内核中为网络设备定义了5中MAC地址类型，如下所示，其中NETDEV_HW_ADDR_T_SLAVE类型目前没有使用。局域网LAN类型与存储SAN类型的MAC地址保存在net_device结构体的dev_addrs链表中；UNICAST与MULTICAST类型的MAC地址分别保存在uc和mc链表中。

#define NETDEV_HW_ADDR_T_LAN 1 // Local Area Network
#define NETDEV_HW_ADDR_T_SAN 2 // Storage Area Network
#define NETDEV_HW_ADDR_T_SLAVE 3 //
#define NETDEV_HW_ADDR_T_UNICAST 4 // Unicast
#define NETDEV_HW_ADDR_T_MULTICAST 5 // Multicast

struct net_device {
struct netdev_hw_addr_list uc;
struct netdev_hw_addr_list mc;
struct netdev_hw_addr_list dev_addrs;

   unsigned char *dev_addr;
   unsigned char broadcast[MAX_ADDR_LEN];
}

以上我们已看到有这些MAC地址存在，在使用ifconfig或者ip link show命名时，显示的设备MAC地址是哪个呢？由函数rtnl_fill_ifinfo可知，其取值为net_device结构体的dev_addr变量（单播MAC）和broadcast变量（广播MAC）的值。另外在驱动程序中也会使用到MAC地址dev_addr，用于判断接收数据包是否为到本机。这么看来好像dev_addr/boradcast地址与之前的三个MAC地址链表并没有关系。以下看看硬件地址的初始化过程，了解下二者的关联。

static int rtnl_fill_ifinfo(...)
{
    if (nla_put(skb, IFLA_ADDRESS, dev->addr_len, dev->dev_addr) ||
        nla_put(skb, IFLA_BROADCAST, dev->addr_len, dev->broadcast))
        goto nla_put_failure;
}
__be16 eth_type_trans(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
{
    if (unlikely(!ether_addr_equal_64bits(eth->h_dest, dev->dev_addr)))
        skb->pkt_type = PACKET_OTHERHOST;
}

硬件地址初始化

在网络设备初始化时，初始化三类MAC地址：分别为局域网（LAN）MAC地址、单播（UNICAST）MAC地址和多播（MULTICAST）MAC地址。

struct net_device *alloc_netdev_mqs(...)
{
dev_addr_init(dev);
dev_mc_init(dev);
dev_uc_init(dev);
}

由硬件地址链表dev_addrs初始化函数可见，dev_addr其实是指向了dev_addrs地址链表中的第一个MAC地址，此地址就是我们在应用层使用IP命令查看网络设备信息时显示的单播MAC地址。对于广播MAC地址，内核在以太网设备创建时，将其值设置为全F，由函数eth_broadcast_addr实现。

在初始化dev_addrs链表时，首先加入了一个全0的MAC地址，因此dev_addr目前为全0的MAC。在驱动初始化时，例如e1000网卡驱动函数e1000_probe，其会从网卡的EEPROM中读取到真实的MAC地址，赋值到dev_addr中。

int dev_addr_init(struct net_device *dev)
{
    __hw_addr_init(&dev->dev_addrs);
    memset(addr, 0, sizeof(addr));
    err = __hw_addr_add(&dev->dev_addrs, addr, sizeof(addr), NETDEV_HW_ADDR_T_LAN);
    if (!err) {
        ha = list_first_entry(&dev->dev_addrs.list, struct netdev_hw_addr, list);
        dev->dev_addr = ha->addr;
    }
}
void ether_setup(struct net_device *dev)
{
    eth_broadcast_addr(dev->broadcast);
}

存储SMAC地址

对于INTEL网卡驱动IXGBE来说，其会通过函数ixgbe_get_san_mac_addr_generic获取EEPROM中的SAN MAC地址，之后添加到net_device的dev_addrs链表中，类型为NETDEV_HW_ADDR_T_SAN。在其后FCoE创建接口时，会从dev_addrs链表中能够取出SAN类型的MAC地址使用。

static int fcoe_interface_setup(struct fcoe_interface *fcoe, struct net_device *netdev)
{
    for_each_dev_addr(real_dev, ha)
        if ((ha->type == NETDEV_HW_ADDR_T_SAN) && (is_valid_ether_addr(ha->addr))) {
            memcpy(fip->ctl_src_addr, ha->addr, ETH_ALEN);
            break;
        }
}

单播MAC地址

单播MAC地址保存在net_device结构体的uc链表中，函数dev_uc_add负责添加单播MAC地址。由其在内核代码的调用可以看到目前vlan设备、macvlan设备、ipvlan设备与macsec设备等在添加单播MAC地址。

无论是单播MAC还是多播MAC都是用作MAC地址的接收过滤来使用，具体由函数__dev_set_rx_mode进行设置。将需要过滤的MAC地址下发到网驱动处理，例如e1000驱动中的e1000_set_rx_mode函数。但是，对于不支持单播过滤的网卡，有两种处理情况：1）如果存在MAC地址需要过滤，打开设备的混杂接收模式；2）如果没有MAC地址需过滤，关闭混杂模式。

非混杂模式下，仅接收目的MAC与net_device结构中dev_addr值相同的数据包。

int dev_uc_add(struct net_device *dev, const unsigned char *addr)
{
    err = __hw_addr_add(&dev->uc, addr, dev->addr_len, NETDEV_HW_ADDR_T_UNICAST);
    if (!err)
        __dev_set_rx_mode(dev);
}

多播MAC地址

多播MAC地址保存在net_device结构体的mc链表中，由函数dev_mc_add负责添加多播MAC地址。与单播MAC地址相同，通过__dev_set_rx_mode函数可以设置网卡的多播地址接收过滤功能。

static int __dev_mc_add(struct net_device *dev, const unsigned char *addr, bool global)
{
    err = __hw_addr_add_ex(&dev->mc, addr, dev->addr_len, NETDEV_HW_ADDR_T_MULTICAST, global, false, 0);
    if (!err)
        __dev_set_rx_mode(dev);
}

内核版本

Linux-4.15

网络设备的MAC地址

硬件地址初始化

存储SMAC地址

单播MAC地址

多播MAC地址

内核版本

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