【程序】STM32F107VC单片机驱动DP83848以太网PHY芯片，移植lwip 2.1.2协议栈，并加入网线热插拔检测的功能（HAL库）
Keil5工程下载地址：https://pan.baidu.com/s/1Uf0eRFB35_-Sw_ovQf2Kwg（提取码：694k）
开发板：
杜邦线传输高速数字信号容易出错，所以在用面包板搭建开发环境时，最好使用25MHz时钟的MII接口。如果要用50MHz的RMII接口，那么杜邦线必须要非常非常短，否则时钟信号一旦失真，就无法收发数据！
如果DP83848的运行时钟是由单片机的PA8 MCO引脚输出的，那么DP83848的复位引脚一定要接一个下拉电阻。当单片机没有启动的时候，这个下拉电阻会使DP83848处于复位状态。因为单片机没有运行的时候，DP83848没有时钟信号，如果此时DP83848没有处于复位状态，将会对电路产生很大的影响！比如启动时单片机的串口输出会乱码。
网口的灯不要接反了，黄灯接LED_ACT，绿灯接LED_LINK。插了网线后，正常情况下是黄灯闪烁，绿灯常亮。
程序里面的USE_MII宏决定了是使用MII接口还是RMII接口。ETH_REMAP宏决定了是否重映射ETH引脚。
#define ETH_REMAP 1
#define USE_MII 0
DP83848的复位引脚接到PB15上（带外部下拉电阻），中断引脚接到PB14上（带外部上拉电阻）。
【代码讲解】
程序里面使用的lwip2.1.2除了下面几个文件是修改过的以外，其余的都是官网的原始文件：
修改的文件：ethernetif.c（修改前的原始文件位于contrib-2.1.0.zip）
添加的文件：arch/cc.h lwipopts.h
（lwip 2.0.3版本中的ethernetif.c文件位于lwip-2.0.3.zip压缩包的src/netif文件夹下。而lwip 2.1.0~2.1.2版本中的ethernetif.c文件则被移动到了contrib-2.1.0.zip压缩包的examples/ethernetif文件夹里面了, 里面有一些细微的修改）
系统时钟的配置是在clock_init函数里面完成的：
// 配置系统和总线时钟
void clock_init(void)
{
HAL_StatusTypeDef status;
RCC_ClkInitTypeDef clk = {0};
RCC_OscInitTypeDef osc = {0};
osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
osc.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV5;
osc.HSEState = RCC_HSE_ON;
osc.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
osc.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
osc.PLL2.HSEPrediv2Value = RCC_HSE_PREDIV2_DIV5;
osc.PLL2.PLL2MUL = RCC_PLL2_MUL8;
osc.PLL2.PLL2State = RCC_PLL2_ON;
osc.Prediv1Source = RCC_PREDIV1_SOURCE_PLL2;
status = HAL_RCC_OscConfig(&osc);
assert_param(status == HAL_OK);
// ADC时钟不能超过14MHz, 所以需要6分频, 72MHz经过分频后是12MHz
__HAL_RCC_ADC_CONFIG(RCC_ADCPCLK2_DIV6);
// 配置AHB和APB2总线时钟为72MHz, APB1总线时钟为36MHz
clk.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
clk.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
clk.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
clk.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
clk.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
HAL_RCC_ClockConfig(&clk, FLASH_LATENCY_2);
}
该函数将系统时钟配置为72MHz：AHB和APB2时钟为72MHz，APB1时钟为36MHz。
初始化DP83848的函数是DP83848_Init，该函数是在netif_add添加网卡时调用的，调用关系如下：
main -> net_config -> netif_add（或netif_add_noaddr） -> ethernetif_init -> low_level_init -> DP83848_Init
其中，low_level_init函数的代码如下：
/**
* In this function, the hardware should be initialized.
* Called from ethernetif_init().
*
* @param netif the already initialized lwip network interface structure
* for this ethernetif
*/
static void
low_level_init(struct netif *netif)
{
//struct ethernetif *ethernetif = netif->state;
int ret;
/* set MAC hardware address length */
netif->hwaddr_len = ETHARP_HWADDR_LEN;
/* set MAC hardware address */
ret = DP83848_Init();
DP83848_GetMACAddress(netif->hwaddr);
printf("MAC address: %02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X\n", netif->hwaddr[0], netif->hwaddr[1], netif->hwaddr[2], netif->hwaddr[3], netif->hwaddr[4], netif->hwaddr[5]);
/* maximum transfer unit */
netif->mtu = 1500;
/* device capabilities */
/* don't set NETIF_FLAG_ETHARP if this device is not an ethernet one */
netif->flags = NETIF_FLAG_BROADCAST | NETIF_FLAG_ETHARP | NETIF_FLAG_MLD6; // 这里MLD6是启用IPv6多播
if (ret == 0)
netif->flags |= NETIF_FLAG_LINK_UP; // 只有插了网线, 才设置这个标志
#if LWIP_IPV6 && LWIP_IPV6_MLD
/*
* For hardware/netifs that implement MAC filtering.
* All-nodes link-local is handled by default, so we must let the hardware know
* to allow multicast packets in.
* Should set mld_mac_filter previously. */
if (netif->mld_mac_filter != NULL) {
ip6_addr_t ip6_allnodes_ll;
ip6_addr_set_allnodes_linklocal(&ip6_allnodes_ll);
netif->mld_mac_filter(netif, &ip6_allnodes_ll, NETIF_ADD_MAC_FILTER);
}
#endif /* LWIP_IPV6 && LWIP_IPV6_MLD */
/* Do whatever else is needed to initialize interface. */
}
在这个函数里面，调用了DP83848_Init初始化网口。如果此时板子是插了网线的，那么函数返回0，没有插网线时返回-1。接着调用DP83848_GetMACAddress将网卡地址（在程序中由STM32单片机的器件ID生成）告诉lwip。接下来，如果插了网线（ret==0），则设置NETIF_FLAG_LINK_UP标志，告诉lwip网卡现在有网，这个操作和netif_set_link_up是等价的。NETIF_FLAG_MLD6表示启用IPv6多播功能，IPv6的运行依赖于多播，不打开多播的话IPv6是不能正常工作的。
接下来看看DP83848_Init函数：
int DP83848_Init(void)
{
uint32_t uid;
ETH_MACInitTypeDef macconf = {0};
GPIO_InitTypeDef gpio;
HAL_StatusTypeDef status;
RCC_PLLI2SInitTypeDef plli2s;
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
// PA2: MDIO, PA8: MCO
gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
gpio.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_8;
gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
// PB11: TX_EN, PB12~13: TXD0~1
gpio.Pin = GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio);
// PC1: MDC
gpio.Pin = GPIO_PIN_1;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio);
#if ETH_REMAP
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
__HAL_AFIO_REMAP_ETH_ENABLE();
#endif
#if USE_MII
// PB8: TXD3
gpio.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
gpio.Pin = GPIO_PIN_8;
gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio);
// PC2: TXD2
gpio.Pin = GPIO_PIN_2;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &gpio);
#else
// 必须在打开ETH的三个时钟前选择好RMII接口
__HAL_RCC_AFIO_CLK_ENABLE();
__HAL_AFIO_ETH_RMII();
#endif
// PB15: RESET_N (必须接外部下拉电阻, 否则单片机启动时串口会乱码)
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET); // 保证DP83848处于复位状态
gpio.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
gpio.Pin = GPIO_PIN_15;
gpio.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio);
// MCO给DP83848提供25MHz或50MHz的时钟
plli2s.HSEPrediv2Value = RCC_HSE_PREDIV2_DIV5;
plli2s.PLLI2SMUL = RCC_PLLI2S_MUL10;
HAL_RCCEx_EnablePLLI2S(&plli2s);
#if USE_MII
HAL_RCC_MCOConfig(RCC_MCO, RCC_MCO1SOURCE_PLL3CLK_DIV2, RCC_MCODIV_1);
#else
HAL_RCC_MCOConfig(RCC_MCO, RCC_MCO1SOURCE_PLL3CLK, RCC_MCODIV_1);
#endif
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_SET); // 时钟启动后, 才能撤销DP83848复位信号
// 根据器件ID生成MAC地址
uid = HAL_GetUIDw0() + HAL_GetUIDw1() + HAL_GetUIDw2();
memcpy(dp83848_mac + 3, &uid, 3);
// 初始化ETH
__HAL_RCC_ETHMAC_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_ETHMACRX_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_ETHMACTX_CLK_ENABLE();
heth.Instance = ETH;
heth.Init.AutoNegotiation = ETH_AUTONEGOTIATION_ENABLE; // 打开网络模式自动协商
heth.Init.ChecksumMode = ETH_CHECKSUM_BY_SOFTWARE;
heth.Init.MACAddr = dp83848_mac;
#if USE_MII
heth.Init.MediaInterface = ETH_MEDIA_INTERFACE_MII;
#else
heth.Init.MediaInterface = ETH_MEDIA_INTERFACE_RMII;
#endif
heth.Init.PhyAddress = DP83848_PHY_ADDRESS;
heth.Init.RxMode = ETH_RXPOLLING_MODE;
status = HAL_ETH_Init(&heth); // 一旦执行这个初始化函数, 所有的寄存器都会恢复默认值
HAL_ETH_WritePHYRegister(&heth, PHY_MICR, PHY_MICR_INT_OE | PHY_MICR_INT_EN); // 打开中断输出
HAL_ETH_WritePHYRegister(&heth, PHY_MISR, PHY_MISR_LINK_INT_EN); // 打开链路状态中断
macconf.BroadcastFramesReception = ETH_BROADCASTFRAMESRECEPTION_ENABLE;
macconf.MulticastFramesFilter = ETH_MULTICASTFRAMESFILTER_NONE; // 要使用IPv6, 必须要能接收多播帧
macconf.PassControlFrames = ETH_PASSCONTROLFRAMES_BLOCKALL;
HAL_ETH_ConfigMAC(&heth, &macconf);
HAL_ETH_DMARxDescListInit(&heth, dp83848_rx, dp83848_rxbuf[0], ETH_RXBUFNB);
HAL_ETH_DMATxDescListInit(&heth, dp83848_tx, dp83848_txbuf[0], ETH_TXBUFNB);
if (status != HAL_OK)
{
printf("Failed to start ETH!\n"); // 一般是因为网线没有插
return -1;
}
HAL_ETH_Start(&heth);
return 0;
}
在这个函数中，首先配置好ETH的GPIO引脚，然后用HAL_RCC_MCOConfig函数配置MCO时钟。时钟启用前，DP83848必须一直处于复位状态（PB15=0），否则将导致串口乱码。时钟启用后，才能撤销DP83848的复位信号（PB15=1）。还有很重要的一点，就是RMII接口的选择（__HAL_AFIO_ETH_RMII）必须在ETH时钟启用前（__HAL_RCC_ETHMAC_CLK_ENABLE）完成，否则将不能生效，导致后面数据包无法收发！基于这一点原因，后面的heth.Init.MediaInterface = ETH_MEDIA_INTERFACE_RMII实际上是没有作用的，但是却又不能不写。
DP83848本身没有MAC地址（网卡地址），所以需要我们自己生成一个MAC地址，同时告诉STM32 ETH和lwip协议栈。这里的生成方式是，前三位固定为00:80:E1，后三位由STM32的3个32位器件ID值（HAL_GetUIDw0~2）相加生成。特别注意的是，网卡的MAC地址必须为单播地址（第一个字节为偶数），绝对不可以设置一个多播MAC地址（第一个字节为奇数），否则在很多路由器上不能正常通信！
接着调用HAL_ETH_Init函数初始化ETH。这里面heth.Init.AutoNegotiation = ETH_AUTONEGOTIATION_ENABLE这句话很重要，这是开启自动协商功能，自动协商网络参数（全双工/半双工，10M或100M速率）。如果没有打开这个，那么可能会因为网络配置不正确而无法收发数据包！如果此时插了网线，那么HAL_ETH_Init返回HAL_OK，如果没有插网线则返回HAL_ERROR或HAL_TIMEOUT。
然后，调用HAL_ETH_WritePHYRegister函数写DP83848的寄存器，打开中断输出，插拔网线时能产生外部中断。
HAL_ETH_ConfigMAC函数配置MAC，开启多播和广播。必须要打开多播才能ping通IPv6地址，必须要打开广播才能ping通IPv4地址。
HAL_ETH_DMARxDescListInit和HAL_ETH_DMATxDescListInit函数用于初始化接收和发送缓冲区，网卡收到的数据都是保存在这些缓冲区里面的。
HAL_ETH_Start的作用是开启发送和接收。这里要注意的是，如果没有插网线，HAL_ETH_Init的返回值不为HAL_OK，就不需要打开发送和接收，函数直接返回-1，后面在初始化lwip时就不会设置NETIF_FLAG_LINK_UP标志位。插了网线之后，再由DP83848_Restart函数调用HAL_ETH_Start打开收发功能。
到这里为止，lwip就初始化完成了。由net_config配置网卡的IPv4和IPv6地址。
static void net_config(int use_dhcp)
{
ip4_addr_t ipaddr, netmask, gw;
if (use_dhcp)
netif_add_noaddr(&netif_dp83848, NULL, ethernetif_init, netif_input);
else
{
IP4_ADDR(&ipaddr, 192, 168, 137, 20);
IP4_ADDR(&netmask, 255, 255, 255, 0);
IP4_ADDR(&gw, 192, 168, 137, 1);
netif_add(&netif_dp83848, &ipaddr, &netmask, &gw, NULL, ethernetif_init, netif_input);
}
netif_set_default(&netif_dp83848);
netif_set_up(&netif_dp83848);
if (use_dhcp)
dhcp_start(&netif_dp83848);
netif_create_ip6_linklocal_address(&netif_dp83848, 1);
printf("IPv6 link-local address: %s\n", ipaddr_ntoa(netif_ip_addr6(&netif_dp83848, 0)));
netif_set_ip6_autoconfig_enabled((struct netif *)(uintptr_t)&netif_dp83848, 1);
}
当参数use_dhcp为0时，为固定IP地址、子网掩码和网关，当use_dhcp为1时，则通过DHCP获取。这里只需要执行dhcp_start就不用管了，插拔网线后，只要调用了netif_set_link_up/down函数，那么lwip自己会调用dhcp_network_changed函数重新通过DHCP获取地址。另外，判断DHCP是否获取到IP地址的函数是dhcp_supplied_address函数。
netif_create_ip6_linklocal_address函数创建网卡的IPv6本地链路地址（即fe80开头的地址），netif_set_ip6_autoconfig_enabled是通过SLAAC协议获取IPv6地址。这里进行(struct netif *)(uintptr_t)强制类型转换，仅仅是为了避免Keil编译器的警告，没有实际作用。
这里再强调一下，网卡必须要启用广播，IPv4才能正常工作。必须要启用多播，IPv6才能正常工作。
接下来看下main函数的主循环：
while (1)
{
if (DP83848_GetITStatus())
{
HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, PHY_MISR, &status);
printf("DP83848 interrupt occurred! status=%#x\n", status);
if (status & PHY_LINK_INTERRUPT)
{
// 这里必须要多读几次
HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, PHY_BSR, &value);
HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, PHY_BSR, &value);
if (value & PHY_LINKED_STATUS)
{
if (!netif_is_link_up(&netif_dp83848))
{
printf("Link is up!\n");
DP83848_Restart();
netif_set_link_up(&netif_dp83848);
}
}
else
{
printf("Link is down!\n");
DP83848_Stop();
netif_set_link_down(&netif_dp83848);
}
}
}
if (__HAL_ETH_DMA_GET_FLAG(&heth, ETH_DMA_FLAG_R) != RESET)
{
__HAL_ETH_DMA_CLEAR_FLAG(&heth, ETH_DMA_FLAG_R);
while (HAL_ETH_GetReceivedFrame(&heth) == HAL_OK)
ethernetif_input(&netif_dp83848);
}
display_ip();
sys_check_timeouts();
}
主循环中，if (DP83848_GetITStatus())判断是否产生了DP83848中断，如果有中断就处理中断。
if (__HAL_ETH_DMA_GET_FLAG(&heth, ETH_DMA_FLAG_R) != RESET)判断是否收到了网卡数据，如果收到了网卡数据，则交给lwip处理。
display_ip是我们自己实现的IP地址显示函数，当DHCP获取到IPv4地址后，以及SLAAC获取到IPv6地址后，将地址通过串口打印出来。显示IP地址的代码如下：
// 显示DHCP分配的IP地址
static void display_ip(void)
{
const ip_addr_t *addr;
static uint8_t ip_displayed = 0;
static uint8_t ip6_displayed = 0;
int i, dns = 0;
if (dhcp_supplied_address(&netif_dp83848))
{
if (ip_displayed == 0)
{
ip_displayed = 1;
printf("DHCP supplied address!\n");
printf("IP address: %s\n", ipaddr_ntoa(&netif_dp83848.ip_addr));
printf("Subnet mask: %s\n", ipaddr_ntoa(&netif_dp83848.netmask));
printf("Default gateway: %s\n", ipaddr_ntoa(&netif_dp83848.gw));
dns = 1;
}
}
else
ip_displayed = 0;
for (i = 1; i < LWIP_IPV6_NUM_ADDRESSES; i++) // 0号地址是本地链路地址, 不需要显示
{
if (ip6_addr_isvalid(netif_ip6_addr_state(&netif_dp83848, i)))
{
if ((ip6_displayed & _BV(i)) == 0)
{
ip6_displayed |= _BV(i);
printf("IPv6 address %d: %s\n", i, ipaddr_ntoa(netif_ip_addr6(&netif_dp83848, i)));
dns = 1;
}
}
else
ip6_displayed &= ~_BV(i);
}
// 显示DNS服务器地址
// 在lwip中, IPv4 DHCP和IPv6 SLAAC获取到的DNS地址会互相覆盖
if (dns)
{
addr = dns_getserver(0);
if (ip_addr_isany(addr))
return;
printf("DNS Server: %s", ipaddr_ntoa(addr));
addr = dns_getserver(1);
if (!ip_addr_isany(addr))
printf(" %s", ipaddr_ntoa(addr));
printf("\n");
}
}
sys_check_timeouts函数是lwip内部的定时处理，必须在主循环中调用这个函数。
DP83848_GetITStatus()根据PB14是否为低电平来判断是否产生了中断，如果产生了就处理中断。读取PHY_MISR寄存器看看产生了哪些中断。如果板子上没有将DP83848的INT中断引脚接到单片机上，那么可以通过一直轮询PHY_MISR寄存器是否不为0，来判断是否产生了中断。当PHY_MISR寄存器的PHY_LINK_INTERRUPT位为1时，表明产生了网线插拔中断。读取PHY_BSR寄存器两次判断是插了网线还是拔了网线。必须要读取两次，读取一次是不行的。如果PHY_BSR寄存器的PHY_LINKED_STATUS位为1，则说明是插了网线，此时调用DP83848_Restart打开ETH收发功能，然后netif_set_link_up告诉lwip现在网卡有网了。为了防止DP83848_Restart函数重复调用，这里加了一个netif_is_link_up判断。
DP83848_Restart函数的实现如下：
void DP83848_Restart(void)
{
uint32_t value;
// 只要打开了自动协商功能, 插上网线后就能自动开始协商, 不需要软件写寄存器来触发
do
{
HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, PHY_BSR, &value);
} while ((value & PHY_AUTONEGO_COMPLETE) == 0);
// 读取自动协商结果, 并写入STM32的ETH寄存器
HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, PHY_SR, &value);
if (value & PHY_DUPLEX_STATUS)
heth.Init.DuplexMode = ETH_MODE_FULLDUPLEX;
else
heth.Init.DuplexMode = ETH_MODE_HALFDUPLEX;
if (value & PHY_SPEED_STATUS)
heth.Init.Speed = ETH_SPEED_10M;
else
heth.Init.Speed = ETH_SPEED_100M;
HAL_ETH_ConfigMAC(&heth, NULL);
HAL_ETH_Start(&heth);
printf("ETH is restarted!\n");
}
这里同样要进行自动协商。由于我们最开始调用HAL_ETH_Init打开了自动协商功能，所以这里就不需要再打开了，插上网线后DP83848就会自己开始协商，我们只需要等待自动协商完毕，读取PHY_SR寄存器获取网络参数，然后HAL_ETH_ConfigMAC配置一下STM32 ETH的网络参数（第二个参数必须为NULL才行），HAL_ETH_Start使能收发就行了。
网线拔掉时，只需要调用HAL_ETH_Stop函数，然后调用netif_set_link_down函数告诉lwip现在网卡没网了就行。
void DP83848_Stop(void)
{
HAL_ETH_Stop(&heth);
printf("ETH is stopped!\n");
}
最后，我们来看一下数据包的收发。底层处理数据包发送的函数是low_level_output函数，处理数据包接收的函数是low_level_input函数，这是移植lwip时最重要的两个函数。
首先看数据包的发送：
static err_t
low_level_output(struct netif *netif, struct pbuf *p)
{
err_t err = ERR_OK;
//struct ethernetif *ethernetif = netif->state;
struct pbuf *q;
uint32_t i = 0;
//initiate transfer();
#if ETH_PAD_SIZE
pbuf_remove_header(p, ETH_PAD_SIZE); /* drop the padding word */
#endif
printf("[Send] len=%u", p->tot_len);
if (p->tot_len > ETH_TX_BUF_SIZE || !netif_is_link_up(netif))
{
printf(" (failed)\n");
err = ERR_IF;
goto end;
}
else
printf("\n");
while (heth.TxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN);
for (q = p; q != NULL; q = q->next) {
/* Send the data from the pbuf to the interface, one pbuf at a
time. The size of the data in each pbuf is kept in the ->len
variable. */
//send data from(q->payload, q->len);
memcpy((uint8_t *)heth.TxDesc->Buffer1Addr + i, q->payload, q->len);
i += q->len;
}
//signal that packet should be sent();
HAL_ETH_TransmitFrame(&heth, p->tot_len);
MIB2_STATS_NETIF_ADD(netif, ifoutoctets, p->tot_len);
if (((u8_t *)p->payload)[0] & 1) {
/* broadcast or multicast packet*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif, ifoutnucastpkts);
} else {
/* unicast packet */
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif, ifoutucastpkts);
}
/* increase ifoutdiscards or ifouterrors on error */
end:
#if ETH_PAD_SIZE
pbuf_add_header(p, ETH_PAD_SIZE); /* reclaim the padding word */
#endif
if (err == ERR_OK)
LINK_STATS_INC(link.xmit);
else
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif, ifouterrors);
return err;
}
发送前先做判断，如果发送的数据量大于缓冲区的大小（p->tot_len > ETH_TX_BUF_SIZE），或者网口没网（!netif_is_link_up(netif)），就返回错误。然后用while循环等待缓冲区可用（while (heth.TxDesc->Status & ETH_DMATXDESC_OWN)），再用for循环将pbuf里面的数据拷贝到发送缓冲区heth.TxDesc->Buffer1Addr中。最后调用HAL_ETH_TransmitFrame函数将数据包发送出去，发送的长度为p->tot_len。
再看看数据包的接收：
最开始main函数的主循环中，HAL_ETH_GetReceivedFrame接收了一个数据包后，调用ethernetif_input函数，这个函数又跳转到了low_level_input里面去了。
static struct pbuf *
low_level_input(struct netif *netif)
{
//struct ethernetif *ethernetif = netif->state;
struct pbuf *p, *q;
u16_t len;
uint32_t i = 0;
ETH_DMADescTypeDef *desc;
/* Obtain the size of the packet and put it into the "len"
variable. */
len = heth.RxFrameInfos.length;
printf("[Recv] len=%u\n", len);
#if ETH_PAD_SIZE
len += ETH_PAD_SIZE; /* allow room for Ethernet padding */
#endif
/* We allocate a pbuf chain of pbufs from the pool. */
p = pbuf_alloc(PBUF_RAW, len, PBUF_POOL);
if (p != NULL) {
#if ETH_PAD_SIZE
pbuf_remove_header(p, ETH_PAD_SIZE); /* drop the padding word */
#endif
/* We iterate over the pbuf chain until we have read the entire
* packet into the pbuf. */
for (q = p; q != NULL; q = q->next) {
/* Read enough bytes to fill this pbuf in the chain. The
* available data in the pbuf is given by the q->len
* variable.
* This does not necessarily have to be a memcpy, you can also preallocate
* pbufs for a DMA-enabled MAC and after receiving truncate it to the
* actually received size. In this case, ensure the tot_len member of the
* pbuf is the sum of the chained pbuf len members.
*/
//read data into(q->payload, q->len);
memcpy(q->payload, (uint8_t *)heth.RxFrameInfos.FSRxDesc->Buffer1Addr + i, q->len);
i += q->len;
}
//acknowledge that packet has been read();
MIB2_STATS_NETIF_ADD(netif, ifinoctets, p->tot_len);
if (((u8_t *)p->payload)[0] & 1) {
/* broadcast or multicast packet*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif, ifinnucastpkts);
} else {
/* unicast packet*/
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif, ifinucastpkts);
}
#if ETH_PAD_SIZE
pbuf_add_header(p, ETH_PAD_SIZE); /* reclaim the padding word */
#endif
LINK_STATS_INC(link.recv);
} else {
//drop packet();
LINK_STATS_INC(link.memerr);
LINK_STATS_INC(link.drop);
MIB2_STATS_NETIF_INC(netif, ifindiscards);
}
// 确认收到数据
desc = heth.RxFrameInfos.FSRxDesc;
for (i = 0; i Status |= ETH_DMARXDESC_OWN;
desc = (ETH_DMADescTypeDef *)(desc->Buffer2NextDescAddr);
}
heth.RxFrameInfos.SegCount = 0;
if (__HAL_ETH_DMA_GET_FLAG(&heth, ETH_DMA_FLAG_RBU) != RESET)
{
printf("Receive buffer unavailable!\n");
__HAL_ETH_DMA_CLEAR_FLAG(&heth, ETH_DMA_FLAG_RBU);
WRITE_REG(heth.Instance->DMARPDR, 0);
}
return p;
}
此函数将接收缓冲区heth.RxFrameInfos.FSRxDesc->Buffer1Addr中的数据复制到pbuf里面去，复制完了之后要释放接收缓冲区，将该数据包占用的缓冲区还给DMA（置位ETH_DMARXDESC_OWN）。而且还必须将heth.RxFrameInfos.SegCount清零，这一步很关键，否则接收后续数据包会出问题。最后，判断ETH_DMA_FLAG_RBU标志位，检查之前是否因缓冲区满了导致了接收停止，如果接收已停止，则对DMARPDR寄存器写0，恢复接收。这个操作没有封装成HAL库函数，所以必须直接写寄存器完成。
【程序运行结果】
开机时如果插了网线，串口的输出如下：
STM32F107VC DP83848
SystemCoreClock=72000000
MAC address: 00:80:E1:CD:9E:1A
[Send] len=350
IPv6 link-local address: FE80::280:E1FF:FECD:9E1A
DP83848 interrupt occurred! status=0x2c20
[Send] len=86
[Send] len=78
[Send] len=62
[Recv] len=590
[Send] len=350
[Send] len=86
[Recv] len=60
[Recv] len=590
[Send] len=42
[Send] len=42
[Send] len=86
[Send] len=42
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=90
[Recv] len=142
[Send] len=86
[Recv] len=142
[Recv] len=86
[Recv] len=90
[Send] len=42
DHCP supplied address!
IP address: 192.168.1.3
Subnet mask: 255.255.255.0
Default gateway: 192.168.1.1
DNS Server: FE80::1
[Recv] len=90
[Send] len=42
[Recv] len=60
[Send] len=70
[Send] len=42
[Send] len=78
[Send] len=42
IPv6 address 1: 240E:398:394:7C60:280:E1FF:FECD:9E1A
DNS Server: FE80::1
[Send] len=86
[Recv] len=90
[Recv] len=60
[Send] len=42
能够获取到IPv4和IPv6地址，以及DNS服务器的地址。
拔掉网线再重新插入，能产生网线插拔中断，然后DHCP也能重新获取IP地址：
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=60
DP83848 interrupt occurred! status=0x2820
Link is down!
ETH is stopped!
DP83848 interrupt occurred! status=0x2c20
Link is up!
ETH is restarted!
[Send] len=350
[Send] len=42
[Recv] len=590
DHCP supplied address!
IP address: 192.168.1.3
Subnet mask: 255.255.255.0
Default gateway: 192.168.1.1
DNS Server: 192.168.1.1
[Recv] len=60
如果开机的时候没有插网线，则ETH初始化失败，之后重新插了网线之后，也能正常通信，并获取到IP地址：
STM32F107VC DP83848
SystemCoreClock=72000000
Failed to start ETH!
MAC address: 00:80:E1:CD:9E:1A
IPv6 link-local address: FE80::280:E1FF:FECD:9E1A
DP83848 interrupt occurred! status=0x2c20
Link is up!
ETH is restarted!
[Send] len=350
[Recv] len=590
[Send] len=350
[Recv] len=60
[Recv] len=590
[Send] len=42
[Send] len=42
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Send] len=42
[Send] len=86
[Send] len=78
[Send] len=62
[Send] len=42
[Send] len=86
DHCP supplied address!
IP address: 192.168.1.3
Subnet mask: 255.255.255.0
Default gateway: 192.168.1.1
DNS Server: 192.168.1.1
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=60
[Recv] len=90
[Send] len=42
[Recv] len=60
[Send] len=70
[Recv] len=142
[Send] len=78
[Recv] len=86
[Recv] len=142
[Recv] len=60
[Send] len=42
[Send] len=78
[Send] len=86
[Recv] len=60
[Send] len=42
[Send] len=86
IPv6 address 1: 240E:398:394:7C60:280:E1FF:FECD:9E1A
DNS Server: FE80::1
[Recv] len=102
[Recv] len=122
[Recv] len=102
[Recv] len=122
[Send] len=42
电脑可以ping通板子的IPv4地址和IPv6地址，以及NetBIOS计算机名：
电脑可以通过IPv4和IPv6地址，以及NetBIOS计算机名，访问板子上的网页服务器：
作者：巨大八爪鱼
