ARM嵌入式系统开发之发送过程的实现

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要通过网卡发送数据时，上层协议实体调用函数hard_start_xmit()，在我们的驱动程序中这个函数被映射成DM9000_wait_to_send_packet()函数，正如它名字中wait所表示的那样，这个函数只完成了等待发送的工作，实际的发送是调用DM9000_hardware_send_packet()函数完成的，这也是前面提到的buffer分配机制的一种体现。

在具体介绍这两个函数之前，有必要简单说一说DM9000芯片发送数据的工作原理。前面已经讲过，为了增加网络吞吐量DM9000芯片内部集成了8K的buffer，芯片对这些buffer采用了内存页面管理方式，每页256B，内部寄存器支持简单的内存分配指令。对于内核来说，发送数据只是把数据从内核送到芯片的buffer中去，实际向物理媒介上的发送和相关的控制（CSMA/CD）是由芯片自主完成的。完成情况通过中断的方式通知内核。

在数据发送中用到两个函数。函数DM9000_wait_to_send_packet()一方面实现和上层协议接口，另一方面检查buffer分配是否成功，如果成功就调用，DM9000_hardware_send_packet()将数据传送到buffer中去，如果不成功，则打开相关中断，在分配成功时由中断控制程序调用DM9000_hardware_send_packet()完成数据传送。这两个函数都用到Linux网络协议栈中很重要的一个数据结构sk_buff，关于它在讲接收程序时再详细介绍。下面结合代码片段分析这两个函数的功能实现。

static int DM9000_wait_to_send_packet( struct sk_buff* skb， struct net_device * dev )

{

struct DM9000_local *lp = (struct DM9000_local *)dev->priv;

word length;

unsigned short numPages;

word time_out;

word status;

lp->saved_skb = skb;

length = ETH_ZLEN < skb->len ? skb->len : ETH_ZLEN;

numPages = ((length & 0xfffe) + 6);

numPages >>= 8;

DM9000_SELECT_BANK( 2 );

outw( MC_ALLOC | numPages， MMU_CMD_REG );

}

以上代码从skb中读出数据长度做一些处理后，换算出所需的页面数。然后向芯片发出分配buffer的请求，MC_ALLOC和MMU_CMD_REG都是在头文件中定义的宏，MC_ALLOC是分配buffer空间的寄存器指令，而MMU_CMD_REG是MMU命令寄存器的地址。

time_out = MEMORY_WAIT_TIME;

do {

status = inb( INT_REG );

if ( status & IM_ALLOC_INT ) {

break;

}

} while ( -- time_out );

这段代码是检查buffer分配是否成功，检查的方法很特别。须说明一下，在系统初始化时buffer分配中断是被屏蔽的，所以即使分配成功也不会产生物理中断信号，但是中断状态寄存器仍然会有相应标志。这段代码正是利用这个特性，在一个时间范围内检查中断状态寄存器，检查分配是否成功，这个是一种忙等待，但因为time_out设得很小所以在有些时候它比中断方式效率高。

if ( !time_out ) {

DM9000_ENABLE_INT( IM_ALLOC_INT );

return 0;

}

如果超时，证明buffer忙，打开buffer分配中断，待分配成功时由中断程序完成有关操作。

DM9000_hardware_send_packet(dev);

netif_wake_queue(dev);

return 0;

}

如果不超时，直接调用DM9000_hardware_send_packet()完成发送。下面来看DM9000_hardware_send_packet()函数，它的主要功能一是把数据从sk_buff结构中传输到芯片buffer区，二是进行传输后处理。数据传输部分涉及一些特殊问题处理，例如按字（16b）传输时如何处理奇数字节的问题，以及构造以太网帧头结构问题等，这些问题各种网卡处理方式基本一致，相对比较烦琐，所以在代码片段中仅作表示。

static void DM9000_hardware_send_packet( struct net_device * dev )

{……

outsw( DATA_REG ， buf， (length ) >> 1);

/*对相关寄存器进行操作，将数据传送到芯片buffer*/

DM9000_ENABLE_INT( (IM_TX_INT | IM_TX_EMPTY_INT) );

lp->saved_skb = NULL;

dev_kfree_skb_any (skb);

dev->trans_start = jiffies;

netif_wake_queue(dev);

return;

}

传送后处理，具体为打开传送相关的异常情况中断，释放skb空间，设置发送时间、唤醒网络设备等待队列。

上述文字选自《ARM嵌入式Linux系统开发技术详解》一书

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2008-11-20 10:08
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