linux3.4.2 之DM9000网卡驱动

目录

DM9000硬件连接分析

DM9000时序分析与S3C2440存储控制器分析

网卡驱动框架

DM9000发包分析

配置使用内核自带DM9000驱动

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DM9000硬件连接分析

s3c2440与DM9000的连接关系如下：

从上图可得出下面几个关键点：

• 1.中断线与GPF7相连，对应IRQ_EINT7
• 2.片选与nGCS4相连，基地址对应0x2000_0000
• 3.CMD线与地址线ADDR2相连，意味着要使CMD高电平，需要ADDR2 = 1，所以往0x20000004中写数据就会拉高CMD。（基地址0x2000_0000，偏移地址0x4,对应二进制"100“，所以此时地址ADDR2=1）
  从DM9000数据手册可知：
  当CMD为高时，DM9000认为传输的是数据；当CMD为低时，DM9000认为传输的是寄存器地址。
  所以在控制DM9000时，往0x20000004地址写命令，往0x20000000地址写寄存器地址。

DM9000时序分析与S3C2440存储控制器分析

DM9000读取时序图

DM9000写时序图：

BWSCON寄存器

• ST4 : UB/LB是指一个u16的数据分高低字节两次发送，由于我们是16位数据线可一次发送，所以ST4 = 0
• WS4: 硬件没有连接。所以WS4 = 0
• DW4: 16位数据线，所以DW4 = 01

BANKCON寄存器
通过分析DM9000读写时序图，设置参数如下：(HCLK=100MHZ, 1个时钟等于10ns)
Tacs ：nGCSn前的地址建立时间，观察到DM9000的CS#与CMD为同一根线,所以Tacs = 0
Tcos：发送读命令前的片选建立时间，DM9000C的T1>=0ns，所以Tcos = 0
Tacc：读写信号脉冲时间，DM9000C的T2>=10ns = 1 clock，所以Tacc = 1
Tcoh：当读写信号（IOR# / IOW#）变为高电平后,片选信号还要维持多长时间：
           写DM9000C时, IOW#变为高电平之后, 数据线上的数据最小维持3ns，T4 = 3
           读DM9000C时, IOR#变为高电平之后, 数据线上的数据最大位置6ns，T4 = 6
           所以Tcoh = 1 clock = 10ns
Tcah: nGCS变为高电平后，地址信号维持时间，理由同Tacs。所以Tcah = 0
Tcap: page模式下访问周期，不是用page模式，所以Tcap = 0
PMC:正常模式

网卡驱动框架

1.通过alloc_etherdev()函数分配,初始化net_device，同时分配一段私有数据空间,通过netdev_priv函数指向board_info结构体
2.设置net_device结构体
3.设置board_info结构体,以及MII接口

/* Structure/enum declaration ------------------------------- */
typedef struct board_info { 
	u32 io_addr;    /* Register I/O base address，命令寄存器IO基地址 */
	u32 io_data;    /* Data I/O address ，数据寄存器IO地址*/
	u8 op_mode;     /* PHY operation mode ，PHY操作模式*/
	u8 io_mode;     /* 0:word, 2:byte ，IO模式，0位字，而2为字节*/
	u8 Speed;	    /* current speed，当前的速度 */
	u8 chip_revision;
	int rx_csum;    /* 0:disable, 1:enable，接收计数使能，0为不使能，1为使能 */
	
	u32 reset_counter;   /* counter: RESET */ 
	u32 reset_tx_timeout;/* 发送数据超时 */
	int tx_pkt_cnt;                     /* 传输包计数 */
	int cont_rx_pkt_cnt;                /* 当前接受的数据包计数*/
	struct net_device_stats stats;      /* 设备传输统计 */
	
	struct timer_list timer;            /* 时间列表 */
	unsigned char srom[128];
	spinlock_t lock;                    /* 自旋锁 */
	struct mii_if_info mii;             /* MII总线信息 */
} board_info_t;

4.实现ethtool_ops结构体，该结构体为net_device结构体中的ethtool_ops成员

static struct ethtool_ops dmfe_ethtool_ops = {
  .get_drvinfo    = dmfe_get_drvinfo,
  .get_settings   = dmfe_get_settings,
  .set_settings   = dmfe_set_settings,
  .get_link     = dmfe_get_link,
  .nway_reset   = dmfe_nway_reset,
};

5.实现net_device_ops结构体，该结构体为net_device结构体中的netdev_ops成员

static const struct net_device_ops dm9k_netdev_ops = {
  .ndo_open   = dmfe_open,                //打开DM9000调用的函数
  .ndo_stop   = dmfe_stop,
  .ndo_start_xmit   = dmfe_start_xmit,  //发送包函数
  .ndo_tx_timeout   = dmfe_timeout,     //当watchdog超时时调用该函数。
  .ndo_set_rx_mode  = dm9000_hash_table,//设置DM9000的组播地址
  .ndo_do_ioctl   = dmfe_do_ioctl,//dm9000的ioctl实际上是使用了mii的ioctl
  .ndo_change_mtu   = eth_change_mtu,
  .ndo_get_stats = dmfe_get_stats,
  .ndo_validate_addr  = eth_validate_addr,
  .ndo_set_mac_address  = eth_mac_addr,
};

6.注册net_device结构体：register_netdev()

DM9000发包分析

    

DM9000共16k的SRAM中，地址0x0000~0x0BFF（3k）是TX Buffer， 地址0x0C00~0x3FFF（13k）是RX Buffer。发送一个包的具体步骤如下：
Step 1： 检查存储数据宽度。通过读取中断状态寄存器（ISR）的bit[7:6]来确定是8bit，16bit还是32bit。
Step 2： 写数据到TX SRAM中。
Step 3： 写传输长度到TXPLL和TXPLH寄存器中。
Step 4： 设置TXCR寄存器的bit[0]TXREQ来开始发送一个包。

配置使用内核自带DM9000驱动

• 内核配置

   -> Device Drivers 
        -> Network device support
            -> Ethernet driver support 
                -> DM9000 support

• arch/arm/mach-s3c24xx/mach-smdk2440.c 添加资源与平台设备。

#include <linux/dm9000.h>
#define MACH_SMDK2440_DM9K_BASE    (S3C2410_CS4 + 0x300)
static struct resource smdk2440_dm9k_resource[] = {
       [0] = {
              .start = MACH_SMDK2440_DM9K_BASE,
              .end   = MACH_SMDK2440_DM9K_BASE + 3,
              .flags = IORESOURCE_MEM
       },
       [1] = {
              .start = MACH_SMDK2440_DM9K_BASE + 4,
              .end   = MACH_SMDK2440_DM9K_BASE + 7,
              .flags = IORESOURCE_MEM
       },
       [2] = {
              .start = IRQ_EINT7,
              .end   = IRQ_EINT7,
              .flags = IORESOURCE_IRQ | IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,
       }
};
/*
 * The DM9000 has no eeprom, and it's MAC address is set by
 * the bootloader before starting the kernel.
 */
static struct dm9000_plat_data SMDK2440_dm9k_pdata = {
       .flags             = (DM9000_PLATF_16BITONLY | DM9000_PLATF_NO_EEPROM),
};

static struct platform_device smdk2440_device_eth = {
       .name            = "dm9000",
       .id           = -1,
       .num_resources      = ARRAY_SIZE(smdk2440_dm9k_resource),
       .resource = smdk2440_dm9k_resource,
       .dev        = {
              .platform_data       = &SMDK2440_dm9k_pdata,
       },
};

• 将定义好的平台设备添加到初始化数组当中

static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {
       ......
       &smdk2440_device_eth,                     //添加该句
};

• 重新编译内核 make uImage ，并复制到tftp目录下 cp arch/arm/boot/uImage /home/ningjw/tftpboot
• 烧录内核

tftp 0x30000000 uImage
nand erase.part kernel
nand write.jffs2 0x30000000 0x60000 $filesize

• 重启开发板，还能够启动网络文件系统，一直DM9000成功