SylixOS 协议栈学习（二）以太网网卡接口部分初始化

SylixOS 协议栈学习（二）以太网网卡接口部分初始化

        在《SylixOS_协议栈学习（一）网络接口结构》中，介绍了netif 结构体和netdev结构体。
       下面举个例子来看一个以太网网卡接口结构是怎样被初始化，还有数据包是如何接收和发送的。
  1.     static struct netdev_funcs net_drv = {                         ①
  2.        .init      = __enetCoreInit,
  3.        .transmit  = __enetCoreTx,
  4.        .receive   = __enetCoreRecv,
  5. };
  6.    pNetDev->speed        = 0;                              ②
  7.    pNetDev->mtu          = 1500;
  8.    pNetDev->hwaddr_len   = 6;
  9.    pNetDev->drv          =&net_drv;
  10.    lib_strcpy(ip,     "192.168.3.202");                         ③
  11.    lib_strcpy(gw,     "192.168.3.1");
  12.    lib_strcpy(netmask, "255.255.255.0");
  13.    netdev_add(pNetDev, ip, netmask, gw, IFF_UP |IFF_RUNNING | IFF_BROADCAST | IFF_MULTICAST) == 0) ;  ④
①声明了网卡驱动函数，分别是以太网初始化函数，以太网发送函数，以太网接收函数。
②声明了网卡驱动参数（省略了一部分）。
③声明了三个分别用于暂存 IP 地址、子网掩码和网关地址的变量。
④网卡驱动程序调用netdev_add函数来增加一个网络接口。

netdev_add函数源码：
  1. int  netdev_add (netdev_t *netdev, const char *ip, const char *netmask, const char *gw, int if_flags)
  2. {
  3. ......
  4.   netif = (struct netif *)netdev->sys;
  5.   lib_bzero(netif, sizeof(struct netif));
  6. ......
  7.   if (netifapi_netif_add(netif, &ip4, &netmask4, &gw4, netdev, netdev_netif_init, tcpip_input)) {
  8.     return (-1);
  9.   }
  10. ......
  11.   if (netdev->init_flags & NETDEV_INIT_AS_DEFAULT) {
  12.     netifapi_netif_set_default(netif);
  13.   }
  14. }
       netdev_add函数其实是netif_add的封装。最终还是通过调用netif_add函数来增加一个网络接口。（其中netdev->sys 是预留的用于存储netif结构体的成员变量），其中netdev_netif_init 是用户自己定义的底层接口初始化函数， tcpip_input 函数是向 IP 层递交数据包的函数。

 netif_add函数源码：
  1. struct netif *
  2. netif_add(struct netif *netif,
  3.           const ip4_addr_t *ipaddr, const ip4_addr_t *netmask, const ip4_addr_t *gw,
  4.           void *state, netif_init_fn init, netif_input_fn input)
  5. {
  6. ......
  7.   netif->state = state; //指向用户关心的信息，这里为 NULL
  8.   netif->num = netifnum++; //设置 num 字段，
  9.   netif->input = input; // input 函数被赋值 ，（tcpip_input向 IP 层递交数据包的函数）
  10. ......
  11.   netif_set_addr(netif, ipaddr, netmask, gw); //设置变量 enc28j60 的三个地址

  13.   if (init(netif) != ERR_OK) { //用户自己的底层接口初始化函数（netdev_netif_init自己定义的底层接口初始化函数）
  14.       return NULL;
  15.   }
  16.   netif->next = netif_list; //将初始化后的节点插入链表 netif_list
  17.   netif_list = netif; // netif_list 指向链表头
  18. ......
  19. }
       上面的初始化函数调用了用户自己定义的底层接口初始化函数，这里为netdev_netif_init函数，再来看看它的源代码：
  1. /* lwip netif add call back function */
  2. static err_t  netdev_netif_init (struct netif *netif)
  3. {
  4. ......
  5.   netif->output = etharp_output;  //IP 层发送数据包函数
  6. ......
  7.   netif->linkoutput = netdev_netif_linkoutput; //ARP 模块发送数据包函数
  8. ......
  9. }
至此，以太网网卡接口部分初始化结束。

在SylixOS中对LWIP进行了一次封装，最终使用的还是netif结构体和netif_add函数。
netif_add函数中填充了input、output、linkoutput等函数用于IP层从网卡上取得一个数据包、IP层向网卡发送一个数据包  、ARP 模块向网卡发送一个数据包。
以太网帧格式：


解析：
以太网目的地址：接收方设备的硬件地址（48bit，目的地址全为1的特殊地址是广播地址）。
以太网源地址：发送方的硬件地址
帧类型：表示后面数据的类型（其中，0x0806表示后面的数据是属于ARP包的，0x8035表示后面的数据属于RARP包，0x0800表示后面的数据是属于IP包）。
数据：（以太网帧数据要求最小为46字节，若小于该值，在不足的空间填充pad字节）。
CRC：用于帧内后续字节差错的循环冗余码检验（它也被称为FCS或帧检验序列）。
以太网帧传输最小长度要求64字节（6+6+2+46+4），在TCP/IP详解中提到的最小长度60字节包括以太网帧头但没包括以太网帧尾。
以太网帧传输最大长度要求1518字节（6+6+2+1500+4），最大值1500 称为以太网的最大传输单元（MTU），不同网络类型有不同MTU。
ARP报文仅28字节，所以通过以太网帧封装时，会填充18字节的PAD，达到数据段46字节的最小要求。

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