全志V3S嵌入式驱动开发 - 网卡驱动

bayche LV 6

一开始上来就说网卡，好像有点不太对劲。这主要是因为如果开发板可以连接网络的话，可以帮我们节约很多的时间，开发效率也会得到提高。另外一方面，v3s自身也比较特殊，因为它自己集成了mac和phy，所以驱动本身并不是那么好写。好在v3s帮助客户做好了这一点，我们要做的只是需要把内核升级到4.14.y就可以，其他什么都不用做。

查看翻了一下，在之前4.10.y版本里面，sun8i-v3s.dtsi文件当中根本没有emac的内容，但是在4.14.y当中，我们看到了相关的脚本，所以果断把内核切到4.14.y，

1、第一步，重新编译内核和dtb文件

注意更换zImage和sun8i-v3s-licheepi-zero-dock.dtb。其中设备树文件一定要跟着替换，这是至关重要的。有兴趣的同学，可以看这里的驱动代码

https://github.com/Lichee-Pi/linux/blob/zero-4.14.y/drivers/net/ethernet/stmicro/stmmac/dwmac-sun8i.c

2、启动开发板、插上网线

buildroot login: root
# ifconfig
lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

输入root密码之后，我们输入ifconfig，提示并没有网卡。这是什么情况？其实主要是因为还没有手动把网卡启动开来。只要输入ifconfig eth0 up即可，

# ifconfig eth0 up
[   13.914168] Generic PHY stmmac-0:01: attached PHY driver [Generic PHY] (mii_bus:phy_addr=stmmac-0:01, irq=POLL)
[   13.926199] dwmac-sun8i 1c30000.ethernet eth0: No MAC Management Counters available
[   13.933868] dwmac-sun8i 1c30000.ethernet eth0: PTP not supported by HW
# [   16.004609] dwmac-sun8i 1c30000.ethernet eth0: Link is Up - 100Mbps/Full - flow control rx/tx
 
# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:00:A4:52:F3:CC  
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)
          Interrupt:38 
 
lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

这个时候再输入ifconfig，就会发现多了一个eth0的网卡。这就是需要配置的部分，继续输入ip、netmask和gateway。

# ifconfig eth0 192.168.0.230 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.0.1
# ifconfig
eth0      Link encap:Ethernet  HWaddr 02:00:A4:52:F3:CC  
          inet addr:192.168.0.230  Bcast:192.168.0.1  Mask:255.255.255.0
          UP BROADCAST RUNNING MULTICAST  MTU:1500  Metric:1
          RX packets:15 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:1197 (1.1 KiB)  TX bytes:0 (0.0 B)
          Interrupt:38 
 
lo        Link encap:Local Loopback  
          inet addr:127.0.0.1  Mask:255.0.0.0
          UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
          RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
          TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
          collisions:0 txqueuelen:1000 
          RX bytes:0 (0.0 B)  TX bytes:0 (0.0 B)

        通过ifconfig查看，可以发现当前addr、bcast和mask都已经配置上了。为了进一步验证判断开发板和电脑之间是否通信正常，可以输入ping命令来验证，

# ping 192.168.0.101
PING 192.168.0.101 (192.168.0.101): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.0.101: seq=0 ttl=128 time=28.197 ms
64 bytes from 192.168.0.101: seq=1 ttl=128 time=48.854 ms
64 bytes from 192.168.0.101: seq=2 ttl=128 time=1.981 ms
64 bytes from 192.168.0.101: seq=3 ttl=128 time=96.510 ms
64 bytes from 192.168.0.101: seq=4 ttl=128 time=3.070 ms
^C
--- 192.168.0.101 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 1.981/35.722/96.510 ms

从打印来看一切正常，没有什么问题。

3、通过网络验证第一个用户侧程序

开发到现在，我们还没有开发过应用程序。不妨写一个简单的hello来验证下，像这样，

#include <stdio.h>
 
int main(int argc, char* argv[])
{
	printf("hello, world!\n");
	return 0;
}
        使用交叉编译器编译一下即可，

arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -g -o hello

编译好了，关键是我们怎么把程序从虚拟机拷贝到开发板呢。关于这个流程，可以这么来做，首先，把程序从虚拟机拷贝到windows目录下，

sudo cp hello /media/sf_Downloads/

接着，对于hello所在的目录，用python命令将其设置为web服务器的起始目录，

C:\Python39\python.exe  -m http.server 9000 --bind 192.168.0.101 -d C:\Users\feixiaoxing\Downloads

最后一步就比较简单了，那就是用开发板上面的wget命令下载hello文件，

# wget -c http://192.168.0.101:9000/hello
Connecting to 192.168.0.101:9000 (192.168.0.101:9000)
hello                100% |*******************************| 12264   0:00:00 ETA

注意，这个时候，hello文件还没有被当成是可执行文件，所以需要chmod一下才能执行，

# ls
hello
# chmod +x hello
# ls
hello
# ./hello
hello, world!

4、继续验证第一个驱动文件

前面我们说了应用程序是怎么写的，这个时候就可以看下驱动是怎么编写的，其实步骤差不多，首先准备驱动文件，

#include <linux/init.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/module.h>
 
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("feixiaoxing");
MODULE_DESCRIPTION("This is just a hello module!\n");
 
static int __init hello_init(void)
{
        printk(KERN_EMERG "hello, init\n");
        return 0;
}
 
static void __exit hello_exit(void)
{
        printk(KERN_EMERG "hello, exit\n");
}
 
module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

因为驱动本身是和kernel强绑定在一起的，所以一般情况下还需要写一个makefile，其中KDIR的位置十分重要，

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := hello.o
 
else
PWD  := $(shell pwd)
KDIR := /home/feixiaoxing/Desktop/linux-zero-4.14.y
all:
	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm
clean:
	rm -rf .*.cmd *.o *.mod.c *.ko .tmp_versions *.order *.symvers
endif

此时，所需要做的就是输入make命令即可，这样就可以生成ko文件。生成了hello.ko之后，接着就需要把这个文件copy到开发板上面，流程和copy应用层的执行文件是一样的，这里略过。

# wget -c http://192.168.0.101:9000/hello.ko
Connecting to 192.168.0.101:9000 (192.168.0.101:9000)
hello.ko             100% |*******************************|  3340   0:00:00 ETA

为了验证我们的驱动是否正确，可以通过insmod、lsmod和rmmod这个三个命令，并结合相关打印来综合进行判断。

# ls
hello     hello.ko
# lsmod
Module                  Size  Used by    Not tainted
# insmod hello.ko
[ 1704.500799] hello: loading out-of-tree module taints kernel.
[ 1704.507037] hello, init
# lsmod
Module                  Size  Used by    Tainted: G  
hello                  16384  0 
# rmmod hello
[ 1719.946160] hello, exit
# lsmod
Module                  Size  Used by    Tainted: G

5、总结

有了网络驱动，确实可以提高我们开发的效率。除了串口之外，网络几乎是嵌入式开发最重要的开发方式。当然，它不仅仅可以接收外部的命令控制，还可以和各种传感器进行通信，这样就能构成一个基本的嵌入式系统产品。