【盘点】Linux下网络设备驱动框架
【盘点】Linux下网络设备驱动框架1.1 Linux下网络相关命令1.1.1 ifconfig命令：设置网卡IP地址
[*]功能ifconfig用于查看和更改网络接口的地址和参数，包括IP地址、网络掩码、广播地址，使用权限是超级用户。
[*]语法：ifconfig -interface address
[*]主要参数
-interface指定的网络接口名，如eth0和eth1。
up激活指定的网络接口卡。
down关闭指定的网络接口。
broadcast address设置接口的广播地址。
pointopoint启用点对点方式。
address设置指定接口设备的IP地址。
netmask address设置接口的子网掩码。
[*]应用说明ifconfig是用来设置和配置网卡的命令行工具。为了手工配置网络，这是一个必须掌握的命令。使用该命令的好处是无须重新启动机器。要赋给eth0接口IP地址207.164.186.2，并且马上激活它，使用下面命令：
#fconfig eth0 210.34.6.89 netmask 255.255.255.128 broadcast 210.34.6.127
该命令的作用是设置网卡eth0的IP地址、网络掩码和网络的本地广播地址。若运行不带任何参数的ifconfig命令，这个命令将显示机器所有激活接口的信息。带有“-a”参数的命令则显示所有接口的信息，包括没有激活的接口。注意，用ifconfig命令配置的网络设备参数，机器重新启动以后将会丢失。a. 查看网卡的IP地址信息
# ifconfig //查看当前已经启动的网卡信息 # ifconfig -a//查看所有网卡的信息。包含未启动的网卡。# ifconfig eth0 //查看eth0网卡的信息
a. 关闭与启动网卡
# ifconfig eth0 up //激活名称为eth0的网卡# ifconfig eth0 down //关闭名称为eth0的网卡
a. 修改网卡MAC地址修改网卡MAC地址首先必须关闭网卡设备：ifconfig eth0 down修改MAC地址：ifconfig eth0 hw ether 00:AA:BB:CC:DD:EE重新启用网卡：ifconfig eht0 up这样网卡的MAC地址就更改完成了。每张网卡的MAC地址是惟一，但不是不能修改的，只要保证在网络中的MAC地址的惟一性就可以了。a. 在一张网卡上绑定多个IP地址在Linux下，可以使用ifconfig方便地绑定多个IP地址到一张网卡。例如，eth0接口的原有IP地址为192.168.0 .254，可以执行下面命令：
ifconfig eth0:0 192.168.0.253 netmask 255.255.255.0ifconfig eth0:1 192.168.0.252 netmask 255.255.255.0......
1.1.2 ping命令
[*]功能：ping检测主机网络接口状态，使用权限是所有用户。
[*]语法：ping [-dfnqrRv][-c][-i][-I][-l][-p][-s][-t] IP地址
[*]主要参数
-d使用Socket的SO_DEBUG功能。
-c设置完成要求回应的次数。
-f极限检测。
-i指定收发信息的间隔秒数。
-I网络界面使用指定的网络界面送出数据包。
-l前置载入，设置在送出要求信息之前，先行发出的数据包。
-n只输出数值。
-p设置填满数据包的范本样式。
-q不显示指令执行过程，开头和结尾的相关信息除外。
-r忽略普通的Routing Table，直接将数据包送到远端主机上。
-R记录路由过程。
-s设置数据包的大小。
-t设置存活数值TTL的大小。
-v详细显示指令的执行过程。
ping命令是使用最多的网络指令，通常我们使用它检测网络是否连通，它使用ICMP协议。但是有时会有这样的情况，我们可以浏览器查看一个网页，但是却无法ping通，这是因为一些网站处于安全考虑安装了防火墙。使用实例
# ping 192.168.11.123
1.1.3 网卡启动与关闭除了使用ifconfig配置之外，也可以使用ifup、ifdown命令来实现。
# ifup eth0 //开启eth0网卡# ifdown eth0 //关闭eth0网卡
1.2 查看内核已经支持的网卡驱动进入到内核配置菜单目录下: # make menuconfig
Device Drivers --->[*] Network device support --->………………………………..USB Network Adapters ---> //支持的USB网卡设备<*> USB Pegasus/Pegasus-II based ethernet device support< > USB RTL8150 based ethernet device support (EXPERIMENTAL)<*> ASIX AX88xxx Based USB 2.0 Ethernet Adapters<*> Davicom DM9601 based USB 1.1 10/100 ethernet devices<*> Davicom DM9620 USB2.0 Fast Ethernet devices (开发板本身的自带网卡)< > SMSC LAN75XX based USB 2.0 gigabit ethernet devices< > SMSC LAN95XX based USB 2.0 10/100 ethernet devices< > GeneSys GL620USB-A based cables< > Prolific PL-2301/2302/25A1 based cables< > MosChip MCS7830 based Ethernet adapters
1.3 移植ENC28J60网卡驱动1.3.1 ENC28J60芯片介绍ENC28J60 是带有行业标准串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）的独立以太网 控制器。它可作为任何配备有 SPI 的控制器的以太网接口。ENC28J60 符合 IEEE 802.3 的全部规范，采用了一系列包过滤机制以对传入数据包进行限制。它还提供了一个内部 DMA 模块， 以实现快速数据吞吐和硬件支持的 IP 校验和计算。与主控制器的通信通过两个中断引脚和 SPI 实现，数据传输速率高达 10 Mb/s。两个专用的引脚用于连接 LED，进行网络活动状态指示。ENC28J60 总共只有 28 脚，提供 QFN/TF。的主要特点如下：
[*]兼容 IEEE802.3 协议的以太网控制器
[*]集成 MAC 和 10 BASE-T 物理层
[*]支持全双工和半双工模式
[*]数据冲突时可编程自动重发
[*]SPI 接口速度可达 10Mbps
[*]8K 数据接收和发送双端口 RAM
[*]提供快速数据移动的内部 DMA 控制器
[*]可配置的接收和发送缓冲区大小
[*]两个可编程 LED 输出
[*]带7个中断源的两个中断引脚
[*]TTL 电平输入
[*]提供多种封装：SOIC/SSOP/SPDIP/QFN 等。
ENC28J60 的典型应用电路如下图：ENC28J60 由七个主要功能模块组成：1） SPI 接口，充当主控制器和 ENC28J60 之间通信通道。2） 控制寄存器，用于控制和监视 ENC28J60。3） 双端口 RAM 缓冲器，用于接收和发送数据包。4） 判优器，当 DMA、发送和接收模块发出请求时对 RAM 缓冲器的访问进行控制。5） 总线接口，对通过 SPI 接收的数据和命令进行解析。6） MAC(Medium Access Control)模块，实现符合 IEEE 802.3 标准的 MAC 逻辑。7） PHY(物理层)模块，对双绞线上的模拟数据进行编码和译码。ENC28J60 还包括其他支持模块，诸如振荡器、片内稳压器、电平变换器（提供可以接受 5V 电压的 I/O 引脚）和系统控制逻辑。引脚功能说明：1.3.2 ENC28J60以太网模块介绍ENC28J60 网络模块采用 ENC28J60 作为主芯片，单芯片即可实现以太网接入， 利用该模块，基本上只要是个单片机，就可以实现以太网连接。模块实物图如下：
[*]模块的主要引脚功能：
其中 GND 和 V3.3 用于给模块供电，MISO/MOSI/SCK 用于 SPI 通信，CS 是片选信号，INT 为中断输出引脚，RST 为模块复位信号。1.3.3 查看内核已经支持的网卡源码在内核linux-3.5/drivers/net/ethernet源码目录下可以查看已经支持的网卡源码。ENC28J60网卡源码就存放在: /linux-3.5/drivers/net/ethernet/microchip目录下
# pwd/work/Tiny4412/linux-3.5/drivers/net/ethernet/microchip# lsenc28j60.c enc28j60_hw.h Kconfig Makefile
1.3.4 配置内核SPI总线设备端
1. ENC28J60使用的是SPI总线通信，先查看内核SPI总线板级注册是否支持。进入到内核配置菜单: # make menuconfig
Device Drivers --->[*] SPI support ---><*> Samsung S3C64XX series type SPI[*] Samsung S3C64XX Channel 0 Support./选中SP0总线支持*/
因为开发板引出的SPI接口只有SPI0，所以只能配置SPI0总线。2. 修改SPI0总线板级注册信息
打开开发板底层板级配置文件:
# vim arch/arm/mach-exynos/mach-tiny4412.c +1449
修改SPI设备端名称:
1447 static struct spi_board_info spi0_board_info[] __initdata = {1448 {1449 .modalias = "spidev_enc28j60", /*修改设备端名称*/1450 .platform_data = NULL,1451 .max_speed_hz = 10*1000*1000,1452 .bus_num = 0,1453 .chip_select = 0,1454 .mode = SPI_MODE_0,1455 .controller_data = &spi0_csi,1456 }1457 };
SPI子系统匹配使用的是平台设备模型，驱动端与设备端的名称需要一致。
3. 修改完以上两步配置之后，再重新编译内核，烧写内核。1.3.5 修改ENC28J60驱动代码将/drivers/net/ethernet/microchip目录下的ENC28J60源码复制出来，单独修改。编写Makefile文件，负责编译成模块修改ENC28J60驱动源码里的名称与SPI总线设备端保持一致。3. 修改驱动端的probe函数,增加对SPI模式配置与中断号获取，正常情况下可以直接在SPI设备端直接修改，驱动端直接获取信息即可。
static int __devinit enc28j60_probe(struct spi_device *spi){spi->irq=gpio_to_irq(EXYNOS4_GPX3(2)); /*获取中断号*//*配置SPI模式*/spi->bits_per_word = 8;spi->mode = SPI_MODE_1;spi->max_speed_hz=50000;/*1*100000; //50000*/if(spi_setup(spi)<0)//配置{printk("SPI配置失败!\n");}………………………….}
除了修改以上信息之外，其他信息不用修改，直接编译驱动安装即可。1.3.6 驱动安装测试
# insmod enc28j60.ko[ 31.640000] SPI Probe函数匹配成功,SPI总线编号: 0[ 31.640000] spidev_enc28j60 spi0.0: spidev_enc28j60 Ethernet driver 1.01 loaded[ 31.655000] spi->irq=442[ 31.710000] net eth1: spidev_enc28j60 driver registered# ifconfig -aeth0 Link encap:Ethernet HWaddr 00:00:FF:FF:00:00inet addr:192.168.10.123 Bcast:192.168.10.255 Mask:255.255.255.0inet6 addr: fe80::200:ffff:feff:0/64 Scope:LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:2841 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:1641 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000RX bytes:2695524 (2.5 MiB) TX bytes:295408 (288.4 KiB)
eth1 Link encap:Ethernet HWaddr CE:89:65:5A:91:93 //新生成的网卡名称BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)Interrupt:186
ip6tnl0 Link encap:UNSPEC HWaddr 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00NOARP MTU:1452 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:0RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
lo Link encap:Local Loopbackinet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0inet6 addr: ::1/128 Scope:HostUP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:0RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
sit0 Link encap:IPv6-in-IPv4NOARP MTU:1480 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:0RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)# ifconfig eth1 192.168.1.100 //设置网卡IP地址[ 76.460000] net eth1: link down[ 76.460000] net eth1: multicast mode[ 76.460000] net eth1: multicast mode[ 76.460000] net eth1: multicast mode[ 76.460000] IPv6: ADDRCONF(NETDEV_UP): eth1: link is not ready# udhcpc -i eth1 //自动获取IP地址
1.4 网络设备相关API函数介绍
1.4.1 动态分配net_device结构
#define alloc_etherdev(sizeof_priv) alloc_etherdev_mq(sizeof_priv, 1)
函数参数：分配的空间大小。如果自己没有定义自己的结构体，就直接填sizeof(struct net_device)函数返回值：执行成功返回申请的空间地址。空间分配的函数还有一个alloc_netdev()函数。alloc_etherdev()是alloc_netdev()针对以太网的"快捷"函数1.4.2 释放net_device结构
void free_netdev(struct net_device *dev)
该函数用于释放alloc_etherdev分配的net_device结构体，与alloc_etherdev成对使用。1.4.3 注册网络设备
int register_netdev(struct net_device *dev)
函数形参：网络设备信息struct net_device
函数返回值：执行成功返回0。
[*]struct net_device结构体原型如下：
struct net_device {charname; 网卡名字，ifconfig查看的名称*/unsigned longmem_end;/* shared mem end */unsigned longmem_start;/* shared mem start*/
这两个变量描述设备与内核通信所用到的内存边界。它们由设备驱动初始化，并且只能被设备驱动访问；高层协议不需要关心这块内存。
unsigned longbase_addr;/* 存放网络设备基地址，就是物理地址，用来将设备映射到内存空间*/unsigned intirq;/*设备中断号。它可以被多个设备共享。设备驱动调用request_irq来分配这个值，并调用free_irq来释放它*/
const struct net_device_ops *netdev_ops;//网络设备的虚拟文件操作集合，很重要的结构。
const struct ethtool_ops *ethtool_ops; //可选的设备操作
unsigned char*dev_addr;/*MAC地址*/unsigned charbroadcast;/*广播地址*/unsigned longlast_rx;/*最后收到数据包的时间，用于判断超时*/
unsigned charif_port;/*接口的端口类型。*/unsigned chardma; /* DMA channel*/
/*设备所使用的DMA通道。为获取和释放一个DMA通道，内核在kernel/dma.c中定义了两个函数request_dma和free_dma。为了在获取dma通道后，启用或者停止dma通道，内核定义了两个函数enable_dma和disable_dma。这两个函数的实现与体系结构相关，所以在include/asm-architecture下有相关的文件(例如include/asm-i386)。这些函数被ISA设备使用；PCI设备不使用这些函数，它们使用其他函数。并不是所有的设备都可以使用dma，因为有些总线不支持dma。*/
unsigned longtrans_start;/* 数据包发送的起始时间-jiffies表示*/
intwatchdog_timeo;被 by dev_watchdog()函数使用，用于定义超时 */struct timer_listwatchdog_timer; /*看门狗定时器*/};
[*]const struct net_device_ops 网络设备虚拟文件操作集合：
struct net_device_ops {/*初始化注册网络设备的时候调用*/int (*ndo_init)(struct net_device *dev);
/*释放设备的时候调用*/void (*ndo_uninit)(struct net_device *dev);
/*打开网络接口，对应ifconfig up命令，编写网络设备硬件初始化的相关代码*/int (*ndo_open)(struct net_device *dev);
/*关闭网络设备，对应ifconfig down命令，实现的内容与OPEN相反*/int (*ndo_stop)(struct net_device *dev);
/*启动网络数据包传输的方法*，返回值必须返回NETDEV_TX_OK， NETDEV_TX_BUSY /netdev_tx_t (*ndo_start_xmit) (struct sk_buff *skb,struct net_device *dev);
/*网络数据包没有在规定的时间内发送出去，产生超时事件时的处理函数，它应当处理超时问题，并恢复报文发送*/void (*ndo_tx_timeout) (struct net_device *dev);
……………………省略…………………………….}
[*]分配net_device结构体之后初始化示例
/*1. 分配及初始化net_device对象,参数:私有数据大小（单位：字节数）*/tiny4412_net=alloc_etherdev(sizeof(struct net_device));
/*2. net结构体赋值*/strcpy(tiny4412_net->name, "eth888");//网络设备的名称，使用ifconfig -a可以查看到。tiny4412_net->netdev_ops=&netdev_ops_test; //虚拟文件操作集合tiny4412_net->if_port = IF_PORT_10BASET; 协议规范tiny4412_net->watchdog_timeo = 4 * HZ; //看门狗超时时间
1.4.4注销网络设备
void unregister_netdev(struct net_device *dev)
功能：注销网络设备参数：注销的网络设备结构体1.4.5 随机生成MAC地址
void eth_hw_addr_random(struct net_device *dev)
该函数使用软件方式随机生成一个MAC地址，并给传入的net_device 结构体内部成员dev_addr赋值。示例:
/*随机生成MAC地址*/eth_hw_addr_random(tiny4412_net); // struct net_device *tiny4412_net;随机生成的MAC地址如下:\n");printk("%X-%X-%X-%X-%X-%X\n",tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;
1.4.6 以太网最小一帧数据长度定义
#define ETH_ALEN 6 //定义了以太网接口的MAC地址的长度为6个字节#define ETH_HLAN 14 //定义了以太网帧的头长度为14个字节#define ETH_ZLEN 60 //定义了以太网帧的最小长度为 ETH_ZLEN + ETH_FCS_LEN = 64个字节#define ETH_DATA_LEN 1500 //定义了以太网帧的最大负载为1500个字节#define ETH_FRAME_LEN 1514定义了以太网正的最大长度为ETH_DATA_LEN + ETH_FCS_LEN = 1518个字节#define ETH_FCS_LEN 4 //定义了以太网帧的CRC值占4个字节
使用网卡发送数据时，如何发现发送的实际数据小于以太网规定的最小长度，需要进行补齐：
static netdev_tx_ttiny4412_ndo_start_xmit(struct sk_buff *skb,struct net_device *dev){int len;char *data, shortpkt;
获得有效数据指针和长度 */获取将要发送出去的数据指针*/获取将要发送出去的数据长度*/
if(len < ETH_ZLEN){如果帧长小于以太网帧最小长度,补0 */memset(shortpkt,0,ETH_ZLEN);memcpy(shortpkt,skb->data,skb->len);len = ETH_ZLEN;data = shortpkt;}………………省略……………………………..}
1.4.7 分配新的套接字缓冲区
struct sk_buff *dev_alloc_skb(unsigned int length)
该函数用于分配新的套接字缓冲区，用于存放即将上报给上层(TCP/IP协议层)的网络数据。
示例:
/*从ENC28J60的寄存器里读取接收到的数据*/length=ENC28J60_Packet_Receive(1518,Enc28j60_Rx_Buff);if(length<=0){return;}
/*分配新的套接字缓冲区*/struct sk_buff *skb = dev_alloc_skb(length+NET_IP_ALIGN); skb_reserve(skb, NET_IP_ALIGN); //对齐 skb->dev = tiny4412_net; /*将硬件上接收到的数据拷贝到sk_buff里*/ memcpy(skb_put(skb, length),Enc28j60_Rx_Buff,length);
说明: skb_put(skb, length)返回sk_buff数据缓冲区首地址，保存即将上报给应用层的数据。 参考: smsc-ircc2.c文件1461行
1.4.8 获取数据包的协议ID
eth_type_trans(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
从网卡里读取到数据包之后，可以通过该函数获取数据包的协议类型。示例:
将硬件上接收到的数据拷贝到sk_buff里*/memcpy(skb_put(skb, length),Enc28j60_Rx_Buff,length); // Enc28j60_Rx_Buff是网卡收到的实际数据
/* 获取上层协议类型 */skb->protocol = eth_type_trans(skb,tiny4412_net);
1.5 网络设备框架介绍1.5.1 网络设备驱动框图图1.5.1 网络设备驱动框架图1.5.2 ndo_start_xmit函数接口代码编写示例
/*启动网络数据包传输的方法*/static netdev_tx_ttiny4412_ndo_start_xmit(struct sk_buff *skb,struct net_device *dev){int len;char *data, shortpkt;
获得有效数据指针和长度 */获取将要发送出去的数据指针*/获取将要发送出去的数据长度*/
if(len < ETH_ZLEN){如果帧长小于以太网帧最小长度,补0 */memset(shortpkt,0,ETH_ZLEN);memcpy(shortpkt,skb->data,skb->len);len = ETH_ZLEN;data = shortpkt;}
/*记录发送时间戳*/dev->trans_start = jiffies;
设置硬件寄存器让硬件将数据发出去 */ENC28J60_Packet_Send(len,data);
/*释放skb*/dev_kfree_skb(skb);
/*更新统计信息:记录发送的包数量*/dev->stats.tx_packets++;
/*更新统计信息:记录发送的字节数量*/dev->stats.tx_bytes += skb->len;
return NETDEV_TX_OK; //这是个枚举状态。}
1.5.3 通过netif_rx函数上报数据代码编写示例
/*工作队列处理函数以下函数用于读取网卡里的数据。读取完毕之后,再通过netif_rx()函数上报到应用层*/u8 Enc28j60_Rx_Buff; /*ENC28J60最大可接收的字节*/static void workqueue_function(struct work_struct *work){int length;/*从ENC28J60的寄存器里读取接收到的数据*/length=ENC28J60_Packet_Receive(1518,Enc28j60_Rx_Buff);if(length<=0){return;}
/*2. 分配新的套接字缓冲区*/struct sk_buff *skb = dev_alloc_skb(length+NET_IP_ALIGN);对齐skb->dev = tiny4412_net;
将硬件上接收到的数据拷贝到sk_buff里*/memcpy(skb_put(skb, length),Enc28j60_Rx_Buff,length);
获取上层协议类型 */skb->protocol = eth_type_trans(skb,tiny4412_net);
记录接收时间戳 */tiny4412_net->last_rx = jiffies;
/*接收的数据包*/tiny4412_net->stats.rx_packets++;
/*接收的字节数量*/tiny4412_net->stats.rx_bytes += skb->len;
/* 把数据包交给上层 */netif_rx(skb);}
1.6 网络设备驱动框架代码1.6.1 网络设备驱动编程步骤1. 调用alloc_etherdev函数，分配net_device对象2. 对返回的net_device结构指针进行初始化赋值,比如:网卡名称,MAC地址,文件操作集合等等。如果网卡没有固定的MAC地址,可以通过eth_hw_addr_random函数随机生成。3. 网络设备文件操作集合实现的接口如下:
static struct net_device_ops netdev_ops_test={.ndo_open= tiny4412_ndo_open,.ndo_stop= tiny4412_ndo_stop,.ndo_start_xmit = tiny4412_ndo_start_xmit, /*该函数负责接收应用层的数据，并通过网卡发出去*/.ndo_init = tiny4412_ndo_init,.ndo_set_mac_address= tiny4412_set_mac_address,};
4. 调用register_netdev函数完成网络设备注册。注销函数: unregister_netdev5. 网卡收到数据通过netif_rx函数上传给应用层1.6.2 网络设备驱动框架代码以下代码是一个网络设备驱动模型，演示了网卡如何获取上层应用程序传递下来的数据并发送出去，网卡接收到数据如何传递给上层应用程序。
#include <linux/init.h>#include <linux/module.h>#include <linux/netdevice.h>#include <linux/etherdevice.h>
static struct net_device *tiny4412_net=NULL; //网络设备指针结构
/*1. 设备初始化调用,该函数在注册成功后会调用一次,可以编写网卡初始化相关代码*/static int tiny4412_ndo_init(struct net_device * dev){printk("网络设备初始化!\n");return 0;}
/*2. 打开网络接口，对应ifconfig up命令，编写网络设备硬件初始化的相关代码*/static inttiny4412_ndo_open(struct net_device *dev){printk("网络设备打开成功!\n");return 0;}
/*3. 关闭网络设备，对应ifconfig down命令，实现的内容与OPEN相反*/static inttiny4412_ndo_stop(struct net_device *dev){printk("网络设备关闭成功!\n");return 0;}
/*4. 启动网络数据包传输的方法当应用层的TCP/IP需要发送数据时，就调用该函数*/static netdev_tx_ttiny4412_ndo_start_xmit(struct sk_buff *skb,struct net_device *dev){int len,i;char *data, shortpkt;获得有效数据指针和长度 */data = skb->data;len = skb->len;if(len < ETH_ZLEN){如果帧长小于以太网帧最小长度,补0 */memset(shortpkt,0,ETH_ZLEN);memcpy(shortpkt,skb->data,skb->len);len = ETH_ZLEN;data = shortpkt;}记录发送时间戳
printk("\n发送的数据:");for(i=0;i<len;i++){printk("%X ",data);}printk("\n");设置硬件寄存器让硬件将数据发出去 */// xxx_hw_tx(data,len,dev);return NETDEV_TX_OK; //这是个枚举状态。}
/*5. 设置MAC地址,对应的命令: ifconfig eth888 hw ether 00:AA:BB:CC:DD:EE */static int tiny4412_set_mac_address(struct net_device *dev, void *addr){struct sockaddr *address = addr;memcpy(dev->dev_addr, address->sa_data, dev->addr_len);printk("修改的MAC地址如下:\n");printk("%X-%X-%X-%X-%X-%X\n",tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr);return 0;}
/*以下函数在网卡的接收中断中调用,用于读取网卡里的数据。读取完毕之后,再通过netif_rx()函数上报到应用层*/static void data_rx(struct net_device* dev){int length;/*1. 读取硬件网卡接收到的数据*///length = get_rev_len(...);
/*2. 分配新的套接字缓冲区*/struct sk_buff *skb = dev_alloc_skb(length+NET_IP_ALIGN);对齐skb->dev = dev;
读取硬件上接收到的数据 *///skb_put(skb, length) //存放网卡里读取数据的缓冲区地址
//ENC28J60_Read(length,skb_put(skb, length));
获取上层协议类型 */skb->protocol = eth_type_trans(skb,dev);
把数据包交给上层 */netif_rx(skb);
记录接收时间戳 */dev->last_rx = jiffies;}
/*网络设备虚拟文件操作集合*/static struct net_device_ops netdev_ops_test={.ndo_open= tiny4412_ndo_open,.ndo_stop= tiny4412_ndo_stop,.ndo_start_xmit = tiny4412_ndo_start_xmit,/*网络需要发送数据就调用该函数，*/.ndo_init = tiny4412_ndo_init,.ndo_set_mac_address= tiny4412_set_mac_address,};
static int __init Net_test_init(void){
/*1. 分配及初始化net_device对象,参数:私有数据大小（单位：字节数）*/tiny4412_net=alloc_etherdev(sizeof(struct net_device));
/*2. net结构体赋值*/strcpy(tiny4412_net->name, "eth888");//网络设备的名称，使用ifconfig -a可以查看到。tiny4412_net->netdev_ops=&netdev_ops_test; //虚拟文件操作集合
/*3. 随机生成MAC地址*/eth_hw_addr_random(tiny4412_net);随机生成的MAC地址如下:\n");printk("%X-%X-%X-%X-%X-%X\n",tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr);
/*注册网络设备*/register_netdev(tiny4412_net);
printk("网络设备注册成功!\n");return 0;}
static void __exit Net_test_exit(void){//注销网络设备unregister_netdev(tiny4412_net);printk("网络设备注销成功!\n");}
module_init(Net_test_init);module_exit(Net_test_exit);MODULE_AUTHOR("xiaolong");MODULE_LICENSE("GPL");
1.6.3 ENC28J60网卡驱动代码以下代码，在上面的网络设备驱动模型里加入了ENC28J60驱动代码，实现了完整的网卡驱动程序。以下代码中的ENC28J60驱动直接是使用模拟SPI时序，没有使用SPI子系统。由于测试的ENC28J60网卡中断无法正常产生，故使用内核定时器进行轮询读取网卡数据，读取之后再上传给应用层。网卡驱动安装后应用层测试效果如下:
# insmod enc28j60_network_drv.ko //安装网卡[ 52.075000] 随机生成的MAC地址如下:[ 52.075000] 2E-2F-7-5-A0-DC网络设备初始化![ 52.100000] 网络设备注册成功!## ifconfig eth888 //查看网卡信息eth888 Link encap:Ethernet HWaddr 2E:2F:07:05:A0:DCBROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
# udhcpc -i eth888 //自动分配IP地址udhcpc (v1.23.2) startedSetting IP address 0.0.0.0 on eth888[ 92.310000] 网络设备打开成功!Sending discover...Sending select for 192.168.1.102...Lease of 192.168.1.102 obtained, lease time 7200Setting IP address 192.168.1.102 on eth888Deleting routersroute: SIOCDELRT: No such processAdding router 192.168.1.1Recreating /etc/resolv.confAdding DNS server 192.168.1.1# ifconfig //查看分配成功并设置成功的IP地址eth888 Link encap:Ethernet HWaddr 2E:2F:07:05:A0:DCinet addr:192.168.1.102 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0inet6 addr: fe80::2c2f:7ff:fe05:a0dc/64 Scope:LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0collisions:0 txqueuelen:1000RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
# ping 192.168.1.112 //ping局域网内的其他主机PING 192.168.1.1 (192.168.1.1): 56 data bytes64 bytes from 192.168.1.1: seq=0 ttl=64 time=12.099 ms64 bytes from 192.168.1.1: seq=1 ttl=64 time=12.932 ms64 bytes from 192.168.1.1: seq=2 ttl=64 time=9.035 ms--- 192.168.1.1 ping statistics ---3 packets transmitted, 3 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 9.035/11.355/12.932 ms
[*]Enc28j60.h文件代码
上下滑动查看更多#ifndef __ENC28J60_H
#define __ENC28J60_H
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// ENC28J60 Control Registers// Control register definitions are a combination of address,// bank number, and Ethernet/MAC/PHY indicator bits.// - Register address (bits 0-4)// - Bank number (bits 5-6)// - MAC/PHY indicator (bit 7)#define ADDR_MASK 0x1F#define BANK_MASK 0x60#define SPRD_MASK 0x80// All-bank registers#define EIE 0x1B#define EIR 0x1C#define ESTAT 0x1D#define ECON2 0x1E#define ECON1 0x1F// Bank 0 registers#define ERDPTL (0x00|0x00)#define ERDPTH (0x01|0x00)#define EWRPTL (0x02|0x00)#define EWRPTH (0x03|0x00)#define ETXSTL (0x04|0x00)#define ETXSTH (0x05|0x00)#define ETXNDL (0x06|0x00)#define ETXNDH (0x07|0x00)#define ERXSTL (0x08|0x00)#define ERXSTH (0x09|0x00)#define ERXNDL (0x0A|0x00)#define ERXNDH (0x0B|0x00)//ERXWRPTH:ERXWRPTL 寄存器定义硬件向FIFO 中//的哪个位置写入其接收到的字节。指针是只读的，在成//功接收到一个数据包后，硬件会自动更新指针。指针可//用于判断FIFO 内剩余空间的大小。#define ERXRDPTL (0x0C|0x00)#define ERXRDPTH (0x0D|0x00)#define ERXWRPTL (0x0E|0x00)#define ERXWRPTH (0x0F|0x00)#define EDMASTL (0x10|0x00)#define EDMASTH (0x11|0x00)#define EDMANDL (0x12|0x00)#define EDMANDH (0x13|0x00)#define EDMADSTL (0x14|0x00)#define EDMADSTH (0x15|0x00)#define EDMACSL (0x16|0x00)#define EDMACSH (0x17|0x00)// Bank 1 registers#define EHT0 (0x00|0x20)#define EHT1 (0x01|0x20)#define EHT2 (0x02|0x20)#define EHT3 (0x03|0x20)#define EHT4 (0x04|0x20)#define EHT5 (0x05|0x20)#define EHT6 (0x06|0x20)#define EHT7 (0x07|0x20)#define EPMM0 (0x08|0x20)#define EPMM1 (0x09|0x20)#define EPMM2 (0x0A|0x20)#define EPMM3 (0x0B|0x20)#define EPMM4 (0x0C|0x20)#define EPMM5 (0x0D|0x20)#define EPMM6 (0x0E|0x20)#define EPMM7 (0x0F|0x20)#define EPMCSL (0x10|0x20)#define EPMCSH (0x11|0x20)#define EPMOL (0x14|0x20)#define EPMOH (0x15|0x20)#define EWOLIE (0x16|0x20)#define EWOLIR (0x17|0x20)#define ERXFCON (0x18|0x20)#define EPKTCNT (0x19|0x20)// Bank 2 registers#define MACON1 (0x00|0x40|0x80)#define MACON2 (0x01|0x40|0x80)#define MACON3 (0x02|0x40|0x80)#define MACON4 (0x03|0x40|0x80)#define MABBIPG (0x04|0x40|0x80)#define MAIPGL (0x06|0x40|0x80)#define MAIPGH (0x07|0x40|0x80)#define MACLCON1 (0x08|0x40|0x80)#define MACLCON2 (0x09|0x40|0x80)#define MAMXFLL (0x0A|0x40|0x80)#define MAMXFLH (0x0B|0x40|0x80)#define MAPHSUP (0x0D|0x40|0x80)#define MICON (0x11|0x40|0x80)#define MICMD (0x12|0x40|0x80)#define MIREGADR (0x14|0x40|0x80)#define MIWRL (0x16|0x40|0x80)#define MIWRH (0x17|0x40|0x80)#define MIRDL (0x18|0x40|0x80)#define MIRDH (0x19|0x40|0x80)// Bank 3 registers#define MAADR1 (0x00|0x60|0x80)#define MAADR0 (0x01|0x60|0x80)#define MAADR3 (0x02|0x60|0x80)#define MAADR2 (0x03|0x60|0x80)#define MAADR5 (0x04|0x60|0x80)#define MAADR4 (0x05|0x60|0x80)#define EBSTSD (0x06|0x60)#define EBSTCON (0x07|0x60)#define EBSTCSL (0x08|0x60)#define EBSTCSH (0x09|0x60)#define MISTAT (0x0A|0x60|0x80)#define EREVID (0x12|0x60)#define ECOCON (0x15|0x60)#define EFLOCON (0x17|0x60)#define EPAUSL (0x18|0x60)#define EPAUSH (0x19|0x60)// PHY registers#define PHCON1 0x00#define PHSTAT1 0x01#define PHHID1 0x02#define PHHID2 0x03#define PHCON2 0x10#define PHSTAT2 0x11#define PHIE 0x12#define PHIR 0x13#define PHLCON 0x14// ENC28J60 ERXFCON Register Bit Definitions#define ERXFCON_UCEN 0x80#define ERXFCON_ANDOR 0x40#define ERXFCON_CRCEN 0x20#define ERXFCON_PMEN 0x10#define ERXFCON_MPEN 0x08#define ERXFCON_HTEN 0x04#define ERXFCON_MCEN 0x02#define ERXFCON_BCEN 0x01// ENC28J60 EIE Register Bit Definitions#define EIE_INTIE 0x80#define EIE_PKTIE 0x40#define EIE_DMAIE 0x20#define EIE_LINKIE 0x10#define EIE_TXIE 0x08#define EIE_WOLIE 0x04#define EIE_TXERIE 0x02#define EIE_RXERIE 0x01// ENC28J60 EIR Register Bit Definitions#define EIR_PKTIF 0x40#define EIR_DMAIF 0x20#define EIR_LINKIF 0x10#define EIR_TXIF 0x08#define EIR_WOLIF 0x04#define EIR_TXERIF 0x02#define EIR_RXERIF 0x01// ENC28J60 ESTAT Register Bit Definitions#define ESTAT_INT 0x80#define ESTAT_LATECOL 0x10#define ESTAT_RXBUSY 0x04#define ESTAT_TXABRT 0x02#define ESTAT_CLKRDY 0x01// ENC28J60 ECON2 Register Bit Definitions#define ECON2_AUTOINC 0x80#define ECON2_PKTDEC 0x40#define ECON2_PWRSV 0x20#define ECON2_VRPS 0x08// ENC28J60 ECON1 Register Bit Definitions#define ECON1_TXRST 0x80#define ECON1_RXRST 0x40#define ECON1_DMAST 0x20#define ECON1_CSUMEN 0x10#define ECON1_TXRTS 0x08#define ECON1_RXEN 0x04#define ECON1_BSEL1 0x02#define ECON1_BSEL0 0x01// ENC28J60 MACON1 Register Bit Definitions
#define MACON1_LOOPBK 0x10
#define MACON1_TXPAUS 0x08#define MACON1_RXPAUS 0x04#define MACON1_PASSALL 0x02#define MACON1_MARXEN 0x01// ENC28J60 MACON2 Register Bit Definitions#define MACON2_MARST 0x80#define MACON2_RNDRST 0x40#define MACON2_MARXRST 0x08#define MACON2_RFUNRST 0x04#define MACON2_MATXRST 0x02#define MACON2_TFUNRST 0x01// ENC28J60 MACON3 Register Bit Definitions#define MACON3_PADCFG2 0x80#define MACON3_PADCFG1 0x40#define MACON3_PADCFG0 0x20#define MACON3_TXCRCEN 0x10#define MACON3_PHDRLEN 0x08#define MACON3_HFRMLEN 0x04#define MACON3_FRMLNEN 0x02#define MACON3_FULDPX 0x01// ENC28J60 MICMD Register Bit Definitions
#define MICMD_MIISCAN 0x02#define MICMD_MIIRD 0x01// ENC28J60 MISTAT Register Bit Definitions#define MISTAT_NVALID 0x04#define MISTAT_SCAN 0x02#define MISTAT_BUSY 0x01// ENC28J60 PHY PHCON1 Register Bit Definitions#define PHCON1_PRST 0x8000#define PHCON1_PLOOPBK 0x4000#define PHCON1_PPWRSV 0x0800#define PHCON1_PDPXMD 0x0100// ENC28J60 PHY PHSTAT1 Register Bit Definitions#define PHSTAT1_PFDPX 0x1000#define PHSTAT1_PHDPX 0x0800#define PHSTAT1_LLSTAT 0x0004#define PHSTAT1_JBSTAT 0x0002// ENC28J60 PHY PHCON2 Register Bit Definitions#define PHCON2_FRCLINK 0x4000
#define PHCON2_TXDIS 0x2000#define PHCON2_JABBER 0x0400#define PHCON2_HDLDIS 0x0100
// ENC28J60 Packet Control Byte Bit Definitions#define PKTCTRL_PHUGEEN 0x08#define PKTCTRL_PPADEN 0x04#define PKTCTRL_PCRCEN 0x02#define PKTCTRL_POVERRIDE 0x01
// SPI operation codes#define ENC28J60_READ_CTRL_REG 0x00#define ENC28J60_READ_BUF_MEM 0x3A#define ENC28J60_WRITE_CTRL_REG 0x40#define ENC28J60_WRITE_BUF_MEM 0x7A#define ENC28J60_BIT_FIELD_SET 0x80#define ENC28J60_BIT_FIELD_CLR 0xA0#define ENC28J60_SOFT_RESET 0xFF
// The RXSTART_INIT should be zero. See Rev. B4 Silicon Errata// buffer boundaries applied to internal 8K ram// the entire available packet buffer space is allocated//// start with recbuf at 0/#define RXSTART_INIT 0x0// receive buffer end#define RXSTOP_INIT (0x1FFF-1518-1)// start TX buffer at 0x1FFF-0x0600, pace for one full ethernet frame (0~1518 bytes)#define TXSTART_INIT (0x1FFF-1518)// stp TX buffer at end of mem#define TXSTOP_INIT 0x1FFF// max frame length which the conroller will accept:#define MAX_FRAMELEN 1518 // (note: maximum ethernet frame length would be 1518)////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
void ENC28J60_Reset(void);u8 ENC28J60_Read_Op(u8 op,u8 addr);void ENC28J60_Write_Op(u8 op,u8 addr,u8 data);void ENC28J60_Read_Buf(u32 len,u8* data);void ENC28J60_Write_Buf(u32 len,u8* data);void ENC28J60_Set_Bank(u8 bank);u8 ENC28J60_Read(u8 addr);void ENC28J60_Write(u8 addr,u8 data);void ENC28J60_PHY_Write(u8 addr,u32 data);u8 ENC28J60_Init(u8* macaddr);u8 ENC28J60_Get_EREVID(void);void ENC28J60_Packet_Send(u32 len,u8* packet);u32 ENC28J60_Packet_Receive(u32 maxlen,u8* packet);#endif
[*]Enc28j60.c文件代码:
上下滑动查看更多#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>#include <linux/netdevice.h>#include <linux/etherdevice.h>#include <linux/delay.h>#include "enc28j60.h"#include <linux/gpio.h>#include <mach/gpio.h>#include <plat/gpio-cfg.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/workqueue.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/interrupt.h>#include <linux/irq.h>#include <linux/timer.h>
/*参考的网卡程序: cs89x0.c与Enc28j60.c*/
/*以下是ENC28J60驱动移植接口：SPI0接口:GPB_0--SCKGPB_1--CSGPB_2--MISOGPB_3--MOSIGPX1(0)--中断*/static u32 ENC28J60_IRQ; //中断编号
/*SPI底层硬件IO定义*/#define Tiny4412_GPIO_SPI_SCK EXYNOS4_GPB(0)#define Tiny4412_GPIO_SPI_CS EXYNOS4_GPB(1)#define Tiny4412_GPIO_SPI_MISO EXYNOS4_GPB(2)#define Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI EXYNOS4_GPB(3)#define ENC28J60_IRQ_NUMBER EXYNOS4_GPX1(0) /*Tiny4412开发板引出的IO口第9个IO口*/
#define ENC28J60_CS(x)if(x){gpio_set_value(Tiny4412_GPIO_SPI_CS,1);}else{gpio_set_value(Tiny4412_GPIO_SPI_CS,0);}//ENC28J60片选信号#define ENC28J60_MOSI(x) if(x){gpio_set_value(Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI,1);}else{gpio_set_value(Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI,0);} //输出#define ENC28J60_MISO (gpio_get_value(Tiny4412_GPIO_SPI_MISO)) //输入#define ENC28J60_SCLK(x) if(x){gpio_set_value(Tiny4412_GPIO_SPI_SCK,1);}else{gpio_set_value(Tiny4412_GPIO_SPI_SCK,0);} //时钟线static u8 ENC28J60BANK;static u32 NextPacketPtr;static struct timer_list timer_date;//网卡MAC地址,必须唯一u8 ENC28J60_MacAddr={0x04,0x02,0x35,0x00,0x00,0x01};//MAC地址static struct net_device *tiny4412_net=NULL; //网络设备指针结构/*函数功能：底层SPI接口收发一个字节说 明：模拟SPI时序，ENC28J60时钟线空闲电平为低电平，在第一个下降沿采集数据*/u8 ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(u8 tx_data){u8 rx_data=0;u8 i;for(i=0;i<8;i++){if(tx_data&0x80){ENC28J60_MOSI(1);}else {ENC28J60_MOSI(0);}tx_data<<=1;{ENC28J60_SCLK(1); }rx_data<<=1;if(ENC28J60_MISO)rx_data|=0x01;{ENC28J60_SCLK(0);}//第一个下降沿采集数据}return rx_data;}
/*函数功能：复位ENC28J60，包括SPI初始化/IO初始化等MISO--->PA6----主机输入MOSI--->PA7----主机输出SCLK--->PA5----时钟信号CS----->PA4----片选RESET-->PG15---复位*/void ENC28J60_Reset(void){/*释放GPIO*/gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_SCK);gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_CS);gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_MISO);gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI);/*1. 配置GPIO模式*/printk("%d\n",gpio_request(Tiny4412_GPIO_SPI_SCK, "Tiny4412_Tiny4412_SPI_SCK"));printk("%d\n",gpio_request(Tiny4412_GPIO_SPI_CS, "Tiny4412_Tiny4412_SPI_CS"));printk("%d\n",gpio_request(Tiny4412_GPIO_SPI_MISO, "Tiny4412_Tiny4412_SPI_MISO"));printk("%d\n",gpio_request(Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI, "Tiny4412_Tiny4412_SPI_MOSI"));printk("%d\n",s3c_gpio_cfgpin(Tiny4412_GPIO_SPI_SCK, S3C_GPIO_OUTPUT));printk("%d\n",s3c_gpio_cfgpin(Tiny4412_GPIO_SPI_CS, S3C_GPIO_OUTPUT));printk("%d\n",s3c_gpio_cfgpin(Tiny4412_GPIO_SPI_MISO, S3C_GPIO_INPUT));printk("%d\n",s3c_gpio_cfgpin(Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI, S3C_GPIO_OUTPUT));mdelay(100);}
/*函数功能：读取ENC28J60寄存器(带操作码)参 数：：操作码寄存器地址/参数返 回 值：读到的数据*/u8 ENC28J60_Read_Op(u8 op,u8 addr){u8 dat=0;ENC28J60_CS(0);dat=op|(addr&ADDR_MASK);ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(dat);dat=ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);//如果是读取MAC/MII寄存器,则第二次读到的数据才是正确的,见手册29页if(addr&0x80)dat=ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(0xFF);ENC28J60_CS(1);return dat;}/*函数功能：读取ENC28J60寄存器(带操作码)参 数：op：操作码addr:寄存器地址data:参数*/void ENC28J60_Write_Op(u8 op,u8 addr,u8 data){u8 dat = 0;ENC28J60_CS(0);dat=op|(addr&ADDR_MASK);ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(dat);ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(data);ENC28J60_CS(1);}/*函数功能：读取ENC28J60接收缓存数据参 数：len:要读取的数据长度data:输出数据缓存区(末尾自动添加结束符)*/void ENC28J60_Read_Buf(u32 len,u8* data){ENC28J60_CS(0);ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(ENC28J60_READ_BUF_MEM);while(len){len--;*data=(u8)ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(0);data++;}*data='\0';ENC28J60_CS(1);}/*函数功能：向ENC28J60写发送缓存数据参 数：len:要写入的数据长度data:数据缓存区*/void ENC28J60_Write_Buf(u32 len,u8* data){ENC28J60_CS(0);ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(ENC28J60_WRITE_BUF_MEM);while(len){len--;ENC28J60_SPI_ReadWriteOneByte(*data);data++;}ENC28J60_CS(1);}/*函数功能：设置ENC28J60寄存器Bank参 数：ban:要设置的bank*/void ENC28J60_Set_Bank(u8 bank){if((bank&BANK_MASK)!=ENC28J60BANK)//和当前bank不一致的时候,才设置{ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_CLR,ECON1,(ECON1_BSEL1|ECON1_BSEL0));ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_SET,ECON1,(bank&BANK_MASK)>>5);ENC28J60BANK=(bank&BANK_MASK);}}/*函数功能：读取ENC28J60指定寄存器参 数：addr:寄存器地址返 回 值：读到的数据*/u8 ENC28J60_Read(u8 addr){ENC28J60_Set_Bank(addr);//设置BANKreturn ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_CTRL_REG,addr);}/*函数功能：向ENC28J60指定寄存器写数据参 数：addr:寄存器地址data:要写入的数据*/void ENC28J60_Write(u8 addr,u8 data){ENC28J60_Set_Bank(addr);ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_WRITE_CTRL_REG,addr,data);}/*函数功能：向ENC28J60的PHY寄存器写入数据参 数：addr:寄存器地址data:要写入的数据*/void ENC28J60_PHY_Write(u8 addr,u32 data){u16 retry=0;ENC28J60_Write(MIREGADR,addr);//设置PHY寄存器地址ENC28J60_Write(MIWRL,data);//写入数据ENC28J60_Write(MIWRH,data>>8);while((ENC28J60_Read(MISTAT)&MISTAT_BUSY)&&retry<0XFFF)retry++;//等待写入PHY结束}/*函数功能：初始化ENC28J60参 数：macaddr:MAC地址返 回 值：0,初始化成功;初始化失败;*/u8 ENC28J60_Init(u8* macaddr){u16 retry=0;ENC28J60_Reset(); //复位底层引脚接口ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_SOFT_RESET,0,ENC28J60_SOFT_RESET);//软件复位while(!(ENC28J60_Read(ESTAT)&ESTAT_CLKRDY)&&retry<500)//等待时钟稳定{retry++;mdelay(1);};if(retry>=500)return 1;//ENC28J60初始化失败// do bank 0 stuff// initialize receive buffer// 16-bit transfers,must write low byte first// set receive buffer start address8K字节容量NextPacketPtr=RXSTART_INIT;// Rx start//接收缓冲器由一个硬件管理的循环FIFO 缓冲器构成。//寄存器对ERXSTH:ERXSTL 和ERXNDH:ERXNDL 作//为指针，定义缓冲器的容量和其在存储器中的位置。//ERXST和ERXND指向的字节均包含在FIFO缓冲器内。//当从以太网接口接收数据字节时，这些字节被顺序写入//接收缓冲器。但是当写入由ERXND 指向的存储单元//后，硬件会自动将接收的下一字节写入由ERXST 指向//的存储单元。因此接收硬件将不会写入FIFO 以外的单//元。//设置接收起始字节ENC28J60_Write(ERXSTL,RXSTART_INIT&0xFF);ENC28J60_Write(ERXSTH,RXSTART_INIT>>8);//ERXWRPTH:ERXWRPTL 寄存器定义硬件向FIFO 中//的哪个位置写入其接收到的字节。指针是只读的，在成//功接收到一个数据包后，硬件会自动更新指针。指针可//用于判断FIFO 内剩余空间的大小 8K-1500。//设置接收读指针字节ENC28J60_Write(ERXRDPTL,RXSTART_INIT&0xFF);ENC28J60_Write(ERXRDPTH,RXSTART_INIT>>8);//设置接收结束字节ENC28J60_Write(ERXNDL,RXSTOP_INIT&0xFF);ENC28J60_Write(ERXNDH,RXSTOP_INIT>>8);//设置发送起始字节ENC28J60_Write(ETXSTL,TXSTART_INIT&0xFF);ENC28J60_Write(ETXSTH,TXSTART_INIT>>8);//设置发送结束字节ENC28J60_Write(ETXNDL,TXSTOP_INIT&0xFF);ENC28J60_Write(ETXNDH,TXSTOP_INIT>>8);// do bank 1 stuff,packet filter:// For broadcast packets we allow only ARP packtets// All other packets should be unicast only for our mac (MAADR)//// The pattern to match on is therefore// Type ETH.DST// ARP BROADCAST// 06 08 -- ff ff ff ff ff ff -> ip checksum for theses bytes=f7f9// in binary these poitions are:11 0000 0011 1111// This is hex 303F->EPMM0=0x3f,EPMM1=0x30//接收过滤器//UCEN：单播过滤器使能位//当ANDOR = 1 时：//1 = 目标地址与本地MAC 地址不匹配的数据包将被丢弃//0 = 禁止过滤器//当ANDOR = 0 时：//1 = 目标地址与本地MAC 地址匹配的数据包会被接受//0 = 禁止过滤器//CRCEN：后过滤器CRC 校验使能位//1 = 所有CRC 无效的数据包都将被丢弃//0 = 不考虑CRC 是否有效//PMEN：格式匹配过滤器使能位//当ANDOR = 1 时：//1 = 数据包必须符合格式匹配条件，否则将被丢弃//0 = 禁止过滤器//当ANDOR = 0 时：//1 = 符合格式匹配条件的数据包将被接受//0 = 禁止过滤器ENC28J60_Write(ERXFCON,ERXFCON_UCEN|ERXFCON_CRCEN|ERXFCON_PMEN);ENC28J60_Write(EPMM0,0x3f);ENC28J60_Write(EPMM1,0x30);ENC28J60_Write(EPMCSL,0xf9);ENC28J60_Write(EPMCSH,0xf7);// do bank 2 stuff// enable MAC receive//bit 0 MARXEN：MAC 接收使能位//1 = 允许MAC 接收数据包//0 = 禁止数据包接收//bit 3 TXPAUS：暂停控制帧发送使能位//1 = 允许MAC 发送暂停控制帧（用于全双工模式下的流量控制）//0 = 禁止暂停帧发送//bit 2 RXPAUS：暂停控制帧接收使能位//1 = 当接收到暂停控制帧时，禁止发送（正常操作）//0 = 忽略接收到的暂停控制帧ENC28J60_Write(MACON1,MACON1_MARXEN|MACON1_TXPAUS|MACON1_RXPAUS);// bring MAC out of reset//将MACON2 中的MARST 位清零，使MAC 退出复位状态。ENC28J60_Write(MACON2,0x00);// enable automatic padding to 60bytes and CRC operations//bit 7-5 PADCFG2:PACDFG0：自动填充和CRC 配置位//111 = 用0 填充所有短帧至64 字节长，并追加一个有效的CRC//110 = 不自动填充短帧//101 = MAC 自动检测具有8100h 类型字段的VLAN 协议帧，并自动填充到64 字节长。如果不//是VLAN 帧，则填充至60 字节长。填充后还要追加一个有效的CRC//100 = 不自动填充短帧//011 = 用0 填充所有短帧至64 字节长，并追加一个有效的CRC//010 = 不自动填充短帧//001 = 用0 填充所有短帧至60 字节长，并追加一个有效的CRC//000 = 不自动填充短帧//bit 4 TXCRCEN：发送CRC 使能位//1= 不管PADCFG如何，MAC都会在发送帧的末尾追加一个有效的CRC。如果PADCFG规定要//追加有效的CRC，则必须将TXCRCEN 置1。//0 = MAC不会追加CRC。检查最后4 个字节，如果不是有效的CRC 则报告给发送状态向量。//bit 0 FULDPX：MAC 全双工使能位//1 = MAC工作在全双工模式下。PHCON1.PDPXMD 位必须置1。//0 = MAC工作在半双工模式下。PHCON1.PDPXMD 位必须清零。ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_SET,MACON3,MACON3_PADCFG0|MACON3_TXCRCEN|MACON3_FRMLNEN|MACON3_FULDPX);// set inter-frame gap (non-back-to-back)//配置非背对背包间间隔寄存器的低字节//MAIPGL。大多数应用使用12h 编程该寄存器。//如果使用半双工模式，应编程非背对背包间间隔//寄存器的高字节MAIPGH。大多数应用使用0Ch//编程该寄存器。ENC28J60_Write(MAIPGL,0x12);ENC28J60_Write(MAIPGH,0x0C);// set inter-frame gap (back-to-back)//配置背对背包间间隔寄存器MABBIPG。当使用//全双工模式时，大多数应用使用15h 编程该寄存//器，而使用半双工模式时则使用12h 进行编程。ENC28J60_Write(MABBIPG,0x15);// Set the maximum packet size which the controller will accept// Do not send packets longer than MAX_FRAMELEN:// 最大帧长度 1500ENC28J60_Write(MAMXFLL,MAX_FRAMELEN&0xFF);ENC28J60_Write(MAMXFLH,MAX_FRAMELEN>>8);// do bank 3 stuff// write MAC address// NOTE: MAC address in ENC28J60 is byte-backward//设置MAC地址ENC28J60_Write(MAADR5,macaddr);ENC28J60_Write(MAADR4,macaddr);ENC28J60_Write(MAADR3,macaddr);ENC28J60_Write(MAADR2,macaddr);ENC28J60_Write(MAADR1,macaddr);ENC28J60_Write(MAADR0,macaddr);//配置PHY为全双工 LEDB为拉电流ENC28J60_PHY_Write(PHCON1,PHCON1_PDPXMD);// no loopback of transmitted frames 禁止环回//HDLDIS：PHY 半双工环回禁止位//当PHCON1.PDPXMD = 1 或PHCON1.PLOOPBK = 1 时：//此位可被忽略。//当PHCON1.PDPXMD = 0 且PHCON1.PLOOPBK = 0 时：//1 = 要发送的数据仅通过双绞线接口发出//0 = 要发送的数据会环回到MAC 并通过双绞线接口发出ENC28J60_PHY_Write(PHCON2,PHCON2_HDLDIS);// switch to bank 0//ECON1 寄存器//寄存器3-1 所示为ECON1 寄存器，它用于控制//ENC28J60 的主要功能。ECON1 中包含接收使能、发//送请求、DMA 控制和存储区选择位。ENC28J60_Set_Bank(ECON1);// enable interrutps//EIE：以太网中断允许寄存器//bit 7 INTIE：全局INT 中断允许位//1 = 允许中断事件驱动INT 引脚//0 = 禁止所有INT 引脚的活动（引脚始终被驱动为高电平）//bit 6 PKTIE：接收数据包待处理中断允许位//1 = 允许接收数据包待处理中断//0 = 禁止接收数据包待处理中断ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_SET,EIE,EIE_INTIE|EIE_PKTIE);// enable packet reception//bit 2 RXEN：接收使能位//1 = 通过当前过滤器的数据包将被写入接收缓冲器//0 = 忽略所有接收的数据包ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_SET,ECON1,ECON1_RXEN);if(ENC28J60_Read(MAADR5)== macaddr)return 0;//初始化成功else return 1;}/*函数功能：读取EREVID*/u8 ENC28J60_Get_EREVID(void){//在EREVID 内也存储了版本信息。EREVID 是一个只读控//制寄存器，包含一个5 位标识符，用来标识器件特定硅片//的版本号return ENC28J60_Read(EREVID);}/*函数功能：通过ENC28J60发送数据包到网络参 数：len :数据包大小数据包*/void ENC28J60_Packet_Send(u32 len,u8* packet){//设置发送缓冲区地址写指针入口ENC28J60_Write(EWRPTL,TXSTART_INIT&0xFF);ENC28J60_Write(EWRPTH,TXSTART_INIT>>8);//设置TXND指针，以对应给定的数据包大小ENC28J60_Write(ETXNDL,(TXSTART_INIT+len)&0xFF);ENC28J60_Write(ETXNDH,(TXSTART_INIT+len)>>8);//写每包控制字节（0x00表示使用macon3的设置）ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_WRITE_BUF_MEM,0,0x00);//复制数据包到发送缓冲区//printf("len:%d\r\n",len);//监视发送数据长度ENC28J60_Write_Buf(len,packet);//发送数据到网络ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_SET,ECON1,ECON1_TXRTS);//复位发送逻辑的问题。参见Rev. B4 Silicon Errata point 12.if((ENC28J60_Read(EIR)&EIR_TXERIF))ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_CLR,ECON1,ECON1_TXRTS);}
/*函数功能：从网络获取一个数据包内容函数参数：maxlen:数据包最大允许接收长度packet:数据包缓存区返 回 值：收到的数据包长度(字节)*/u32 ENC28J60_Packet_Receive(u32 maxlen,u8* packet){u32 rxstat;u32 len;if(ENC28J60_Read(EPKTCNT)==0)return 0; //是否收到数据包?//设置接收缓冲器读指针ENC28J60_Write(ERDPTL,(NextPacketPtr));ENC28J60_Write(ERDPTH,(NextPacketPtr)>>8);// 读下一个包的指针NextPacketPtr=ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_BUF_MEM,0);NextPacketPtr|=ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_BUF_MEM,0)<<8;//读包的长度len=ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_BUF_MEM,0);len|=ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_BUF_MEM,0)<<8;len-=4; //去掉CRC计数//读取接收状态rxstat=ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_BUF_MEM,0);rxstat|=ENC28J60_Read_Op(ENC28J60_READ_BUF_MEM,0)<<8;//限制接收长度if (len>maxlen-1)len=maxlen-1;//检查CRC和符号错误// ERXFCON.CRCEN为默认设置,一般我们不需要检查.if((rxstat&0x80)==0)len=0;//无效else ENC28J60_Read_Buf(len,packet);//从接收缓冲器中复制数据包//RX读指针移动到下一个接收到的数据包的开始位置//并释放我们刚才读出过的内存ENC28J60_Write(ERXRDPTL,(NextPacketPtr));ENC28J60_Write(ERXRDPTH,(NextPacketPtr)>>8);//递减数据包计数器标志我们已经得到了这个包ENC28J60_Write_Op(ENC28J60_BIT_FIELD_SET,ECON2,ECON2_PKTDEC);return(len);}
/*--------------------------工作队列、定时器、中断服务函数---------------------------------------*/static struct work_struct work_list;
/*工作队列处理函数以下函数用于读取网卡里的数据。读取完毕之后,再通过netif_rx()函数上报到应用层*/
u8 Enc28j60_Rx_Buff; /*ENC28J60最大可接收的字节*/static void workqueue_function(struct work_struct *work){int length;/*从ENC28J60的寄存器里读取接收到的数据*/length=ENC28J60_Packet_Receive(1518,Enc28j60_Rx_Buff);if(length<=0){return;}
/*2. 分配新的套接字缓冲区*/struct sk_buff *skb = dev_alloc_skb(length+NET_IP_ALIGN);对齐skb->dev = tiny4412_net;将硬件上接收到的数据拷贝到sk_buff里*/memcpy(skb_put(skb, length),Enc28j60_Rx_Buff,length);
获取上层协议类型 */skb->protocol = eth_type_trans(skb,tiny4412_net);
记录接收时间戳 */tiny4412_net->last_rx = jiffies;
/*接收的数据包*/tiny4412_net->stats.rx_packets++;
/*接收的字节数量*/tiny4412_net->stats.rx_bytes += skb->len;
/* 把数据包交给上层 */netif_rx(skb);}
/*函数功能: 中断服务函数*/irqreturn_t ENC28J60_irq_handler(int irq, void *dev){schedule_work(&work_list);return IRQ_HANDLED;}
static void timer_function(unsigned long data){/*共享工作队列调度*/schedule_work(&work_list);/*修改定时器超时*/mod_timer(&timer_date,jiffies+usecs_to_jiffies(100));/*注明: ENC28J60的中断不灵敏，就使用定时器轮询弥补*/}
/*----------------------------网络设备相关代码--------------------------------------*//*1. 设备初始化调用,该函数在注册成功后会调用一次,可以编写网卡初始化相关代码*/static int tiny4412_ndo_init(struct net_device * dev){/*1. ENC28J60网卡初始化*/u8 stat=ENC28J60_Init(ENC28J60_MacAddr);if(stat){网卡初始化失败!\r\n");}/*2. 获取中断编号*/ENC28J60_IRQ=gpio_to_irq(ENC28J60_IRQ_NUMBER);printk("ENC28J60_IRQ=%d\n",ENC28J60_IRQ);
/*3. 初始化工作队列*/INIT_WORK(&work_list,workqueue_function);
/*4. 注册中断*/if(request_irq(ENC28J60_IRQ,ENC28J60_irq_handler,IRQ_TYPE_EDGE_FALLING,"ENC28J60_NET",NULL)!=0){printk("ENC28J60中断注册失败!\n");}
使用定时器100ms*/timer_date.expires=jiffies+usecs_to_jiffies(100);timer_date.functinotallow=timer_function;
初始化定时器*/init_timer(&timer_date);
添加定时器到内核并启动*/add_timer(&timer_date);
printk("网络设备初始化!\n");return 0;}
/*2. 打开网络接口，对应ifconfig up命令，编写网络设备硬件初始化的相关代码*/static inttiny4412_ndo_open(struct net_device *dev){printk("网络设备打开成功!\n");return 0;}
/*3. 关闭网络设备，对应ifconfig down命令，实现的内容与OPEN相反*/static inttiny4412_ndo_stop(struct net_device *dev){printk("网络设备关闭成功!\n");return 0;}
/*4. 启动网络数据包传输的方法*/static netdev_tx_ttiny4412_ndo_start_xmit(struct sk_buff *skb,struct net_device *dev){int len;char *data, shortpkt;
获得有效数据指针和长度 */获取将要发送出去的数据指针*/获取将要发送出去的数据长度*/
if(len < ETH_ZLEN){如果帧长小于以太网帧最小长度,补0 */memset(shortpkt,0,ETH_ZLEN);memcpy(shortpkt,skb->data,skb->len);len = ETH_ZLEN;data = shortpkt;}
/*记录发送时间戳*/dev->trans_start = jiffies;
设置硬件寄存器让硬件将数据发出去 */ENC28J60_Packet_Send(len,data);
/*释放skb*/dev_kfree_skb(skb);
/*更新统计信息:记录发送的包数量*/dev->stats.tx_packets++;
/*更新统计信息:记录发送的字节数量*/dev->stats.tx_bytes += skb->len;
return NETDEV_TX_OK; //这是个枚举状态。}
/*5. 设置MAC地址,对应的命令: ifconfig eth888 hw ether 00:AA:BB:CC:DD:EE */static int tiny4412_set_mac_address(struct net_device *dev, void *addr){struct sockaddr *address = addr;memcpy(dev->dev_addr, address->sa_data, dev->addr_len);printk("修改的MAC地址如下:\n");printk("%X-%X-%X-%X-%X-%X\n",tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr);//设置MAC地址ENC28J60_Write(MAADR5,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_Write(MAADR4,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_Write(MAADR3,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_Write(MAADR2,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_Write(MAADR1,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_Write(MAADR0,tiny4412_net->dev_addr);return 0;}
/*网络设备虚拟文件操作集合*/static struct net_device_ops netdev_ops_test={.ndo_open= tiny4412_ndo_open,.ndo_stop= tiny4412_ndo_stop,.ndo_start_xmit = tiny4412_ndo_start_xmit,.ndo_init = tiny4412_ndo_init,.ndo_set_mac_address= tiny4412_set_mac_address,};
/*--------------------------驱动框架------------------------------------*/static int __init Net_test_init(void){/*1. 分配及初始化net_device对象,参数:私有数据大小（单位：字节数）*/tiny4412_net=alloc_etherdev(sizeof(struct net_device));
/*2. net结构体赋值*/strcpy(tiny4412_net->name, "eth888");//网络设备的名称，使用ifconfig -a可以查看到。tiny4412_net->netdev_ops=&netdev_ops_test; //虚拟文件操作集合tiny4412_net->if_port = IF_PORT_10BASET; 协议规范tiny4412_net->watchdog_timeo = 4 * HZ; //看门狗超时时间
/*3. 随机生成MAC地址*/eth_hw_addr_random(tiny4412_net);随机生成的MAC地址如下:\n");printk("%X-%X-%X-%X-%X-%X\n",tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr,tiny4412_net->dev_addr);ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;ENC28J60_MacAddr=tiny4412_net->dev_addr;
/*注册网络设备*/register_netdev(tiny4412_net);printk("网络设备注册成功!\n");return 0;}
static void __exit Net_test_exit(void){//注销网络设备unregister_netdev(tiny4412_net);free_netdev(tiny4412_net);
/*1. 释放GPIO口使用权*/gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_SCK);gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_CS);gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_MISO);gpio_free(Tiny4412_GPIO_SPI_MOSI);
/*2. 释放中断号*/free_irq(ENC28J60_IRQ,NULL);
/*3. 停止定时器*/del_timer_sync(&timer_date);
/*4. 清除工作*/cancel_work_sync(&work_list);
printk("网络设备注销成功!\n");}
module_init(Net_test_init);module_exit(Net_test_exit);MODULE_AUTHOR("xiaolong");MODULE_LICENSE("GPL");
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