（SLIP and PPP），点对点接口必须置该标志位。Ifconfig

也可以置此标志位及清除它。若置上该标志位，则 dev->dstaddr应也相应的置为链

接对方的地址。

IFF_MASTER   /* master of a load balancer   */

IFF_SLAVE   /* slave of a load balancer */

此两个标志位在装入平等化中要用到。

IFF_NOARP 

表示不支持ARP协议。通常的网络接口能传输ARP包，如果想让接口不执行ARP，

可置上该标志位。如点对点接口不需要运行 ARP。

IFF_PROMISC 

全局接受模式。在该模式下，设备将接受所有的包，而不关这些包是发给谁的。在

缺省情况下，以太网接口会使用硬件过滤，以保证只接受广播包及发给本网络接口

的包。Sniff 的原理就是通过设置网络接口为全局接受模式，接受所有到达本接口

媒介的包，来“偷听”本子网的“秘密”。

IFF_MULTICAST 

能接收多点传送的 IP包，具有多点传输的能力。ether_setup缺省是置该标志位的，

故若不想支持多点传送，必须在初始化时清除该标志位。

IFF_ALLMULTI 

接收所有多点传送的 IP包。

IFF_NOTRAILERS /*无网络 TRAILER*/

IFF_RUNNING  /*资源被分配*/

此标志在 Linux 中没什么用，只是为了与 BSD兼容。

unsigned short   family; /* address family ID (AF_INET) */

该域段标识本设备支持的协议地址簇。大部分为 AF_INET（英特网 IP 协议），接口通

常不需要用这个域段或赋值给它。

unsigned short   metric; /* routing metric (not used) */

 unsigned short   mtu; 

不包括数据链路层帧首帧尾的最大传输单位（Maximum Transfer Unit）。网络层在包传

输时要用到。对以太网而言，该域段为 1500，不包括 MAC帧的帧首和帧尾（MAC帧

格式稍后所示）。

 unsigned short type; /* interface hardware type */

接口的硬件类型，描述了与该网络接口绑在一起的媒介类型。Linux 网络设备支持

许多不同种类的媒介，如以太网，X.25，令牌环，SLIP，PPP，Apple Localtalk 等。ARP

在判定接口支持哪种类型的物理地址时要用到该域段。若是以太网接口，则在

ether_setup中将之设为 ARPHRD_ETHER（Ethernet 10Mbps）。

   unsigned short   hard_header_len; /* hardware hdr length */

在被传送的包中 IP头之前的字节数。对于以太网接口，该域段为 14（ETH_HLEN，

include\linux\if_ether.h），这个值可由 MAC 帧的格式得出：

MAC 帧格式：

目的地址（6字节）+ 源地址（6 字节）+ 数据长度（2 字节）+ 数据（46~~1500）+FCS

 void   *priv; /* pointer to private data */

该指针指向私有数据，通常该数据结构中包括 struct enet_statistics。类似于 struct file的

private_data 指针，但 priv 指针是在设备初始化时被分配内存空间的（而不是在设备打

开时），因为该指针指向的内容包括设备接口的统计数据，而这些数据即使在接口卸下

（down）时也应可以得到的，如用户通过 ifconfig 查看。

   unsigned char   pad;      /* make dev_addr aligned to 8 bytes */

   unsigned char   broadcast[MAX_ADDR_LEN]; /* hw bcast add */

广播地址由六个 0xff 构成，即表示 255.255.255.255。

memset(dev->broadcast,0xFF, ETH_ALEN); （drivers/net/net_init.c）

   unsigned char   dev_addr[MAX_ADDR_LEN]; /* hw address */

设备的物理地址。当包传送给驱动程序传输时，要用物理地址来产生正确的帧首。

   unsigned char   addr_len;  /* hardware address length */

物理地址的长度。以太网网卡的物理地址为 6字节（ETH_ALEN）。

   unsigned long   pa_addr;   /* protocol address   */

   unsigned long   pa_brdaddr; /* protocol broadcast addr */

   unsigned long   pa_mask;  /* protocol netmask  */

该三个域段分别描述接口的协议地址、协议广播地址和协议的网络掩码。若 dev->family

为 AF_INET，则它们即为 IP地址。这些域段可用 ifconfig 赋值。

 unsigned short pa_alen; /* protocol address length */

协议地址的长度。AF_INET 的为 4。

   unsigned long   pa_dstaddr; /* protocol P-P other side addr */

点对点协议接口（如 SLIP、PPP）用这个域记录连接另一边的 IP值。

 struct dev_mc_list *mc_list;  /* Multicast mac addresses */

   int       mc_count; /* Number of installed mcasts*/

 struct ip_mc_list  *ip_mc_list; /* IP multicast filter chain   */

这三个域段用于处理多点传输。其中 mc_count表示 mc_list中的项目数。

   __u32       tx_queue_len; /* Max frames per queue allowed */

一个设备的传输队列能容纳的最大的帧数。对以太网，缺省为 100；而 plip 则为节省系

统资源，仅设为 10。

   /* For load balancing driver pair support */

   unsigned long   pkt_queue; /* Packets queued */

   struct device   *slave;   /* Slave device */

   struct net_alias_info *alias_info; /* main dev alias info */

 struct net_alias   *my_alias; /* alias devs */

 struct sk_buff_head buffs[DEV_NUMBUFFS];

指向网络接口缓冲区的指针。

/* 基本操作 */

   int (*init) (struct device *dev);   /* Called only once. */

        int (*open) (struct device *dev);

        int (*stop) (struct device *dev);

       int (*hard_start_xmit) (struct sk_buff *skb,   struct device *dev);

      int (*hard_header) (struct sk_buff *skb,   struct device *dev,   unsigned short type,  

                  void *daddr,   void *saddr, unsigned len);

       int (*rebuild_header)(void *eth, struct device *dev,  unsigned long raddr, struct sk_buff

*skb);

1、“模块初始化模式”的分析

（a） 、概述

insmod命令将调用相应模块的init_module（） ，装载模块。init_module函数在初始化dev->init函数指针后，将调用register_netdev（）在系统登记该设备。若登记成功，则模块装载成功，否则返回出错信息。register_netdev首先检查设备名是否已确定，若没赋值则给它一个缺省的值ethN，N为最小的可用以太网设备号 注；然后，网络设备自己init_function，即刚在init_module中赋值的dev->init，将被调用，用来实现对网络接口的实际的初始化工作。若初始化成功，则将该网络接口加到网络设备管理表dev_base的尾部。整个函数调用关系图如下所示。下面我们以用得最广泛以太网卡之一——NE2000 兼容网卡为例子进行分析。NE2000网卡的主要驱动程序在文件drivers/net/ne.c中。

（b）、函数调用关系

系统转入核心后，start_kernel 将会创建一个 init 进程，该 init 进程则会通过系统调用 sys_steup 进行所有尚初始化的设备（有一些设备如内存、PCI 等系统已先于此进行了初始化）。device_setup不仅要初始化内核支持的字符设备、块设备，也调用 net_dev_init 初始化所有内核支持的且实际存在的网络设备。net_dev_init 会对每个内核支持的网络设备调用该设备的 init_functions 进行具体的物理设备的初始化工作。整个函数调用关系图如下：

（十）总结——写网络设备驱动程序

至此我们知道网络设备（或网络接口）是通过一个数据结构 struct device来表示的。在系统中，每一个实际存在的物理网络设备都对应于一个 device 结构。而所有这些 device 结构联成一张链表并由一个全局变量指针 dev_base 指向表头，从而使系统能够随时得到每个网络接口的信息。 概括来说，一个最简单的网络设备驱动程序，至少应该具有以下的内容：

1．该网络设备的检测及初始化函数，供核心启动初始化时调用

2．该网络设备的初始化函数，供 register_netdev 调用（可以写成与第 1 项的共用，即用同一个）；若是写成 module 兼容方式的，还需写该设备的 init_module 和cleanup_module 函数；

3．提供该网络设备的打开和关闭操作。供设备被打开或被关闭时调用（一般用 shell命令 ifconfig调用）；

4．提供该网络设备的数据传输函数，负责向硬件发送数据包。当上层协议需要传输数据时，供 dev_queue_xmit 调用；

5．提供该网络设备的中断服务程序，处理数据传输完毕的善后事宜和数据的接收。当物理网络设备有新数据到达或数据传输完毕时，将向系统发送硬件中断请求，该函数就是用来响应该中断请求的。

驱动搞的不很很明白，有了个概念。

下来想看看ifconfig中怎么调用网卡，来获得网卡的MAC地址。

ifconfig代码分析：

主要的数据结构printif.c中的结构体

struct format_handle format_handles[] =

{

#ifdef SYSTEM_FORMAT_HANDLER

 SYSTEM_FORMAT_HANDLER

#endif

。。。。。。

其中SYSTEM_FORMAT_HANDLER宏比较诡异，定义如下：

/* Output format support. */

#define SYSTEM_FORMAT_HANDLER \

 {"linux", fh_nothing}, \

 {"hwaddr?", system_fh_hwaddr_query}, \

 {"hwaddr", system_fh_hwaddr}, \

 {"hwtype?", system_fh_hwtype_query}, \

 {"hwtype", system_fh_hwtype}, \

 {"txqlen?", system_fh_txqlen_query}, \

 {"txqlen", system_fh_txqlen},

其实就是一张表：其中的system_fh_hwaddr_query的实现如下：

void system_fh_hwaddr_query (format_data_t form, int argc, char *argv[])

{

#ifdef SIOCGIFHWADDR

 struct arphrd_symbol *arp;

 if (ioctl (form->sfd, SIOCGIFHWADDR, form->ifr) < 0)

   select_arg (form, argc, argv, 1);

 arp = arphrd_findvalue (form->ifr->ifr_hwaddr.sa_family);

 select_arg (form, argc, argv, (arp && arp->print_hwaddr) ? 0 : 1);

#else

 select_arg (form, argc, argv, 1);

#endif

}

哎，还是使用socket的octl来实现。至此没有什么结果，单总归是学习了一下。也做个纪念。