副標題：設備註冊相關的基本結構的原理框架

設備註冊與刪除時間

裝置在下列兩種情況下進行註冊： 1）載入NIC驅動時 2）插入熱插拔裝置時 這裡NIC與熱插拔裝置有些不同。a.對於非熱插拔NIC來說，NIC的註冊是伴隨著其驅動的發生的，而NIC可以內建到核心，也可以作為模組載入，如果內建入核心，則NIC裝置和初始化均發生在引導時，如果NIC作為模組載入，則NIC的註冊和驅動初始化均發生在模組載入時。b. 對於熱插拔NIC裝置來說，其驅動已經載入，因此裝置的註冊發生在插入裝置，核心通知關聯驅動時。     裝置的登出主要發生在下面兩種情況
1）解除安裝NIC驅動時(僅適用於以模組形式載入的裝置） 2）拔出熱插拔裝置時

裝置的註冊於登出架構

    下圖分別描述了網路裝置的註冊和登出的大致流程，（以PCI Ethernet NIC為例，其它網路類似，主要是名字差異）
    首先呼叫alloc_etherdev（即alloc_netdev的包裹函式)，alloc_etherdev會為所有Ethernet裝置通用的引數做初始化，驅動程式會初始化net_device的另一部分。之後以register_netdev完成註冊。

net_device

分配net_device

net_device由alloc_netdev分配空間

//include/linux/netdevice.h
#define alloc_netdev(sizeof_priv, name, setup) \
    alloc_netdev_mqs(sizeof_priv, name, setup, 1, 1)  
//net/core/dev.c
struct net_device *alloc_netdev_mqs(int sizeof_priv, const char *name,
        void (*setup)(struct net_device *),
        unsigned int txqs, unsigned int rxqs)
 

alloc_netdev帶三個引數： sizeof_priv: 因為net_device可以由驅動程式拓展私有空間，此引數表示拓展的私有空間的大小
name：裝置名字（名字的一部分，可能還有一部分由核心完成） setup：用於初始化裝置的一些引數 此處裝置會被分配一個裝置名字，改名字一般帶有序號，以確保唯一性：如eth0，eth1。
alloc_netdev一般會有一些包裹函式對其進行包裹：

裝置（net_device)初始化

net_device結構非常龐大，其成員會有不同函式分批進行初始化。每個函式分別負責一組不同的欄位子集。特別是下面三部分：
裝置驅動程式：
    如IRQ、IO記憶體及IO埠，其值取決於硬體配置，有裝置驅動程式進行初始化。 裝置型別：     同一裝置型別的通用欄位進行初始化，由XXX_setup進行。（裝置型別初始話屬於裝置驅動程式初始化一部分，XXX_setup有XXX_probe呼叫） 各種功能：     一部分在register_device中進行，有一些在關聯模組接到通知時進行。

net_device結構的組織

alloc_netdev第一個引數知名了私有資料塊的大小，因此私有資料塊會附載入net_device結構後。即net_device可以分為兩部分，一部分是net_device基礎的資料，第二部分是私有資料塊（如下圖所以）。私有資料塊的空間分配可以與net_device第一部分資料空間一起完成（如驅動程式A、B），也可以有驅動程式自己分配（如驅動程式C）。     從圖中可以看出，net_device空間分配是，會有一塊對其區域塊（alignment padding），因此dev_base（全域性表的表頭指標）以及net_deivce中的next需要指向結構的開頭，而非分配區域塊的開頭（即跳過填充區域塊）。
    net_device插入在一個全域性列表（以dev_base開頭）和兩張雜湊表中後面介紹（以dev_name_head和dev_index_head開頭）。
dev_base：     全域性表，內含所有net_device裝置，能讓核心輕易的瀏覽所有裝置。
dev_name_head：     hash表，以裝置名稱為索引，在使用老一代配置工具ioctl介面時極為有用。 dev_index_head：     hash表，以裝置ID：dev->ifindex為索引。使用新一代配置工具ip（來自IPROUTER2套件時），ip工具會通過Netlink與核心互動，這是通常就以裝置ID為索引了。 查詢：     一般由 dev_get_by_name 和dev_get_by_index通過上面兩張Hash表實現。有可能根據裝置型別和mac地址通過全域性表dev_base列表實現。 所有查詢都由 dev_base_lock鎖進行保護 All lookup routines are defined innet/core/dev.c.

裝置狀態

net_dev有多個欄位用於定義裝置當前狀態：

flags     //用於各種標識的位域，多數標識代表裝置擁有的能力，但IFF_UP特殊，標識裝置開啟或關閉，參見uapi/linux/if.h（IFF_XXX定義），並參考下文"開啟和關閉網路裝置“
reg_state //設備註冊狀態,參見下文註冊狀態
state     //和其他裝置有關的裝置狀態，參見下文“佇列規則狀態”

設備註冊狀態：

NETREG_UNINITIALIZED //定義為0，net_device已分配， 且內容清0
NETREG_REGISTERING    //net_device已新增到“net_device結構的組織”提及的結構內，但核心依然要想/sys新增專案
NETREG_REGISTERED     //設備註冊完成
NETREG_UNREGISTERING  //net_device已由“net_device結構的組織”提及的結構內刪除
NETREG_UNREGISTERED   //裝置完全除名
NETREG_RELEASED       //所有對net_device結構的引用已釋放

佇列規則狀態：

_ _LINK_STATE_START      //裝置開啟
_ _LINK_STATE_PRESENT    //裝置存在
_ _LINK_STATE_NOCARRIER  //沒有載波
_ _LINK_STATE_LINKWATCH_EVENT  //裝置狀態已變更
_ _LINK_STATE_XOFF             //以下三個標識由負責管理流量入口與出口的裝置所使用
_ _LINK_STATE_SHED             //
_ _LINK_STATE_RX_SCHED         //

虛擬裝置：

    虛擬裝置與真實裝置有幾個地方有差異：     虛擬裝置偶爾會呼叫register_netdevice和unregister_netdevice，而不是其包裹函式。並且自行上鎖、解鎖，以便獲得更多的持有鎖的時間。     真實裝置不能由使用者命令除名，而在解除安裝時自己除名。虛擬裝置可以通過使用者命令除名，但除名是否成功依賴於虛擬裝置驅動設計。     虛擬裝置本文就不太多介紹了，以後再單獨補充一篇虛擬裝置與真實裝置的差異的博文

上鎖：

    net_devices包括一些上鎖的手段，以後再補充了。。。