关于dm9000的驱动移植分为两篇,第一篇在mini2440上实现,基于linux2.6.29,也成功在在6410上移植了一遍,和2440非常类似,第二篇在fs4412(Cortex A9)上实现,基于linux3.14.78,用设备树匹配,移植过程中调试和整体理解很重要,一路上幸有良师益友指点,下面详细介绍:

1.物理时序分析相关

DM9000芯片是DAVICOM公司生产的一款以太网处理芯片,提供一个通用的处理器接口、一个10/100M自适应的PHY芯片和4K双字的SRAM.内部框架如下,涉及到4个基本概念:

1、TCP/IP参考模型包含应用层、传输层、网络层和网络接口层,其中的网络接口层包含有数据链路层和网络层;

2、MAC:网卡数据链路层的芯片成为MAC控制器,数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能;

3、PHY:网卡物理芯片,物理定义了数据传送和接收所需的电和光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等,并向数据链路层设备提供标准接口;

4、MII:介质无关接口,它是IEEE802.3定义的以太网行业标准,包含一个数据接口,以及一个MAC和PHY之间的管理接口,数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立通道,管理接口用来监视和控制PHY,介质无关表明不对MAC硬件重新设计或替换的情况下,任何类型的PHY设备都可以正常工作;

 

图1 DM9000内部结构框架

 

图2 DM9000读时序

 

图3 DM9000写时序

图4 s3c2440的BANK4的读写时序

图5 s3c2440的存储BANK

图6 mini2440的DM9000相关原理图

 

1、物理连接和理解:S3c2440有27根地址线:2^27=128MB,所以一个bank最大可寻址128M, 8个bank说明s3c2440最大可寻址1G,Mini2440采用的是dm9000直接连接CPU(s3c2440)上。就像是nandflash一样直接被挂在CUP上,被挂在s3c2440的bank4上,s3c2440芯片把存储系统分为了8个Bank,由nGCS0[0]~nGCS[7] 这8根引脚决定当前访问的是哪一个Bank对应的存储器。其中,前6个Bank用于连接ROM或者SRAM,第7个Bank地址作为SDRAM的起始地址(即0x30000000)。DM9000通过CMD端口控制写命令和读写数据,mini2440开发板上的DM9000和S3c2440的连接方式如图6所示,数据信号SD0-SD15对应 DATA0-DATA15 ,CMD ADDR2 识别为地址还是数据,INT EINT7 中断,IOR# nOE 读命令使能,IOW# nWE 写命令使能,AEN nGCS4 片选使能,连接了16条数据线,1条地址线,而这唯一的一条地址线用于判断数据线传输的是地址还是数据,所以这16条数据线为数据和地址复用。

2、详尽时序分析:要使挂接在BANK4上的DM9000正常工作,需要配置存储器控制器的BWSCON和BANKCON4两个寄存器,前者可以设置DM9000的总线宽度,后者可以设置DM9000的访问时序,DM9000的寄存器读写时序分别如图2和图3所示,T1s3C2440的BANK4读写时序如图4,内存控制器使用HCLK作为时钟,在HCLK为100MHz时,1个clock大约为10ms,通过对比:Tcos对应T1,呢么最少应该为5ns,也就是1个clock Tacc对应T2,呢么最少应该为22ns,呢么我们这里最少也要选3个clock,也就是30ns, Toch对应T5,Toch最少应该为5ns,也就是1个clock。从DM9000的读写时序图中可以看出,T2+T6实际上构成了DM9000的一个访问周期,因此还需要满足:Tacs + Tcos + Tacc + Tcoh + Tcah>= T2+T6,最终使用下面的表达式来表达:

(Tacs >= 0 && Tacs <= 4) && (Tcos >= 1 && Tcos <= 4) && (Tacc >= 3 && Tacc <= 14 ) && (Tcoh >=1 && Tcoh <= 4 ), 故使用下值进行设置:

在dm9000_init()函数中添加如下代码:

 1 #if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410) 
 2              unsigned int oldval_bwscon; //用来保存BWSCON寄存器的值 
 3              unsigned int oldval_bankcon4; //用来保存S3C2410_BANKCON4寄存器的值 
 4       #endif 
 5 … 
 6 #if defined (CONFIG_ARCH_S3C2410) 
 7     //设置BANK4:总线宽度为16,使能nWAIT 
 8       oldval_bwscon = *((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON); 
 9       *((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) = (oldval_bwscon & ~(3<<16)) \ 
10              | S3C2410_BWSCON_DW4_16 | S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4; //使能总线宽度为16位,使能nWAIT
11     //设置BANK4的时间参数 
12       oldval_bankcon4 = *((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4); 
13       *((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4) = 0x1f7c; // BANK4控制寄存器,用于控制BANK4外接设备的访问时序
14       #endif 
15 … 
16 if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr)) 
17              dev_warn(db->dev, "%s: Invalid ethernet MAC address. Please " 
18                      "set using ifconfig\n", ndev->name); 
19        
20       #if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410) 
21       printk("Now use the default MAC address:08:90:90:90:90:90\n"); 
22       ndev->dev_addr[0] = 0x08; 
23       ndev->dev_addr[1] = 0x90; 
24       ndev->dev_addr[2] = 0x90; 
25       ndev->dev_addr[3] = 0x90; 
26       ndev->dev_addr[4] = 0x90; 
27       ndev->dev_addr[5] = 0x90; 
28       #endif

 

 

 

2.核心数据结构和网络子系统分析

网络体系结构由5个部分组成,分别如下:

系统调用接口:为应用程序提供访问内核网络子系统的方法,主要指socket系统调用;协议无关接口:实现一组基于socket的通用函数来访问各种不同的协议;网络协议:网络协议层用于实现各种具体的网络协议,如TCP、UDP;设备无关接口:设备物管接口层将协议和各种网络设备驱动连接在一起,这一层提供一组通用函数供底层网络设备驱动程序使用,使他们可以操作高层协议栈;设备驱动:网络体系结构的最底部是负责管理物理网络设备的设备驱动程序层。

将上面概念搞清楚后,紧接着分析核心数据结构net_device和sk_buff,分别用来描述一个网络设备和用来接收和发送的数据包,以不变应万变,实现多种硬件在软件层次上的统一:

int  (*init)(struct  net_device*dev); //初始化函数,该函数在register_netdev时被调用来完成对net_device结构的初始化

int (*hard_start_xmit)(structsk_buf*skb,struct net_device *dev); //数据发送函数

int (*hard_header)(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev, unsigned short type, void *daddr, void *saddr, unsigned len); //该方法根据先前检索到的源和目的硬件地址建立硬件头

int (*rebuild_header)(struct sk_buff *skb); //以太网的mac地址是固定的,为了高效,第一个包去询问mac地址,得到对应的mac地址后就会作为cache把mac地址保存起来。以后每次发包不用询问了,直接把包的地址拷贝出来

void (*tx_timeout)(struct net_device *dev);  //如果数据包发送在超时时间内失败,这时该方法被调用,这个方法应该解决失败的问题,并重新开始发送数据
struct net_device_stats *(*get_stats)(struct net_device *dev); //当应用程序需要获得接口的统计信息时,这个方法被调用
int (*set_config)(struct net_device *dev, struct ifmap *map);  //改变接口的配置,比如改变I/O端口和中断号等,现在的驱动程序通常无需该方法
int (*do_ioctl)(struct net_device *dev, struct ifmap *map);  //该函数用来处理特定网络命令的ioctl命令
void (*set_multicast_list)(struct net_device *dev); //当设备的组播列表改变或设备标志改变时,该方法被调用
int (*set_mac_address)(struct net_device *dev, void *addr);  //该函数用来设置网络设备的MAC地址

传输包的所有信息都保存在sk_buff结构中,这一结构被所有网络层使用,也被称为“套接字缓冲区”,用于在网络子系统各层之间传递数据。内核中,所有的sk_buff结构都被组织在一个双向链表中,见下图:

3.驱动代码详尽分析

  从网上下载下来的Linux2.6.29中有完整的DM9000网卡驱动,该驱动对应源文件drivers/net/dm9000.c,在移植bootloader的过程中可知,DM9000可通过S3C2440地址总线访问,因此有专属它的IO内存。驱动将DM9000的IO内存和IRQ资源以平台设备资源的方法进行管理,并在dm9000.c中实现并注册了相应的平台驱动,这样,只要向内核中注册板级相关的DM9000平台设备,网卡就能正常工作,按照面向对象设计的思想,任何一个网卡设备都可以由net_device结构描述,这是因为net_device包含了所有网卡设备的共性,而任何一个具体网卡设备的表述结构应该由net_device派生而来。其中的board_info可视为对net_device结构的扩展,以描述一个具体的网卡设备,dm9000的平台驱动定义和board_info如下:

step1、紧接着在注册平台驱动时,内核遍历平台总线上的所有平台设备,linux3.0之后有四种方式进行匹配,典型的就是通过基于设备树风格的匹配,现在移植的为2.6.29时通过匹配platform_device设备名和驱动名的名称匹配,并在找到匹配的设备后,调用平台驱动中的probe函数。平台驱动通常利用probe()函数从匹配上的平台设备中获取平台资源,并根据这些资源申请和映射IO内存、获取并注册IRQ中断,dm9000_probe()最终调用register_netdev()注册网卡设备,下面详尽分析dm9000_probe()函数:

 

  1 static int __devinit  dm9000_probe(struct platform_device *pdev)
  2 {
  3     struct dm9000_plat_data *pdata = pdev->dev.platform_data;//驱动程序中获得系统定义的网卡板级信息
  4                                             //定义在/arch/arm/mach-s3c64xx/mach-smdk6410.c中。
  5     struct board_info *db;    /* Point a board information structure */
  6     struct net_device *ndev; //定义设备结构体
  7     const unsigned char *mac_src;
  8     int ret = 0;
  9     int iosize;
 10     int i;
 11     u32 id_val;
 12 
 13     /* Init network device */
 14 //分配生成net_device结构体  alloc_etherdev是alloc_netdev()针对以太网的快捷操作函数
 15     ndev = alloc_etherdev(sizeof(struct board_info)); 
 16 
 17 //判断是否分配正确
 18     if (!ndev) {
 19         dev_err(&pdev->dev, "could not allocate device.\n");
 20         return -ENOMEM;
 21     }
 22 //建立net_device到device的连接
 23     SET_NETDEV_DEV(ndev, &pdev->dev); 
 24 //内核输出信息
 25     dev_dbg(&pdev->dev, "dm9000_probe()\n");
 26 //函数netdev_priv直接返回了net_device结构末端地址,也就是网卡私有数据结构的起始地址。
 27     /* setup board info structure */
 28     db = netdev_priv(ndev);
 29 
 30     db->dev = &pdev->dev;
 31     db->ndev = ndev;
 32 
 33     spin_lock_init(&db->lock);//初始化自旋锁
 34     mutex_init(&db->addr_lock);
 35 
 36     INIT_DELAYED_WORK(&db->phy_poll, dm9000_poll_work); //??
 37 //获取平台设备资源 resource 地址空间、数据空间、中断信号 7号中断
 38     db->addr_res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
 39     db->data_res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 1);
 40     db->irq_res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);
 41 //判断资源是否获取成功
 42     if (db->addr_res == NULL || db->data_res == NULL ||
 43      db->irq_res == NULL) {
 44         dev_err(db->dev, "insufficient resources\n");
 45         ret = -ENOENT;
 46         goto out;
 47     }
 48 //platform_get_resource的变体 同  platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 1)
 49     db->irq_wake = platform_get_irq(pdev, 1); 
 50     if (db->irq_wake >= 0) {
 51         dev_dbg(db->dev, "wakeup irq %d\n", db->irq_wake);
 52                                                                                                          //前面获得中断号  申请中断
 53         ret = request_irq(db->irq_wake, dm9000_wol_interrupt,
 54                  IRQF_SHARED, dev_name(db->dev), ndev);
 55         if (ret) {
 56             dev_err(db->dev, "cannot get wakeup irq (%d)\n", ret);
 57         } else {
 58             /* test to see if irq is really wakeup capable */
 59             ret = set_irq_wake(db->irq_wake, 1);
 60             if (ret) {
 61                 dev_err(db->dev, "irq %d cannot set wakeup (%d)\n",
 62                     db->irq_wake, ret);
 63                 ret = 0;
 64             } else {
 65                 set_irq_wake(db->irq_wake, 0);
 66                 db->wake_supported = 1;
 67             }
 68         }
 69     }
 70 //IO资源分配大小  地址  为resource分配内存
 71     iosize = resource_size(db->addr_res);
 72     db->addr_req = request_mem_region(db->addr_res->start, iosize,
 73                      pdev->name); //内存申请
 74 
 75     if (db->addr_req == NULL) {
 76         dev_err(db->dev, "cannot claim address reg area\n");
 77         ret = -EIO;
 78         goto out;
 79     }
 80 
 81     db->io_addr = ioremap(db->addr_res->start, iosize);
 82 
 83     if (db->io_addr == NULL) {
 84         dev_err(db->dev, "failed to ioremap address reg\n");
 85         ret = -EINVAL;
 86         goto out;
 87     }
 88 
 89     iosize = resource_size(db->data_res);
 90     db->data_req = request_mem_region(db->data_res->start, iosize,
 91                      pdev->name);
 92 
 93     if (db->data_req == NULL) {
 94         dev_err(db->dev, "cannot claim data reg area\n");
 95         ret = -EIO;
 96         goto out;
 97     }
 98 
 99     db->io_data = ioremap(db->data_res->start, iosize); 
100 
101     if (db->io_data == NULL) {
102         dev_err(db->dev, "failed to ioremap data reg\n");
103         ret = -EINVAL;
104         goto out;
105     }
106 //初始化net_device中的成员
107     /* fill in parameters for net-dev structure */
108     ndev->base_addr = (unsigned long)db->io_addr; //网络接口的IO基地址
109     ndev->irq    = db->irq_res->start;//中断号  ifconfig时会打印出这个值  也可通过这个修改
110 
111     /* ensure at least we have a default set of IO routines */
112     dm9000_set_io(db, iosize); 
113 
114     /* check to see if anything is being over-ridden ,pdata 是在dm9000_probe函数开头获取的平台数据,其flags成员记录了DM9000的访问位宽,下面的代码根据flags的值,调用dm9000_set_io()函数来确定board_info结构中关于DM9000块读写操作的具体函数*/
115     if (pdata != NULL) {
116         /* check to see if the driver wants to over-ride the
117          * default IO width */
118 //检测与板级信息是否相同
119         if (pdata->flags & DM9000_PLATF_8BITONLY)
120             dm9000_set_io(db, 1);
121 
122         if (pdata->flags & DM9000_PLATF_16BITONLY)
123             dm9000_set_io(db, 2);
124 
125         if (pdata->flags & DM9000_PLATF_32BITONLY)
126             dm9000_set_io(db, 4);
127 
128         /* check to see if there are any IO routine
129          * over-rides */
130 
131         if (pdata->inblk != NULL)
132             db->inblk = pdata->inblk;
133 
134         if (pdata->outblk != NULL)
135             db->outblk = pdata->outblk;
136 
137         if (pdata->dumpblk != NULL)
138             db->dumpblk = pdata->dumpblk;
139 
140         db->flags = pdata->flags;
141     }
142 
143 #ifdef CONFIG_DM9000_FORCE_SIMPLE_PHY_POLL
144     db->flags |= DM9000_PLATF_SIMPLE_PHY;
145 #endif
146 
147     dm9000_reset(db);
148 
149     /* try multiple times, DM9000 sometimes gets the read wrong */
150     for (i = 0; i < 8; i++) {  //宏定义在dm9000.h中
151         id_val = ior(db, DM9000_VIDL);
152         id_val |= (u32)ior(db, DM9000_VIDH) << 8;
153         id_val |= (u32)ior(db, DM9000_PIDL) << 16;
154         id_val |= (u32)ior(db, DM9000_PIDH) << 24;
155 
156         if (id_val == DM9000_ID)
157             break;
158         dev_err(db->dev, "read wrong id 0x%08x\n", id_val);
159     }
160 
161     if (id_val != DM9000_ID) {
162         dev_err(db->dev, "wrong id: 0x%08x\n", id_val);
163         ret = -ENODEV;
164         goto out;
165     }
166 
167     /* Identify what type of DM9000 we are working on */
168 
169     id_val = ior(db, DM9000_CHIPR);
170     dev_dbg(db->dev, "dm9000 revision 0x%02x\n", id_val);
171 
172     switch (id_val) {
173     case CHIPR_DM9000A:
174         db->type = TYPE_DM9000A;
175         break;
176     case CHIPR_DM9000B:
177         db->type = TYPE_DM9000B;
178         break;
179     default:
180         dev_dbg(db->dev, "ID %02x => defaulting to DM9000E\n", id_val);
181         db->type = TYPE_DM9000E;
182     }
183 
184     /* dm9000a/b are capable of hardware checksum offload */
185     if (db->type == TYPE_DM9000A || db->type == TYPE_DM9000B) {
186         db->can_csum = 1;
187         db->rx_csum = 1;
188         ndev->features |= NETIF_F_IP_CSUM;
189     }
190 
191     /* from this point we assume that we have found a DM9000 */
192 
193     /* driver system function */ //初始化以太网设备的公有成员
194     ether_setup(ndev);//在调用register_netdev之前必须初始化完全。该函数中为net_device设置了很多默认值
195 
196     ndev->netdev_ops    = &dm9000_netdev_ops;
197     ndev->watchdog_timeo    = msecs_to_jiffies(watchdog);
198     ndev->ethtool_ops    = &dm9000_ethtool_ops;
199 
200     db->msg_enable = NETIF_MSG_LINK;
201     db->mii.phy_id_mask = 0x1f;
202     db->mii.reg_num_mask = 0x1f;
203     db->mii.force_media = 0;
204     db->mii.full_duplex = 0;
205     db->mii.dev     = ndev;
206     db->mii.mdio_read = dm9000_phy_read;
207     db->mii.mdio_write = dm9000_phy_write;
208 
209     mac_src = "eeprom";
210 
211     /* try reading the node address from the attached EEPROM */
212     for (i = 0; i < 6; i += 2)
213         dm9000_read_eeprom(db, i / 2, ndev->dev_addr+i);
214 
215     if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr) && pdata != NULL) {
216         mac_src = "platform data";
217         memcpy(ndev->dev_addr, pdata->dev_addr, 6);
218     }
219 
220     if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr)) {
221         /* try reading from mac */
222         
223         mac_src = "chip";
224         for (i = 0; i < 6; i++)
225             ndev->dev_addr[i] = ior(db, i+DM9000_PAR);
226     }
227 
228     if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr))
229         dev_warn(db->dev, "%s: Invalid ethernet MAC address. Please "
230              "set using ifconfig\n", ndev->name);
232     platform_set_drvdata(pdev, ndev); //将ndev保存成平台总线设备的私有数据,以后再要使用时可以通过调用platform_get_drvdata(),从响应平台设备中获取
233     ret = register_netdev(ndev); //注册net_device结构体
234 
235     if (ret == 0)
236         printk(KERN_INFO "%s: dm9000%c at %p,%p IRQ %d MAC: %pM (%s)\n",
237          ndev->name, dm9000_type_to_char(db->type),
238          db->io_addr, db->io_data, ndev->irq,
239          ndev->dev_addr, mac_src);
240     return 0;
241 
242 out:
243     dev_err(db->dev, "not found (%d).\n", ret);
244 
245     dm9000_release_board(pdev, db);
246     free_netdev(ndev); //分配错误则释放net_device结构
247 
248     return ret;
249 }

 

  step2、接下来向内核注册中断、复位并初始化dm9000、检查MII接口,由dm9000_open()函数来实现:

 

 1 m9000_open(struct net_device *dev)
 2 {
 3     board_info_t *db = netdev_priv(dev);//获取设备私有数据 返回board_info_t的地址
 4     unsigned long irqflags = db->irq_res->flags & IRQF_TRIGGER_MASK;
 5 
 6     if (netif_msg_ifup(db))
 7         dev_dbg(db->dev, "enabling %s\n", dev->name);
 8 
 9     /* If there is no IRQ type specified, default to something that
10      * may work, and tell the user that this is a problem */
11 
12     if (irqflags == IRQF_TRIGGER_NONE)
13         dev_warn(db->dev, "WARNING: no IRQ resource flags set.\n");
14 
15     irqflags |= IRQF_SHARED;
16 //注册中断
17     if (request_irq(dev->irq, dm9000_interrupt, irqflags, dev->name, dev))
18         return -EAGAIN;
19 
20     /* Initialize DM9000 board */
21     dm9000_reset(db); //复位DM9000
22     dm9000_init_dm9000(dev); //初始化dm9000中net_device结构中的成员
23 
24     /* Init driver variable */
25     db->dbug_cnt = 0;
26 
27     mii_check_media(&db->mii, netif_msg_link(db), 1);//检测mii接口状态
28     netif_start_queue(dev); //启动发送队列  协议栈向网卡发送
29     
30     dm9000_schedule_poll(db);
31 
32     return 0;
33 }

 

  step3、设备驱动程序从上层协议传递过来的sk_buff参数获得数据包的有效数据和长度,并将有效数据放入临时缓冲区中,设置硬件寄存器,linux中DM9000发送函数如下:

 

 1 static int dm9000_start_xmit(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
 2 {
 3     unsigned long flags;
 4     board_info_t *db = netdev_priv(dev);
 5 
 6     dm9000_dbg(db, 3, "%s:\n", __func__);
 7 
 8     if (db->tx_pkt_cnt > 1)
 9         return NETDEV_TX_BUSY;
10 
11     spin_lock_irqsave(&db->lock, flags); //获得自旋锁
12 
13     /* Move data to DM9000 TX RAM */
14     writeb(DM9000_MWCMD, db->io_addr); //根据 IO 操作模式(8-bit or 16-bit)来增加写指针 1 或 2
15 
16     (db->outblk)(db->io_data, skb->data, skb->len); //将数据从sk_buff中copy到网卡的TX SRAM中
17     dev->stats.tx_bytes += skb->len; //统计发送的字节数
18 
19     db->tx_pkt_cnt++; //待发送计数 
20     /* TX control: First packet immediately send, second packet queue */
21     if (db->tx_pkt_cnt == 1) {  //如果计数为1,直接发送
22         dm9000_send_packet(dev, skb->ip_summed, skb->len);
23     } else {
24         /* Second packet */
25         db->queue_pkt_len = skb->len;
26         db->queue_ip_summed = skb->ip_summed;
27         netif_stop_queue(dev); //告诉上层停止发送
28     }
29 
30     spin_unlock_irqrestore(&db->lock, flags);//解锁
31 
32     /* free this SKB */
33     dev_kfree_skb(skb); //释放SKB
34 
35     return NETDEV_TX_OK;
36 }

 

 

  step4、数据包发送和数据包接收,数据包接收的软件流程时序具体如下:

1、判断包是否已经接收到了,通过MRCMDX寄存器(从RX缓冲区中读取数据命令,地址不增加),读出RX缓冲区中数据包包头的第一个字节来判断是否接受到数据;

2、检查数据包的状态和长度,通过MRCMD寄存器(从RX缓冲区中读取数据命令,读指针自动增加),读出数据包的包头,分析status字段并记录实际接收到的数据长度;

3、读取数据包,通过MRCMD寄存器,按照上一步中获取的数据包长度读出数据包内容;

4、利用读取到的数据包的实际内容构造skb,并调用netif_rx()操作将skb送到上层协议层处理;

数据包接收函数通过dm90_rx()来实现:

 

  1 dm9000_rx(struct net_device *dev)
  2 {
  3     board_info_t *db = netdev_priv(dev); //获得网卡私有数据首地址
  4     struct dm9000_rxhdr rxhdr;
  5     struct sk_buff *skb;
  6     u8 rxbyte, *rdptr;
  7     bool GoodPacket;
  8     int RxLen;
  9 
 10     /* Check packet ready or not */
 11     do {//存储器地址不变的读数据
 12         ior(db, DM9000_MRCMDX);    /* Dummy read */ //MRCMDX是内存数据预取读命令
 13  
 14         /* Get most updated data */
 15         rxbyte = readb(db->io_data);
 16 
 17         /* Status check: this byte must be 0 or 1 */ //0、1为正确,2表示接收出错
 18         if (rxbyte & DM9000_PKT_ERR) {
 19             dev_warn(db->dev, "status check fail: %d\n", rxbyte);
 20             iow(db, DM9000_RCR, 0x00);    /* Stop Device */ //关闭设备 并停止中断请求
 21             iow(db, DM9000_ISR, IMR_PAR);    /* Stop INT request */
 22             return;
 23         }
 24 
 25         if (!(rxbyte & DM9000_PKT_RDY)) // 0x01没准备好,直接返回
 26             return;
 27 
 28         /* A packet ready now & Get status/length */
 29         GoodPacket = true;
 30         writeb(DM9000_MRCMD, db->io_addr);
 31       //读取数据,从RX_SRAM读取到rxhdr中
 32         (db->inblk)(db->io_data, &rxhdr, sizeof(rxhdr)); 
 33 
 34         RxLen = le16_to_cpu(rxhdr.RxLen);
 35 
 36         if (netif_msg_rx_status(db))
 37             dev_dbg(db->dev, "RX: status %02x, length %04x\n",
 38                 rxhdr.RxStatus, RxLen);
 39 
 40         /* Packet Status check */ //检查包得完整性
 41         if (RxLen < 0x40) {
 42             GoodPacket = false;
 43             if (netif_msg_rx_err(db))
 44                 dev_dbg(db->dev, "RX: Bad Packet (runt)\n");
 45         }
 46 
 47         if (RxLen > DM9000_PKT_MAX) {
 48             dev_dbg(db->dev, "RST: RX Len:%x\n", RxLen);
 49         }
 50 
 51         /* rxhdr.RxStatus is identical to RSR register. */
 52         if (rxhdr.RxStatus & (RSR_FOE | RSR_CE | RSR_AE |
 53                  RSR_PLE | RSR_RWTO |
 54                  RSR_LCS | RSR_RF)) {
 55             GoodPacket = false;
 56             if (rxhdr.RxStatus & RSR_FOE) {
 57                 if (netif_msg_rx_err(db))
 58                     dev_dbg(db->dev, "fifo error\n");
 59                 dev->stats.rx_fifo_errors++;
 60             }
 61             if (rxhdr.RxStatus & RSR_CE) {
 62                 if (netif_msg_rx_err(db))
 63                     dev_dbg(db->dev, "crc error\n");
 64                 dev->stats.rx_crc_errors++;
 65             }
 66             if (rxhdr.RxStatus & RSR_RF) {
 67                 if (netif_msg_rx_err(db))
 68                     dev_dbg(db->dev, "length error\n");
 69                 dev->stats.rx_length_errors++;
 70             }
 71         }
 72 
 73         /* Move data from DM9000 */ //从DM9000获取数据
 74         if (GoodPacket && //分配SKB
 75          ((skb = dev_alloc_skb(RxLen + 4)) != NULL)) {  //+4是因为除了数据包前面还有空读一字节、读状态一字节、读长度低位和高位各一个字节
 76             skb_reserve(skb, 2);  //定位data指针 DA(6)+SA(6)+type(2)+IP包+CFS(校验码4字节)  IP包要求四字节对齐
 77             rdptr = (u8 *) skb_put(skb, RxLen - 4);  //定位tail指针  -4是减去校验码
 78 
 79             /* Read received packet from RX SRAM */
 80        //读取数据 从RX SRAM 到sk_buff中
 81             (db->inblk)(db->io_data, rdptr, RxLen);
 82             dev->stats.rx_bytes += RxLen;
 83 
 84             /* Pass to upper layer */ //获取上层协议类型
 85             skb->protocol = eth_type_trans(skb, dev);
 86             if (db->rx_csum) {
 87                 if ((((rxbyte & 0x1c) << 3) & rxbyte) == 0)
 88                     skb->ip_summed = CHECKSUM_UNNECESSARY;
 89                 else
 90                     skb->ip_summed = CHECKSUM_NONE;
 91             }
 92             netif_rx(skb); //把数据包交给上层
 93             dev->stats.rx_packets++;
 94 
 95         } else {
 96             /* need to dump the packet's data */
 97 
 98             (db->dumpblk)(db->io_data, RxLen);
 99         }
100     } while (rxbyte & DM9000_PKT_RDY);
101 }

 

 

  数据包发送的软件流程时序具体如下:

1、在发送一个数据包之前,将包中的有效数据通过MWCMD寄存器,写入TX缓冲区;

2、如果待发送数据包是第一个包,则直接启动包发送,方法是将发送报的长度写入寄存器TXPLL和TXPLH中,并设置TXCR寄存器的TXREQ位启动包发送;

3、如果待发送数据包是第二个包,则咱不发送该包,而是记录包长度和校验控制位,并停止发送队列,以上3个步骤用于发送启动包,在net_device的hard_start_xmit()方法中实现;

4、如果设置了IMR寄存器的PTM位,则当数据发送完成后产生中断,并使ISR寄存器的PTS位被设置,因此可以在中断处理函数中判断该中断,并执行对应操作,当在中断处理程序中检测到发送中断后,执行的操作函数是dm9000_tx_done(),下面的步骤5-7在该函数中实现;

5、读取寄存器NSR获取发送的状态,判断该寄存器的NSR_TX2END、NSR_TX1END位,只要有一个被置位,则进行接下来的处理,否则结束流程;

6、将待发送的数据包数量减一,检查变量db->tx_pkt_cnt是否大于0,大于0,则表示还有数据包要发送,调用函数dm9000_send_packet()发送队列中的数据包;

7、调用函数netif_wake_queue(dev)通知内核可以将待发送的数据包加入发送队列,因为dm9000的TX缓冲区容量有限,但可以同时放入两个数据包,因此只要有一个包发送完成,就可以唤醒发送队列发送上层协议请求的包;

具体软件实现见下图:

  dm9000网络设备接收数据的主要方法是有中断引发设备的中断处理函数,中断处理函数判断中断的类型,如果为接收中断,则读取接收到的数据,分配sk_buff数据结构和数据缓冲区,将接收到的数据复制到数据缓冲区中,并调用netif_rx()函数将sk_buff传递给上层协议,实现如下:

 

 1 static irqreturn_t dm9000_interrupt(int irq, void *dev_id)
 2 {
 3     struct net_device *dev = dev_id;
 4     board_info_t *db = netdev_priv(dev);
 5     int int_status;
 6     unsigned long flags;
 7     u8 reg_save;
 8 
 9     dm9000_dbg(db, 3, "entering %s\n", __func__);
10 
11     /* A real interrupt coming */
12 
13     /* holders of db->lock must always block IRQs */
14     spin_lock_irqsave(&db->lock, flags);
15 
16     /* Save previous register address */
17     reg_save = readb(db->io_addr);
18 
19     /* Disable all interrupts */
20     iow(db, DM9000_IMR, IMR_PAR);
21 
22     /* Got DM9000 interrupt status */ //获取中断类型
23     int_status = ior(db, DM9000_ISR);    /* Got ISR */
24     iow(db, DM9000_ISR, int_status);    /* Clear ISR status */
25 
26     if (netif_msg_intr(db))
27         dev_dbg(db->dev, "interrupt status %02x\n", int_status);
28 
29     /* Received the coming packet */ //接收到一个数据包
30     if (int_status & ISR_PRS)
31         dm9000_rx(dev); //调用数据接收函数
32 
33     /* Trnasmit Interrupt check */ //发送一个数据包
34     if (int_status & ISR_PTS)
35         dm9000_tx_done(dev, db); //调用数据发送函数
36 
37     if (db->type != TYPE_DM9000E) {
38         if (int_status & ISR_LNKCHNG) {
39             /* fire a link-change request */
40             schedule_delayed_work(&db->phy_poll, 1);
41         }
42     }
43 
44     /* Re-enable interrupt mask */
45     iow(db, DM9000_IMR, db->imr_all);
46 
47     /* Restore previous register address */
48     writeb(reg_save, db->io_addr);
49 
50     spin_unlock_irqrestore(&db->lock, flags);
51 
52     return IRQ_HANDLED;
53 }

 

 

4.添加DM9000平台设备资源

 

 5.内核配置添加DM9000支持

重新配置内核,加入DM9000的驱动支持,在内核目录下执行“make menuconfig”命令进行如下的配置: 
Device Drivers---> 
      [*]Network device support---> 
             [*]Ethernet(10 or 100Mbit)---> 
                     <*>DM9000 support 
[*]Networking support---> 
      Networking options---> 
             <*>TCP/IP networking 
             <*>IP:kernel leel autoconfiguration 
//增加对nfs的支持 
File systems---> 
      [*]Networking File Systems---> 
             <*>NFS client support 
             [*]NFS client support for NFS version 3 
             [*]NFS client support for the NFSv3 ACL protocol extension 
             [*]Boot file system on NFS 
             [*]NFS server support 

 

 6.实验验证测试

  通过ping命令测试,如下图:

原文链接: https://www.cnblogs.com/diaohaiwei/p/6135390.html