专题18-网卡搭建新通道
第1课-网卡基本工作原理
- 网络模型
（1） OSI七层模型
OSI(Open SystemInterconnection)，开放式系统互联参考模型。它把网络协议从逻辑上分为了7层。通过七个层次使不同的系统网络之间实现可靠的通讯。
（2） Linux四层模型
OSI参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。与此对照，由技术人员自己开发的TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。
- 网卡硬件模型
（1） 硬件总体架构
网卡的实质就是MAC通过MII接口控制PHY的过程。
（2） MAC
MAC主要负责数据帧的构建、数据差错检查、传送控制等。
（3） PHY
PHY是物理接口收发器，属于物理层，当它收到MAC过来的数据时，它会去加上校验码，然后按照物理层的规则进行数据编码，再发送到传输介质上。接收过程则相反
（4） MII接口
MII：媒体独立接口, “媒体独立”表明MAC一定情况下，任何类型的PHY设备都可以正常工作。
- DM9000工作特性
（1） 片选
（2） 对外接口
第2课-DM9000驱动程序设计
#include "dm9000.h"
#define DM_ADD (*((volatile unsigned short *)0x20000300))
#define DM_DAT (*((volatile unsigned short *)0x20000304))
#define GPFCON (*(volatile unsigned *)0x56000050) //Port F control
#define EXTINT0 (*(volatile unsigned *)0x56000088) //External interrupt control register 0
#define EINTMASK (*(volatile unsigned *)0x560000a4) //External interrupt mask
#define SRCPND (*(volatile unsigned *)0x4a000000) //Interrupt request status
#define INTPND (*(volatile unsigned *)0x4a000010) //Interrupt request status
#define INTMSK (*(volatile unsigned *)0x4a000008) //Interrupt mask control
#define EINTPEND (*(volatile unsigned *)0x560000a8) //External interrupt pending
#define BWSCON (*(volatile unsigned *)0x48000000) //Bus width & wait status
#define BANKCON4 (*(volatile unsigned *)0x48000014) //BANK4 control
typedef unsigned int u32;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned char u8;
u8 mac_addr[6] = {9,8,7,6,5,4};
u8 buffer[1000];
void cs_init()
{
BWSCON = BWSCON & (~(0x3<<16));
BWSCON = BWSCON |(0x1<<16);
BANKCON4 = (0x0<<13)|(0x0<<11)|(0x7<<8)|(0x1<<6)|(0x0<<4)|(0x0<<2)|(0x0<<0);
}
void int_init()
{
GPFCON = GPFCON &(~(0x3<<14));
GPFCON = GPFCON |(0x2<<14);
EXTINT0 = EXTINT0 & (~(0x7<<28));
EXTINT0 = EXTINT0 | (0x1<<28);
INTMSK = INTMSK &(~(1<<4));
EINTMASK = EINTMASK & (~(0x1<<7));
SRCPND = (1<<4);
INTPND = (1<<4);
}
void dm9000_reg_write(u16 reg,u16 data)
{
DM_ADD = reg;
DM_DAT = data;
}
u8 dm9000_reg_read(u16 reg)
{
DM_ADD = reg;
return DM_DAT;
}
void dm9000_reset()
{
dm9000_reg_write(DM9000_GPCR, GPCR_GPIO0_OUT);
dm9000_reg_write(DM9000_GPR, 0);
dm9000_reg_write(DM9000_NCR, (NCR_LBK_INT_MAC | NCR_RST));
dm9000_reg_write(DM9000_NCR, 0);
dm9000_reg_write(DM9000_NCR, (NCR_LBK_INT_MAC | NCR_RST));
dm9000_reg_write(DM9000_NCR, 0);
}
void dm9000_probe(void)
{
u32 id_val;
id_val = dm9000_reg_read(DM9000_VIDL);
id_val |= dm9000_reg_read(DM9000_VIDH) << 8;
id_val |= dm9000_reg_read(DM9000_PIDL) << 16;
id_val |= dm9000_reg_read(DM9000_PIDH) << 24;
if (id_val == DM9000_ID) {
printf("dm9000 is found ! ");
return ;
} else {
printf("dm9000 is not found ! ");
return ;
}
}
void dm9000_init()
{
u32 i;
/*设置片选*/
cs_init();
/*中断初始化*/
int_init();
/*复位设备*/
dm9000_reset();
/*捕获dm9000*/
dm9000_probe();
/*MAC初始化*/
/* Program operating register, only internal phy supported */
dm9000_reg_write(DM9000_NCR, 0x0);
/* TX Polling clear */
dm9000_reg_write(DM9000_TCR, 0);
/* Less 3Kb, 200us */
dm9000_reg_write(DM9000_BPTR, BPTR_BPHW(3) | BPTR_JPT_600US);
/* Flow Control : High/Low Water */
dm9000_reg_write(DM9000_FCTR, FCTR_HWOT(3) | FCTR_LWOT(8));
/* SH FIXME: This looks strange! Flow Control */
dm9000_reg_write(DM9000_FCR, 0x0);
/* Special Mode */
dm9000_reg_write(DM9000_SMCR, 0);
/* clear TX status */
dm9000_reg_write(DM9000_NSR, NSR_WAKEST | NSR_TX2END | NSR_TX1END);
/* Clear interrupt status */
dm9000_reg_write(DM9000_ISR, ISR_ROOS | ISR_ROS | ISR_PTS | ISR_PRS);
/*填充MAC地址*/
for (i = 0; i < 6; i++)
dm9000_reg_write(DM9000_PAR+i, mac_addr[i]);
/*激活DM9000*/
dm9000_reg_write(DM9000_RCR, RCR_DIS_LONG | RCR_DIS_CRC | RCR_RXEN);
/* Enable TX/RX interrupt mask */
dm9000_reg_write(DM9000_IMR, IMR_PAR);
}
void dm9000_tx(u8 *data,u32 length)
{
u32 i;
/*禁止中断*/
dm9000_reg_write(DM9000_IMR,0x80);
/*写入发送数据的长度*/
dm9000_reg_write(DM9000_TXPLL, length & 0xff);
dm9000_reg_write(DM9000_TXPLH, (length >> 8) & 0xff);
/*写入待发送的数据*/
DM_ADD = DM9000_MWCMD;
for(i=0;i<length;i+=2)
{
DM_DAT = data[i] | (data[i+1]<<8);
}
/*启动发送*/
dm9000_reg_write(DM9000_TCR, TCR_TXREQ);
/*等待发送结束*/
while(1)
{
u8 status;
status = dm9000_reg_read(DM9000_TCR);
if((status&0x01)==0x00)
break;
}
/*清除发送状态*/
dm9000_reg_write(DM9000_NSR,0x2c);
/*恢复中断使能*/
dm9000_reg_write(DM9000_IMR,0x81);
}
#define PTK_MAX_LEN 1522
u32 dm9000_rx(u8 *data)
{
u8 status,len;
u16 tmp;
u32 i;
/*判断是否产生中断，且清除*/
if(dm9000_reg_read(DM9000_ISR) & 0x01)
dm9000_reg_write(DM9000_ISR,0x01);
else
return 0;
/*空读*/
dm9000_reg_read(DM9000_MRCMDX);
/*读取状态*/
status = dm9000_reg_read(DM9000_MRCMD);
/*读取包长度*/
len = DM_DAT;
/*读取包数据*/
if(len<PTK_MAX_LEN)
{
for(i=0;i<len;i+=2)
{
tmp = DM_DAT;
data[i] = tmp & 0x0ff;
data[i+1] = (tmp>>8)&0x0ff;
}
}
}
void int_issue()
{
u32 i;
i = dm9000_rx(buffer);
SRCPND = (1<<4);
INTPND = (1<<4);
EINTPEND |= 1<<7;
}
第3课-ARP协议实现
- ARP协议介绍
在计算机网络中，数据发送的过程，就是一个把数据按照各层协议层层封装的过程。在这个过程中，最终要使用的协议通常是以太网协议（数据链路层协议）。
（1） 以太网通讯格式
目的MAC地址：接收者的物理地址源
MAC地址：发送者的物理地址
类型：标明高层的数据使用的协议类型
数据：高层的数据
CRC：校验码
（2） ARP协议功能
在以太网络中，每台计算机的唯一身份标示是MAC地址（物理层的地址），两台计算机要进行通讯，也必须知道对方的MAC地址，但是用户通常只知道对方的IP地址，这个时候，就可以利用ARP（地址解析协议）来向局域网中的所有计算机发送ARP请求包，收到请求包且满足条件的计算机将回复ARP应答包，告知其MAC地址。所以ARP协议是一种利用IP地址或者MAC地址的协议。
（3） ARP通讯格式
ARP包分为请求包和应答包，通过OP字段来区别。
- 编程实现ARP