关于以太网(Ethernet II)这个网络的个人理解以及应用（2）

惩戒上篇文章，这里说下实际的开发应用，

在stm32f107环境下实现如下功能：

- 以太网接口用作串口使用(区别于C/S模型)；

- 以太网接口接收全部的网内数据；

- 对网内数据包过滤，仅接收本机相关数据包及广播包；

工具：

anysend.exe：Anysend是基于Winpcap驱动开发的，实现以太网接口发送任意自组数据包的工具，各位请自行查找下载；

wireshark.exe：网络抓包工具

如果你是一个嵌入式开发人员，

MDK：嵌入式集成开发环境；

开发板：板载stm32f107处理器+PHY的开发板；

简要说下以太网外设：

以太网外设框图：

使用SMI接口(MDC、MDIO)读写PHY寄存器，参见下图的指引：

DMA发送描述符(接收描述符–略)：

相关寄存器的配置，主要关注MAC寄存器和DMA寄存器：

可能用到的MAC、DMA相关寄存器如下：

源码流程图如下：

部分源码：

接收数据处理程序：

/**
* @brief  Called when a frame is received
* @param  None
* @retval None
*/
void ETH_RxPkt_Handle(void)
{
u8 *buffer;
u16 len;
FrameTypeDef frame;
frame = ETH_RxPkt_ChainMode();
/* Obtain the size of the packet and put it into the "len"
variable. */
len = frame.length;
buffer= (u8*)frame.buffer;
memcpy(buff_rx,(u8*)&buffer[0], len);
/* Set Own bit of the Rx descriptor Status: gives the buffer back to ETHERNET DMA
设置Rx描述符Status的 OWN位*/
frame.descriptor->Status = ETH_DMARxDesc_OWN;
/* When Rx Buffer unavailable flag is set: clear it and resume reception
Rx缓冲区不可用时，清除ETH_DMASR_RBUS并且恢复接收*/
if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_RBUS) != (u32)RESET)
{
/* Clear RBUS ETHERNET DMA flag */
ETH->DMASR = ETH_DMASR_RBUS;
/* Resume DMA reception */
ETH->DMARPDR = 0;
}
//ETH_DMA_test();
}

获取接收到的数据信息(DMA描述符)

/*******************************************************************************
* Function Name  : ETH_RxPkt_ChainMode
* Description    : 获取接收到的数据信息(DMA描述符)
* Input          : None
* Output         : None
* Return         : frame: farme size and location
*******************************************************************************/
FrameTypeDef ETH_RxPkt_ChainMode(void)
{
u32 framelength = 0;
FrameTypeDef frame = {0,0};

/* Check if the descriptor is owned by the ETHERNET DMA (when set) or CPU (when reset)
检查这个描述符在被谁占用，DMA? CPU?*/
if((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_OWN) != (u32)RESET)
{ //不等于0，表示DMA正在使用描述符对应的缓冲区， 0==CPU占有，1==DMA占有，
frame.length = ETH_ERROR;

if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_RBUS) != (u32)RESET)
{
/* Clear RBUS ETHERNET DMA flag */
ETH->DMASR = ETH_DMASR_RBUS;
/* Resume DMA reception */
ETH->DMARPDR = 0;
}

/* Return error: OWN bit set */
return frame;
}

if(((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_ES) == (u32)RESET) && //无相关错误
((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_LS) != (u32)RESET) &&  //这个描述符指向的缓冲区是帧的最后一个缓冲区
((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_FS) != (u32)RESET))  //这个描述符包含帧的第一个缓冲区
{
/* Get the Frame Length of the received packet: substruct 4 bytes of the CRC
获取接收数据包的长度，需要减掉4字节的CRC*/
framelength = ((DMARxDescToGet->Status & ETH_DMARxDesc_FL) >> ETH_DMARxDesc_FrameLengthShift) - 4;

/* Get the addrees of the actual buffer */
frame.buffer = DMARxDescToGet->Buffer1Addr;
}
else
{
/* Return ERROR */
framelength = ETH_ERROR;
}

frame.length = framelength;

frame.descriptor = DMARxDescToGet;

/* Update the ETHERNET DMA global Rx descriptor with next Rx decriptor
更新DMA全局Rx描述符成为下一个Rx描述符*/
/* Chained Mode ==链表模式*/
/* Selects the next DMA Rx descriptor list for next buffer to read
选择下一个DMA Rx描述符链表为下一个缓冲区去读*/
DMARxDescToGet = (ETH_DMADESCTypeDef*) (DMARxDescToGet->Buffer2NextDescAddr);

/* Return Frame */
return (frame);
}

发送数据包的处理程序：

err_t ETH_TxPkt_Handle(u8* buff,u16 len)
{
int l = 0;
u8 *buffer =  (u8 *)ETH_GetCurrentTxBuffer();//获取当前的发送缓冲区地址
memcpy((u8*)&buffer[l], buff, len);
while(ETH_ERROR== ETH_TxPkt_ChainMode(len));
return 0;
}

更新DMA发送描述符：

/*******************************************************************************
* Function Name  : ETH_TxPkt_ChainMode
* Description    : Transmits a packet, from application buffer, pointed by ppkt.
* Input          : - FrameLength: Tx Packet size.
* Output         : None
* Return         : ETH_ERROR: in case of Tx desc owned by DMA
*                  ETH_SUCCESS: for correct transmission
*******************************************************************************/
u32 ETH_TxPkt_ChainMode(u16 FrameLength)
{
/* Check if the descriptor is owned by the ETHERNET DMA (when set) or CPU (when reset) */
if((DMATxDescToSet->Status & ETH_DMATxDesc_OWN) != (u32)RESET)
{  //被DMA占用
/* Return ERROR: OWN bit set */
return ETH_ERROR;
}

/* Setting the Frame Length: bits[12:0]
设置帧长*/
DMATxDescToSet->ControlBufferSize = (FrameLength & ETH_DMATxDesc_TBS1);

/* Setting the last segment and first segment bits (in this case a frame is transmitted in one descriptor) */
DMATxDescToSet->Status |= ETH_DMATxDesc_LS | ETH_DMATxDesc_FS;

/* Set Own bit of the Tx descriptor Status: gives the buffer back to ETHERNET DMA */
DMATxDescToSet->Status |= ETH_DMATxDesc_OWN;

/* When Tx Buffer unavailable flag is set: clear it and resume transmission */
if ((ETH->DMASR & ETH_DMASR_TBUS) != (u32)RESET)
{
/* Clear TBUS ETHERNET DMA flag */
ETH->DMASR = ETH_DMASR_TBUS;
/* Resume DMA transmission*/
ETH->DMATPDR = 0;
}

/* Update the ETHERNET DMA global Tx descriptor with next Tx decriptor */
/* Chained Mode */
/* Selects the next DMA Tx descriptor list for next buffer to send */
DMATxDescToSet = (ETH_DMADESCTypeDef*) (DMATxDescToSet->Buffer2NextDescAddr);

/* Return SUCCESS */
return ETH_SUCCESS;
}

应用：

以太网接口用作串口使用(区别于C/S模型)：

在MAC帧过滤寄存器上做文章：

ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Enable;//

关于发送数据环节，只能发送Ethernet II协议侦，不能发送IEEE802.3帧，问题查找中；

以太网接口接收全部的网内数据：

同上…

对网内数据包过滤，仅接收本机相关数据包及广播包；

ETH_InitStructure.ETH_ReceiveAll = ETH_ReceiveAll_Disable;//关闭接收所有的帧,来实现过滤掉 非本机为目的地址的数据
ETH_InitStructure.ETH_BroadcastFramesReception = ETH_BroadcastFramesReception_Enable;//允许接收所有广播帧
ETH_InitStructure.ETH_PromiscuousMode = ETH_PromiscuousMode_Disable;  //关闭混合模式的地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_MulticastFramesFilter = ETH_MulticastFramesFilter_Perfect;//对于组播地址使用完美地址过滤
ETH_InitStructure.ETH_UnicastFramesFilter = ETH_UnicastFramesFilter_Perfect;//对单播地址使用完美地址过滤

源码参考：

对网内数据包过滤，仅接收本机相关数据包及广播包”应用源码见网盘：

链接: http://pan.baidu.com/s/1qXFVzze 密码: gkka

这块说的比较笼统，毕竟以太网很庞大，本人理解有限，想说出来更加费劲，，，，大伙有情况再一块儿分析,,,,