基于linux下的dm9000网卡移植全分析

转载：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6abf2c04010189ui.html

DM9000可以直接与ISA总线相连，也可以与大多数CPU直接相连。Mini2440采用的是dm9000直接连接CPU（s3c2440)上。就像是nandflash一样直接被挂在CUP上，被挂在s3c2440的bank4上。

 

小插曲1：s3c2440芯片把存储系统分为了8个Bank，由nGCS0[0]~nGCS[7] 这8根引脚决定当前访问的是哪一个Bank对应的存储器。其中，前6个Bank用于连接ROM或者SRAM（或者类似SRAM接口的存储器，如Nor Flash），而第7和第8个Bank用于连接SDRAM，并且规定由第7个Bank地址作为SDRAM的起始地址（即0x30000000）。S3c2440有27根地址线：2^27=128MB,所以一个bank最大可寻址128M, 8个bank说明s3c2440最大可寻址1G。

 

 

 

 

 

图一

 

小插曲2：当OM[1:0]=01时，bootingROM data width是16位，当[1:0]=10时，booting ROM datawidth是32位，当OM[1:0]=00时，从NAND FLASH启动。在友善之臂S3C2440开发板上，OM1引脚直接接地。所以说启动bank主要跟nGCS0[0]~nGCS[7]有关，但是OM【1：0】变化的话也会有细微的变化.

 

 

 

 

 

小插曲3：注意：不同的启动方式，内存的映射是不同的，当从Nand Flash启动时，片上的BootSRAM被映射到了高位地址（0x40000000），而非Nand Flash方式启动时，则映射到了0x00000000.

 

 

 

 

图二

 

 

 

 

 

 

 

 

图三

 

首先看一下DM9000的引脚和MINI2440的引脚连接

DM9000 MINI2440 功能描述
SD0 DATA0 数据信号
| |
SD15 DATA15 数据信号

CMD ADDR2 识别为地址还是数据
INT EINT7 中断
IOR# nOE 读命令使能
IOW# nWE 写命令使能
AEN nGCS4 片选使能

可以看出连接了16条数据线,1条地址线,而这唯一的一条地址线用于判断数据线传输的是地址还是数据,所以这16条数据线为数据和地址复用

画个简图吧:

 

 

 

 

图四

现在开始移植吧：

因为dm9000也是基于平台驱动的，所以我们移植起来会比较方便。

标准驱动移植和修改方法：了解驱动程序框架，确定外设使用的资源，然后将它“告诉”驱动程序，并进行适当设置使它们“可用“。

我们现在已经把外设连接原理图列在上面来了，硬件连接一目了然，所以可以开始移植了。

Linux-2.6.32.2 已经自带了DM9000 网卡驱动驱动，我们需要把mini2440使用到的硬件资源告诉它。

首先添加驱动所需的头文件 dm9000.h：

arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c（在你的开发板体系结构板级初始化文件上添加，我的位置是mach-s3c2440/mach-mini2440.c，你的如果不是就自己找一下）

#include

再定义DM9000 网卡设备的物理基地址，以便后面用到：

#define MACH_MINI2440_DM9K_BASE (S3C2410_CS4 +0x300)

问题一：s3c2410_cs4是什么？

见原理图三，nGCS3(也就是nLANLCS)被作为dm9000的选通引脚了，nGCS3选通的是bank4。bank4的起始坡地是:0x2000 0000即：s3c2410_cs4。

问题二：为什么要加0x300?

先看网上的回答吧：

1、 因为dm9000在板子上的地址是0x20000300.

2、 因为dm9000的TX0—TX2为悬空，iobase为0x300.

3、 这个需要看原理图，DM9000A中有一个16KB SRAM，所以0x20000000~0x20000000+16K之间。

唉，没有一个像样的答案，写的文章倒看似水平很高的样子，真是悲哀。可都是所谓的csdn专家呀！

我想上面的人，不知道是完全不懂硬件还是不懂装懂，自欺欺人！

首先，Mini2440只有27根地址线，addr0---addr26。可寻址范围是128M。

有八个bank用做为内存芯片的选通脚，可以寻址128M*8=1G.

 

 

 

即可寻址范围是：0x20000000-------0x20000000+128M（即：0x27FFFFFF）

所以地址写成0x20000000-------0x20000000+128M之间都是可以的，但是注意：addr2必须为0，为什么呢？呆会儿再分析。

上面的答案1，答案2，简直是无稽之谈，无中生有，混蛋答案。迷惑自己更迷惑大家。

上面的答案3，说DM9000A中有一个16KB SRAM，那这个地址应该和cup的地址线地址没有任何关系，因为dm9000是地址线和数据线复用的，

它根本没有用到cup的地址线，他的地址只根驱动写地址命令里面的数据有关。

再填充该平台设备的资源设置，以便和 DM9000 网卡驱动接口配合起来，如下

static struct resource mini2440_dm9k_resource[]= {

[0] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE, //addr2=0，此空间存放的是要发送的地址

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

[1] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4, //addr2=1，此空间存放的是要发送的数据

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 7,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

[2] = {

.start = IRQ_EINT7, //要使用的外部中断

.end = IRQ_EINT7,

.flags = IORESOURCE_IRQ |IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,

}

};

 

static struct dm9000_plat_data mini2440_dm9k_pdata = {

.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY |DM9000_PLATF_NO_EEPROM), //传送数据总线为16位宽度

};

static struct platform_device mini2440_device_eth = { //平台设备注册函数，告诉内核设备使用了这些硬件资源

.name = "dm9000",

.id = -1,

.num_resources =ARRAY_SIZE(mini2440_dm9k_resource),

.resource = mini2440_dm9k_resource,

.dev = {

.platform_data = &mini2440_dm9k_pdata,

},

};

 

这样我们把要发送的dm9000的地址信息固定放在了0x20000300,把要存放在该地址的数据存放在0x2000 0304。（因为地址和数据线复用，所以地址和数据需要分两次传送），即：数组【0】是dm9000要取的地址，数组【1】存放dm9000地址对应要存放的数据。数组[2]外部中断号

问题三：.end= MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,为什么尾地址是+3?

因为一个地址需要四个字节。

 

问题四：数组【1】.start= MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4，为什么？

注意这个地址是不能随便选的，必须根据数组【0】.start地址和硬件连接情况进行对应的。现在来回答之前提到的问题，为什么MACH_MINI2440_DM9K_BASE定义的时候addr2为能为0.？

请看原理图三，或者图四。

注意这里非常重要，一语双关。Addr2即是Cup的地址线addr0-----addr26中的一员：

1、它的任何一位变化都会使得当前CPU访问的地址发生变化。

2、他连接着dm9000的数据/地址选通引脚，即：addr2=0则写的是地址，addr2=1则写的是数据。

因为当我们的基址是：0x2000 0300的时候，我们现在要写数据了，这时候把addr2置高电平也就是1就开始写数据了，同时cup的访问地址发生改变，变成0x20000304了。（这样做有一个好处，就是我们要写地址了就写到0x2000 0300，要写数据了就写到0x20000300+4，而不需要特意的去改变选通脚状态。不需要写地址的时候特意置0，在写数据的时候特意置1，因为我们访问方式改变的时候选通也会随着改变。）

反过来，我们要设这个地址存放是dm9000的地址还是数据时要考虑addr2的情况。也就MACH_MINI2440_DM9K_BASEp这个地址可以设addr2=0的，0x20000000-------0x20000000+128M的任何一个地址。当然不同的开发板可能会不一样，我们硬件可以换成addr2----addr26中的任何一位。

（addr0，addr1，因为一个数据需要四个字节存放，所以这两位不能做为选通引脚，不然两个存放地址就有重叠的地方了，如果一个数据是一个字节大小则可以）

比如说：我们硬件设定addr3为dm9000读写选通引脚，MACH_MINI2440_DM9K_BASEp就设成0x20000000,那么可以这样写：

[0] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE, //addr3=0，此空间存放的是要发送的地址

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

[1] = {

.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 8, //addr3=1，此空间存放的是要发送的数据

.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 11,

.flags = IORESOURCE_MEM

},

 

数组【2】则是跟中断有关的硬件资源，这个查看上面的原理图与之对应就可以了。

 

问题六：.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY |DM9000_PLATF_NO_EEPROM),传送数据总线为什么选择16位宽度？

S2c2440支持8位，16位，32位数据传送。看上面的原理图三可知：dm9000只用了LDATA0----LDATA15即16位宽度。

 

继续移植：把网卡设备在开机的时候进行注册

static struct platform_device *mini2440_devices[] __initdata = {

&s3c_device_usb,

&s3c_device_lcd,

&s3c_device_wdt,

&s3c_device_i2c0,

&s3c_device_iis,

&mini2440_device_eth,

&s3c_device_nand,

&test2440_device_eth, //这里添加dm9000网卡设备

};

到此为止我们已经把设备注册完毕了，按理来说dm9000可以在s3c2440里面启动起来了，可是这里我们还需要对驱动进行修改。

 

问题七：不是平台驱动吗，内核已经实现了完整的设备无关的驱动吗，我们已经把设备物理信息告诉内核了为什么还要修改驱动呢？

别忘记了，我们这里注册的16位数据宽度，s3c2440默认的是32位数据宽度。还有不同的处理芯片时钟频率是不一样的，网卡使用的频率是有一个范围的。

 

接着我们修改驱动：

打开 linux-2.6.32.2/drivers/net/dm9000.c，头文件处添加2410 相关的配置定义，如下

红色部分：

#include

#include

#include

#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)

#include

#endif

#include "dm9000.h"

 

下面我们应该修改总线宽度和时序了。

dm9000_init(void)

{

#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)

unsigned int oldval_bwscon = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BWSCON;

unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BANKCON4;

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =

(oldval_bwscon & ~(3<<16)) |S3C2410_BWSCON_DW4_16 |

S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4; //使能总线宽度为16位,使能nWAIT

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4) =0x1f7c; // BANK4控制寄存器，用于控制BANK4外接设备的访问时序。

#endif

printk(KERN_INFO "%s Ethernet Driver,V%s\n", CARDNAME, DRV_VERSION);

returnplatform_driver_register(&dm9000_driver);

}

分析：

unsigned int oldval_bwscon = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BWSCON;

unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatileunsigned int *)S3C2410_BANKCON4;

这里不用管，是先把这个寄存器的值做好保存，然后等网卡操作结束后再恢复它。

具体分析下两两条就可以了。这里设及的bank寄存器也是硬件相关的，在arch\arm\mach-s3c2410\include\mach\ regs-mem.h

文件里有定义。

 如：

 ……

 #define S3C2410_BWSCON_DW3_8 (0<<12) 

 #define S3C2410_BWSCON_DW3_16 (1<<12) 

 #define S3C2410_BWSCON_DW3_32 (2<<12) 

 #define S3C2410_BWSCON_WS3 (1<<14) 

 #define S3C2410_BWSCON_ST3 (1<<15) 

 #define S3C2410_BWSCON_DW4_8 (0<<16) 

 #define S3C2410_BWSCON_DW4_16 (1<<16) 

 #define S3C2410_BWSCON_DW4_32 (2<<16) 

 #define S3C2410_BWSCON_WS4 (1<<18) 

 #define S3C2410_BWSCON_ST4 (1<<19) 

 ……

 具体查阅该文件与之对应。

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =

(oldval_bwscon & ~(3<<16)) |S3C2410_BWSCON_DW4_16 |

S3C2410_BWSCON_WS4 | S3C2410_BWSCON_ST4;

上面语句为使能总线宽度为16位,使能nWAIT

*((volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4)= 0x1f7c; // BANK4控制寄存器，用于控制BANK4外接设备的访问时序。

 

问题八：时序的设置为什么是0x1f7c？

这需要查看dm9000数据手册了解该时序过程到底占用了几个时钟周期，并根据CUP时钟速度进行计算，然后用示波器观察结果反复微调。如果不知道怎么算可以学习《计算组成原理》该书有关于时钟，脉冲，指令，总线……响应时间的计算介绍。上面我们设定的是一个很宽松的值，一般的处理器设置成那个值都可以用，但是响应速度当然会有所减慢因为我们是设置最宽松的值嘛。

网上有朋友计算过这个过程,复制过程贴到文章的最下方，如需了解可以查看。

 

移植完毕，下面对DM9000进行配制编译进内核。

#make menuconfig

开始在内核中配置网卡驱动，依次选择如下菜单项

Device Drivers --->Network device support ---> Ethernet (10 or100Mbit) --->

即可找到DM9000的配置项，加入了DM9000 的支持

 

然后执行：

#make zImage

 

到此为止dm9000所有的移植原理全部解析，并且用MINI2440的开发板，内核为linux2.6.32.2 进行过反复测试没有问题。

Over!

Over!

Over!

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网上朋友计算dm9000时序分析如下：http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=13321460&do=blog&id=2902457