【学习笔记】DM9000裸机驱动（三）之简单ARP协议的实现

1 ARP协议简介

ARP协议是Address Resolution Protocol（地址解析协议）的缩写。所谓的“地址解析”就是主机在发送帧前将目标IP地址转换为目标MAC地址的过程。

ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址（32位），查询目标设备的MAC地址（48位），以保证通信的顺利进行。

2 ARP协议的数据结构

typedef struct _arp_hdr		//以太网头部 + ARP首部结构
{
ETH_HDR  ethhdr;//以太网首部

U16  hwtype;//硬件类型（1表示传输的是以太网MAC地址）
U16  protocol;//协议类型（0x800表示传输的IP地址）

U8   hwlen;//硬件地址长度（6）
U8   protolen;//协议地址长度（4）

U16  opcode;//操作（1表示ARP请求，2表示ARP应答）

U8   s_mac[6];//发送者MAC地址
U8	 s_ipaddr[4];//发送者IP地址

U8	 d_mac[6];//目的端MAC地址
U8   d_ipaddr[4];//目的端IP地址
}ARP_HDR;

3 发送ARP请求数据包

3.1 发送ARP数据包的过程

（1）为ARP协议的数据包的相关值进行赋值。

（2）设置发送的数据包的长度

（3）发送数据包

3.2 发送ARP数据包的函数

void arp_request(void)	//发送ARP请求数据包
{

///////////////////经验发现：每次发射前，需要进行一定的初始化////////////////////////////////////
//3.2 软件复位
DM9000_Write(NCR,0x03);	//软件复位，MAC内部循环反馈（？）
uDelay(3000);			//延时10us以上，等待软件复位完成
DM9000_Write(NCR,0x00);	//复位完成，设置正常工作模式
DM9000_Write(NCR,0x03);	//第二次软件复位。确保软件复位完全成功
uDelay(3000);
DM9000_Write(NCR,0x00);

//3.3 使能中断
DM9000_Write(IMR,0x80);//使能指向SRAM的指针的自动返回功能

//3.4 清除原网络和中断状态
////DM9000_Write(NSR,0x2c);	//清除各种状态标志位
DM9000_Write(ISR,0xbf);	//清除所有中断标志位,8-bit

//3.5 对发射和接收进行新的控制
//    对中断进行新的控制
DM9000_Write(RXCR,0x39);//接收控制
DM9000_Write(TXCR,0x00);//发送控制
DM9000_Write(BPTR,0x3f);//设置RX的最低阀值，小于将产生拥塞
DM9000_Write(FCTR,0x00);//接收FIFO门限3K，8K
DM9000_Write(FCR,0xff);//启动一些控制功能
DM9000_Write(SMCR,0x00);//未启动特殊模?
///////////////////////////////////////////////////////

ARPBUF = (ARP_HDR*)&Buffer;	//ARPBUF指向Buffer

//为ARPBUF赋值
memcpy(ARPBUF->ethhdr.d_mac,host_mac_addr,6);
memcpy(ARPBUF->ethhdr.s_mac,mac_addr,6);
ARPBUF->ethhdr.type = HON(0x0806);

ARPBUF->hwtype = HON(1);
ARPBUF->protocol = HON(0x0800);

ARPBUF->hwlen = 6;
ARPBUF->protolen =4;

ARPBUF->opcode = HON(1);

memcpy(ARPBUF->s_mac, mac_addr,6);
memcpy(ARPBUF->s_ipaddr, ip_addr,4);

memcpy(ARPBUF->d_mac, host_mac_addr,6);//
memcpy(ARPBUF->d_ipaddr, host_ip_addr,4);

packet_len = 42;//14+28
//将ARP发送出去
DM9000_sendPacket(Buffer, packet_len);
}

4 ARP协议接收处理函数

4.1 ARP协议接收数据包的处理过程

（1）根据 HON(ARPBUF->ethhdr.type)判断所接受的数据包是否符合ARP协议

（2）根据HON(ARPBUF->opcode)判断接收的是请求还是应答。

4.2 ARP协议接收处理函数

U8 arp_process(void)	//ARP接收函数，成功返回1，否则返回0
{

ARPBUF = (ARP_HDR*)&RX_Buffer;	//ARPBUF指向Buffer

if( HON(ARPBUF->ethhdr.type) != 0x0806)
{
Uart_Printf("非ARP协议包");
return 0;
}
else
{
Uart_Printf("\r\n收到的为ARP协议包\r\n");
}

//简单判断ARP数据包是否有损坏，有损坏则丢弃，不予处理
if(packet_len < 28)	//数据包长度小于28个字节，为无效数据。
{
Uart_Printf("未进入，数据包长度小");
return 0;
}

switch (HON(ARPBUF->opcode) )
{
case 1:	//处理ARP请求
if(
//判断是否是自己的IP，是否向自己询问MAC地址
(ARPBUF->d_ipaddr[0] == ip_addr[0]) &&
(ARPBUF->d_ipaddr[1] == ip_addr[1]) &&
(ARPBUF->d_ipaddr[2] == ip_addr[2]) &&
(ARPBUF->d_ipaddr[3] == ip_addr[3])   )
{
ARPBUF->opcode = HON(2);	//设置为ARP应答
memcpy(ARPBUF->ethhdr.d_mac,ARPBUF->ethhdr.s_mac,6);
memcpy(ARPBUF->ethhdr.s_mac,mac_addr,6);
memcpy(ARPBUF->s_mac, mac_addr,6);
memcpy(ARPBUF->s_ipaddr, ip_addr,4);
memcpy(ARPBUF->d_mac, ARPBUF->s_mac,6);//
memcpy(ARPBUF->d_ipaddr, ARPBUF->s_ipaddr,4);

packet_len = 42;
DM9000_sendPacket(RX_Buffer,packet_len);	//发送ARP数据包
Uart_Printf("TQ接收到ARP请求包");
return 1;
}
else
{
return 0;
}
break;
case 2:	//处理ARP应答
//Uart_Printf("\r\nARPBUF->d_ipaddr[3]=%d\r\n",ARPBUF->d_ipaddr[3]);
//Uart_Printf("\r\n ip_addr[3]=%d\r\n",ip_addr[3]);
if(//再次判断是否是自己的IP，是否向自己询问MAC地址
(ARPBUF->d_ipaddr[0] == ip_addr[0]) &&
(ARPBUF->d_ipaddr[1] == ip_addr[1]) &&
(ARPBUF->d_ipaddr[2] == ip_addr[2]) &&
(ARPBUF->d_ipaddr[3] == ip_addr[3])
)
{
memcpy(host_mac_addr,ARPBUF->s_mac,6);//保存服务器MAC地址
Uart_Printf("TQ接收到ARP应答包");
return 1;
}
else
{
return 0;
}
break;
default://不是ARP协议
Uart_Printf("进入default");
return 0;
break;
}
}