17、网卡驱动程序-DM9000举例

（参考：cs89x0.c可以参考）

DM9000 芯片实现网络功能的基础，在接收数据时采用中断方式，即当有数据到来并在 DM9000 内部 CRC 校验通过后会产生一个接收中断；

网卡驱动程序框架:

app:  socket

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　　　　--------------- 若干层网络协议--纯软件

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hard_start_xmit（解析sk_buff结构体，把真实数据发送出去）　　||     /\

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                         \/     ||  netif_rx   sk_buff （构造sk_buff结构体，上传）

　　　　 ---------------

　　　　硬件相关的驱动程序(要提供hard_start_xmit, 有数据时要用netif_rx上报)

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　　　　　　　　　　 硬件

怎么写网卡驱动程序？

1. 分配一个net_device结构体

2. 设置:

2.1 发包函数: hard_start_xmit

2.2 收到数据时(在中断处理函数里)用netif_rx上报数据

2.3 其他设置

3. 注册: register_netdev()

测试1th/2th:

1. insmod virt_net.ko

2. ifconfig vnet0 3.3.3.3

　　ifconfig // 查看

3. ping 3.3.3.3  // 成功(能成功是因为，ping3.3.3.3的时候先看前面3.3.3.X去寻找同一网段的网卡，在发出去，所以当主机有多个网卡的时候，不要设置为同一个网段，否则程序不知道发给那个网卡)

ping 3.3.3.4  // 死机

（网卡的接口地址和内存一样，直接访问就可以）

（JZ2440中DM9000的片选信号是nGCS4，对应的地址是0x20000000~0x28000000，只要CPU发出的地址位于这区间的地址，nGCS4就会被置起来）

（2440与通过内存控制器与DM9000通讯的，那这个内存控制器读写DM9000的时序应该在init中设置，本驱动没设置的原因是uboot中已经设置好了）

测试DM9000C驱动程序:

1. 把dm9dev9000c.c放到内核的drivers/net目录下

2. 修改drivers/net/Makefile

把 obj-$(CONFIG_DM9000) += dm9000.o

改为 obj-$(CONFIG_DM9000) += dm9dev9000c.o

3. make uImage

使用新内核启动

4. 使用NFS启动 或 ifconfig eth0 192.168.1.17

ping 192.168.1.1

（DM9000能像内存一样读写的原因是其数据线和cpu数据线相连，当访问nGCS4的任何地址区域，发给网卡的不管是地址还是数据，在CPU的角度都是数据）

1.首先来看DM9000C原理图

如下图所示:

　　(#:表示低电平有效)

• SD0~15: 16位数据线,有CMD引脚决定访问类型
• CMD:      命令线,当CMD为高,表示SD 传输的是数据,CMD为低表示传输的是地址
• INT:         中断引脚,接在2440的GPF7脚上
• IOR#:      读引脚,接在2440的nOE脚上
• IOW#:     写引脚,接在2440的nWE脚上
• CS#:       片选,放在2440的bank4的片选上面

1.1其中2440手册的bank4地址区间如下图:

bank4的区间位于: 0X20000000~0X28000000,当我们访问这个区间的地址,内存控制器便会使能网卡DM9000C的使能脚,所以我们的DM9000C的io基地址=0X20000000

其中DM9000C的CMD引脚接在bank4的LADDR2上面

比如当在地址0X2000 0000上读写数据时,表示读写的数据是DM9000C的地址

访问的地址0X2000 0004上读写数据时,表示读写的数据是DM9000C的数据

1.2 DM9000C收发过程

当DM9000C收到外部的数据后,会暂存到内部地址中,然后产生一个上升沿中断,等待2440读取数据

当DM9000C将2440的数据转发出去后,也会产生一个上升沿中断给2440

如下图所示,DM9000C的中断引脚位于pin34脚

接在2440的GPF7引脚上,使用的中断为EINT7

 

接下来便来修改厂家提供的DM9000C源代码

2.发现它的init_module()入口函数前有个条件编译

所以要注释掉 “#ifdef MODULE” 和 “#endif”

3.修改入口出口函数名,并修饰它们(修改函数名避免与内核的其它函数重名)

4.修改驱动的硬件相异性(设置基地址,寄存器,中断等)

4.1先来找找代码在哪里初始化DM9000C硬件的

进入dm9000c_init()

-> dmfe_probe()

其中dmfe_probe()函数如下:

struct net_device * __init dmfe_probe(void)
{
struct net_device *dev;

dev= alloc_etherdev(sizeof(struct board_info));          //分配一个net_device结构体
... ...

err = dmfe_probe1(dev);                                 //调用dmfe_probe1()函数
... ...

err = register_netdev(dev);                            //向内核注册net_device结构体
... ...
}

显然dmfe_probe1()函数就是用来初始化DM9000C硬件和设置net_device结构体的成员用的

4.2 进入dmfe_probe1()函数

如下图,这个iobase 变量就是我们DM9000C的io基地址0x20000000

iobase的作用:

如上图, 读一次DM9000C的VID低字节之前,需要先将地址赋为0x20000000,也就是将DM9000C的CMD置0，然后向0x20000000写入要读的DM9KS_VID_L地址值

最后再将地址+4,也就是赋为0x20000100,将CMD置1,然后读出0x20000100的值,也就是DM9000C的VID低字节

DM9000C的读写方式都是这样的,先将CMD置0，写入DM9000C的地址,然后再将CMD置1,来读写数据

4.3所以在init函数中便重新设置iobase 变量,其中iobase是int型

并在exit出口函数中,添加iounmp()

4.4 继续进入dmfe_probe1()函数,往下看

如下图所示,屏蔽红框里的代码,该代码用来核对版本,我们的DM9000C版本号不一样,所以要屏蔽

4.5 在init函数中,修改中断名,将irq改为IRQ_EINT7

4.6 修改中断

当使用了register_netdev()注册了网卡驱动net_device后,在内核中使用ifconfig就会进入net_device->open成员函数申请中断,激活队列等

所以我们要修改open成员函数的申请中断函数,将触发中断改为“IRQT_RISING”,上升沿触发

5.接下来便开始设置2440的存储控制寄存器

设置2440的bank4的硬件位宽,时序,因为不同的硬件,涉及的数据收发都不同,

5.1设置BWSCON总线宽度控制寄存器

我们只设置BANK4的内容,所以只有下面3个(BANK0的位宽由OM[1:0] 硬件设置)

设置ST4=0,不使用UB/LB(UB/LB:表示高字节与低字节数据是否分开传输)

设置WS4=0,其中WAIT引脚为PE4,而我们DM9000C没有引脚接入PE4,所以禁止

设置DW4=0x01,我们的DM9000C的数据线为16位

5.2设置BANKCON4控制寄存器

设置这些时序之前,首先来看DM9000C芯片手册时序图和2440的时序图

参考上图,得出BANKCON4 寄存器设置如下(HCLK=100MHZ,1个时钟等于10ns)

• 设置Tacs=0,因为CS和CMD可以同时结束(bank4地址(也就是CMD)稳定多久后,CS片选才启动)
• 设置Tcos=T1=0(CS片选后,多久才能使能读写)
• 设置Tacc=T2>=10ns=1,表示2个时钟 (access cycle ,读写使能后,多久才能访问数据)
• 设置Tcoh=T4>=3ns=1,表示1个时钟 ,因为当DM9000的写信号取消后,数据线上的数据还需要至少3ns才消失(nOE读写取消后,片选需要维持多长时间)
• 设置Tcah=0,因为 CS和CMD可以同时结束 (CS片选取消后,地址(也就是CMD)需要维持多长时间)

代码如下图,在init入口函数中设置

(PS：若DM9000C无法驱动,可能是Tacc时间太短,导致读取不到数据,可以将Tacc设大一点)

与硬件相关的部分已经改好了,接下来开始编译

6.编译测试

编译之前，首先添加该驱动需要的内核头文件:

#include <asm/delay.h>
#include <asm/irq.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/arch-s3c2410/regs-mem.h>

编译无误后,便开始测试DM9000C驱动程序:

1) 把dm9dev9000c.c放到内核的drivers/net目录下,来替换原来内核的DM9000C

2) 修改drivers/net/Makefile

把
obj-$(CONFIG_DM9000) += dm9000.o
改为(如下图所示)
obj-$(CONFIG_DM9000) += dm9dev9000c.o

3) make uImage

如下图,说明新的驱动已编译进内核

4) 使用新内核启动

ifconfig eth0 192.168.2.107

ping 192.168.2.1

如下图,可以ping通,说明移植成功