rt-thread源码分析之socket抽象层和网卡注册

一 rt-thread网络架构

如图所示，rt-thread的网络分为应用层、sal_socket、netdev、协议簇（at、lwip、wiznet）、网卡驱动五层。

应用层：调用BSD Socket API实现的网络应用，如前面介绍的paho-mqtt。

sal_socket：对socket的抽象，通过网卡（netdev）的pf(sal_proto_family)调用具体的协议簇。

netdev：netdev的私有数据保存协议簇pf(sal_proto_family)，pf中的family用于匹配socket需要的协议簇。

协议簇：当socekt匹配上协议簇后，pf的skt_ops调用具体的协议簇。协议簇的实现在sal_socket文件夹下的impl文件夹下，在每一类协议簇的实现中，都有一个向netdev设置协议簇的接口，如lwip中的sal_lwip_netdev_set_pf_info。这样就可以通过netdev访问到具体的协议簇。

网卡驱动：底层硬件。

二 sal_socket

2.1 BSD socket

当我们在调用BSD socket写代码时，实际上是调用sal_xxx（如sal_socket），在sys/socket.h文件中，通过#define将socket转换成sal_socket的接口。

2.2 sal_init

sal_init从堆中分配出一个socket表sal_socket_table。sal_socket_table用于保存所有的sockets的信息，当需要创建一个sal_socket时，会从表中取出一个未使用的sal_socket，表的索引（数组下标）是sal_socket的描述符。

2.3 socket函数

2.3.1 socket_new

socket_new从sal_socket_table中获取一个未使用的socket，并返回描述符。

2.3.2 socket_init

socket_init根据domain在netdev_get_by_family函数中匹配netdev。socket原型为
int socket(int domain, int type, int protocol);

不同协议簇的domain值如下：

lwIP 协议栈： family = AF_INET、sec_family = AF_INET

AT Socket 协议栈： family = AF_AT、sec_family = AF_INET

WIZnet 硬件 TCP/IP 协议栈： family = AF_WIZ、sec_family = AF_INET

与之相应的，netdev私有数据所保存的协议簇sal_proto_family中有一个family字段，用于与socket进行匹配，这样socket函数通过doamin参数就可以指定使用lwip、at、wiznet三种协议簇的一种。

2.3.3 pf->skt_ops->socket

通过pf->skt_ops->socket调用具体协议簇的socket函数，如lwip的lwip_socket。

三 网卡的匹配和注册

3.1 网卡的匹配-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;
}
}

遍历netdev_list，查找与socket函数传入的domain（family）参数一致netdev。

3.2 网卡的注册-netdev_add

在component文件夹的driver文件夹下，不同网卡驱动最终会调用到netdev_add向netdev_list添加netdev，向内核注册一个网卡，以rw009为例。

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