摘 要： 主要研究了基于Linux內(nèi)核的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植,。Linux網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的體系結(jié)構(gòu)可以分為4層,，首先分析了各層的具體功能實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上充分利用S3C2440開發(fā)板完成DM9000網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植,，編譯內(nèi)核生成內(nèi)核鏡像,。最后介紹了網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)測試的三種方法，并采用第一種方法，即使用ifconfig進(jìn)行IP地址的設(shè)置,，完成了測試,。
關(guān)鍵詞： Linux內(nèi)核；網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng),；S3C2440,；DM9000
0 引言
以太網(wǎng)（Ethernet）是一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。在局域網(wǎng)中,，多個(gè)節(jié)點(diǎn)是共享傳輸介質(zhì)的,，這就必須由某種機(jī)制來決定某個(gè)時(shí)刻哪個(gè)設(shè)備占用傳輸介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)，因此,，局域網(wǎng)的鏈路層要有介質(zhì)訪問控制的功能,，即數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制LLC子層和介質(zhì)訪問控制MAC子層[1]。
本文主要研究基于S3C2440的DM9000網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植,。網(wǎng)絡(luò)對于嵌入式系統(tǒng)來說是必不可少的,，但是S3C2440沒有集成以太網(wǎng)接口，所以要想使S3C2440具備以太網(wǎng)的功能,，就必須擴(kuò)展網(wǎng)卡接口,。本文選擇外接DM9000，使其可以與以太網(wǎng)相連接,，并完成DM9000網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植,。
1 Linux網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)層次
Linux網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)可以劃分為4層，即網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口層,、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層,、設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能層和設(shè)備物理媒介層，內(nèi)核中是通過以dev_base為頭指針的設(shè)備鏈表來管理所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的,。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的編寫主要是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備net_device的初始化和數(shù)據(jù)包的收發(fā)函數(shù)[2],。
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口層最主要的功能是給上層協(xié)議提供透明的數(shù)據(jù)包發(fā)送和接收接口，當(dāng)上層的API或IP需要發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),，它將調(diào)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議接口層的dev_queue_xmit函數(shù)發(fā)送一個(gè)內(nèi)容為sk_buff的數(shù)據(jù),；當(dāng)上層需要接收數(shù)據(jù)時(shí)，則是通過向netif_rx函數(shù)傳遞一個(gè)sk_buff數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針來完成的[3],。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口層主要是為變化多端的網(wǎng)絡(luò)定義了一個(gè)統(tǒng)一且抽象的net_device,，實(shí)現(xiàn)了多種硬件在軟件層次上的統(tǒng)一。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要是填充net_device的成員并注冊net_device來實(shí)現(xiàn)硬件操作函數(shù)和內(nèi)核的掛接,。通常情況下,，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)以中斷方式接收數(shù)據(jù)，而net_device中則定義了poll_controller這種純輪詢的接口方式,，以提高Linux在寬帶系統(tǒng)上的性能,。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)功能層中對于具體的設(shè)備,，工程師應(yīng)該實(shí)現(xiàn)net_device中的open、stop,、tx,、hard_header、get_stats,、tx_timeout,、interruppt等函數(shù)。
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備媒介層直接對應(yīng)實(shí)際的硬件設(shè)備,，需要定義一組讀寫設(shè)備內(nèi)部寄存器的函數(shù),，如ior、iow[4],。
2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)移植
2.1 基于S3C2440的DM9000網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植
首先看內(nèi)核DM9000代碼，在/driver/net/Makefile查看：
obj-$（CONFIG_DM9000）+=dm9000.o
在/driver/net/Kconfig查看：
menuconfig NET_ETHERNET
bool "Ethernet （10 or 100Mbit）"
config DM9000
tristate "DM9000 support"
depends on ARM||BLACKFIN||MIPS
select CRC32
select MII
所以配置內(nèi)核make menuconfig時(shí),，需要選中這一項(xiàng),。
根據(jù)開發(fā)板電路圖知道，DM9000的AEN端口接到了nGCS4上,，INT端口接到了IRQ_EINT7上,，CMD端口接到了LADDR2上，數(shù)據(jù)線是SD0~SD15,，即數(shù)據(jù)線的位數(shù)是16 bit,。
根據(jù)S3C2440地址空間的分配與片選信號的定義知道，引腳nGCS4對應(yīng)的空間的起始地址為0x20000000,，這由系統(tǒng)地址線控制,。同時(shí)，DM9000使用的中斷號是IRQ_EINT7,。另外,，DM9000上的CMD信號用來控制是地址端口還是數(shù)據(jù)端口，如果CMD為0,，即LADDR2為0,，表示訪問地址寄存器；當(dāng)CMD為1,，即LADDR2為1,，表示訪問數(shù)據(jù)寄存器[5]。
2.2 DM9000驅(qū)動(dòng)的移植
在mach-S3C2440.c中添加如下代碼：
#include<linux/dm9000.h>
#define MACH_S3C2440_DM9K_BASE（S3C2410_CS4+0x300）
Static struct resource S3C2440_dm9k_resource[]={
[0]={//地址端口
.start=MACH_S3C2440_DM9K_BASE,，
.end=MACH_S3C2440_DM9K_BASE+3,，
.flags=IORESOURCE_MEM
}，
[1]={//數(shù)據(jù)端口
.start=MACH_S3C2440_DM9K_BASE+4,，
.end=MACH_S3C2440_DM9K_BASE+7,，
.flags=IORESOURCE_MEM
}，
[2]={//中斷號
.start=IRQ_EINT7，
.end=IRQ_EINT7,，
.flags=IORESOURCE_IRQ|IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,，
//高電平觸發(fā)
}
}；
Static struct dm9000_plat_data S3C2440_dm9k_pdata={
//數(shù)據(jù)線的位數(shù)是16 bit,，沒有使用E2PROM
.flags=（DM9000_PLATF_16BITONLY|DM9000_PLATF_NO_ EEPROM）,，
.dev_addr={0x08，0x90,，0x90,，0x90，0x90,，0x90},，
//MAC地址
}；
static struct platform_device S3C2440_device_eth={
.name="dm9000",，//設(shè)備名
.id=-1,，
.num_resources=ARRAY_SIZE（S3C2440_dm9k_resource），
.resource=S3C2440_dm9k_resource,，//資源
.dev={
.platform_data=&S3C2440_dm9k_pdata,，
//私有數(shù)據(jù)
}，
},；
最后在S3C2440的BSP文件mach-S3C2440.c中添加如下代碼：
static struct platform_device*S3C2440_devices[]__initdata={
……
& S3C2440_device_eth,，//添加
}；
移植完畢后編譯內(nèi)核生成內(nèi)核鏡像,。
3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)測試
網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有字符設(shè)備里的open,、close等函數(shù)，而是靠IP地址選擇路由,，Linux網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的路由選擇會(huì)自動(dòng)查找匹配合適的驅(qū)動(dòng),，這是網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)與其他兩種驅(qū)動(dòng)的主要區(qū)別[6]。
下面給出三種測試網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)是否正常的方法,。
?。?）使用ifconfig進(jìn)行IP地址的設(shè)置。
?。?）為了讓用戶獲取網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),，驅(qū)動(dòng)一般有一個(gè)net_device_stats結(jié)構(gòu)體，并提供get_stats函數(shù)接收它,。
?。?）應(yīng)用程序使用標(biāo)準(zhǔn)的socket、bind,、send等操作,。
本文采用第一種方法進(jìn)行雙向ping通測試,。首先在開發(fā)板終端上輸入命令ifconfig eth0 10.10.150.180，設(shè)置好開發(fā)板IP地址,，再將網(wǎng)口通過網(wǎng)線與PC相連,，查得PC IP地址是10.10.150.174。在Windows命令行界面上輸入命令ping 10.10.150.180,，得到如下結(jié)果：
Ping 10.10.150.180 with 32 bytes of data：
Reply from 10.10.150.180：bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 10.10.150.180：bytes=32 time<1ms TTL=64
Reply from 10.10.150.180：bytes=32 time<1ms TTL=64
接著在開發(fā)板終端上輸入命令ping 10.10.150.174,，得到如下結(jié)果：
Ping 10.10.150.174（10.10.150.174）：56 data bytes
64 bytes from 10.10.150.174：icmp_seq=0 ttl=64 time=0.9ms
64 bytes from 10.10.150.174：icmp_seq=1 ttl=64 time=0.9ms
64 bytes from 10.10.150.174：icmp_seq=2 ttl=64 time=0.9ms
測試結(jié)果表明網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)正常。
4 結(jié)論
本文基于S3C2440開發(fā)板,，通過外接DM9000網(wǎng)卡,，完成網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的移植，編譯內(nèi)核生成內(nèi)核鏡像,，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)的匹配,。最后通過ping命令測試網(wǎng)口是否能正常工作。本文的移植方法可為其他網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)移植作為參考,。
參考文獻(xiàn)
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