Linux下网卡驱动程序

Linux下8019网卡驱动程序

福建鑫诺通信有限公司陈光平（chenggp_fj@）

本文以S3C44B0的CPU为例，详细解析了linux下RTL8019网卡驱动程序工作原理，其间知识大多来源互联网络，特别是浙大潘纲的论文，在此不一一列出，此文目的只是让嵌入式linux爱好者得到更多网卡驱动的资料，并获得交流机会，不足之处请指正

（一）、硬件相关部份

1、CPU与网卡的连接方式

(s3c44B0 CPU) (RTL 8019网卡)

CPU与网卡接线图

上图为S3c44b0CPU和网卡的接线图，此接法并非固定，如接法不同，则牵涉到很多相应的改动，下面会详细分析不同之处

从硬件部门得到：网卡在CPU的存储空间上接BANK4，即0x08000000（看44B0手册）外部中断号为：EXTINT3 （irqs.h文件获得值为22）

上面两个值可以查CPU手册，或询问硬件设计人员

由上图可以知道以下数据:

（1）、网卡与CPU地址线连接错开8位(A0接A8)

（2）、总共连线，其实4根就足够用了，因为每根线可以译码4个地址空间，总共是16个地址空间，每个地址空间对应一个寄存器地址，而8019总共就是16个寄存器（3）、一般是跳线模式，不使用9346芯片

1-1 基地址算法

首先8019的基地址是300H(见RTL8019芯片资料：选择IO总线地址)，但是有些硬件已在芯片中做过了偏移，比如我们的网卡已做了处理，基址已偏移到0x08000000，

那么因为网卡A0接CPU的A8，表示基地址左移8位，下一个寄存器reg0的地址就是：0x08000100（0000,0000,0001 0001,0000,0000）

还不理解的话我们看另一种接法：

（S3C44B0 CPU ） （RTL8019芯片） 这种接法地址线只错开一位，我们来看（假如仍使用BANK4）：

A1 A0，为何A0不能接A0，因为8019是共用数据线和地址线的，如果A0接A0的话，无法配置8位和16位方式

现在可以看到，基地址为300H 的话，左移一位(A0->A1)，就是600H,于是算出基地址为： 0x08000600,下一个寄存器的地址就是

0x08000602,因为都左移一位，相当于x2了

2、8019网卡的工作原理

本节主要讨论一下

8019是怎么工作的，如下图：

（本地DMA ） （远端DMA ）

（图2 与DMA 有关的寄存器 ）

2-1 远端DMA 和本地DMA

首先解释一下远端DMA 和本地DMA 的区别，以发送为例，网络发送数据是下面这样一个流程：

CPU 将数据先发送到网卡上的16KRAM 中，这之间必须要有一个数据通道，我们称为远端DMA ，而数据从网卡的RAM 中发出给链路，RTL8019控制器与RAM 之间的通道称为本地DMA

2-2 CPU 读写数据到网络芯片

先解释一下上面提到的几个重要的寄存器，我们从上面分阶段说明：

RBCR0，RBCR1：存放要读写数据的长度

RSAR0，RSAR1：存放数据到网络芯片（RAM）中存放的起始地址（而不是页号，但通常还是以某页的00为开始，如0x4000）

CR：向命令寄存器发出Remote DMA开始指令

上面的流程后面会详细解说

2-3 网络芯片发数据到以太网

CPU把数据用Remote DMA发到网络芯片之后，就可以用让网络芯片用Local DMA向

外数据了，需要设置如下的控制器：

TPSR：网络芯片要发送的数据在网络芯片RAM中的起始页号，所以发送的数据只能从某页的开头存放。

TBCR0，TBCR1：要发送的数据总长度

CR：向命令寄存器发出发送数据包的指令CMD_XMIT

然后程序就可以返回了，网络芯片会自动用Local DMA发数据包

2-4 网络芯片从以太网读数据

网络芯片在从以太网读数据过程中，会用到的寄存器如下：

PSTART，PSTOP：网络芯片接收数据缓冲区的起始和终止页号。形成一个接收缓冲环，每页256字节

CURR：接收缓冲环写页指针，初始化=PSTART

BNRY：接收缓冲环读页指针，初始化=PSTART

这四个寄存器在init函数里初始化，以后有数据包来到时，网络芯片会自动判断是否发给本机，是则用Local DMA存入数据，并自动修改读写指针

RTL8019接收包帧结构：

具体流程如下：

有了上面的收发包的格式，如何发送和接收数据包呢？看下图：

图3 发送缓冲区

先将待发送的数据包存入芯片RAM，给出发送缓冲区首地址和数据包长度（写入TPSR，TBCR0，1），启动发送命令（CR=3E），即可实现8019发送功能.8019会自动按以太网协议完成发送并将结果写入状态寄存器。

那么8019是怎样接收数据的呢？请看下图：

接收缓冲区构成一个循环FIFO队列，PSTART、PSTOP两个寄存器限定了循环队列的开始和结束页，CURR为写入指针，受芯片控制，BNRY为读出指针，由主机程序控制，根据CURR=BNRY+1？可以判断是否收到新的包，新收到的数据包按下图的格式存于以CURR 指出的地址为首址的RAM中

当CURR=BNRY时芯片停止接收数据包

总的说来，数据包是这样被主机写入芯片和从芯片RAM读出来的：主机设置好远端DMA 开始地址（RSAR0，1）和远端DMA数据字节数（RBCR0，1），并在CR中设置读写，就可以从远端DMA口寄存器读出芯片RAM里的数据或把数据写入RAM芯片,用个示例来说明一下（以发送为例）：

首先了解RBCR0，1中的远端DMA字节数在寄存器高低位上是怎么存储的？比如长度为