U-Boot中添加自定义网络通信的方法

U-boot没有TCP协议栈，不支持TCP（提出要在U-boot里面支持基于TCP的协议的项目经理你给我出去）。但是UDP还是有的。使用U-boot配合UDP可以做很多底层的功能。甚至我们规划在生产的时候使用U-boot来烧写Nand-Flash呢。

本文章没啥参考资料，完全是看着U-Boot的代码然后写出来的，转载请注明作者与出处。
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准备用于NetLoop的软件程序

要给U-Boot添加一个UDP处理工具，那么首先应该准备用于这个程序的.c和.h文件。比如我就写了amc_udp.c和amc_udp.h

准备UDP send函数

如何构建发送函数和接口视需求决定。但最终都是需要在函数内调用这个U-Boot API:

NetSendUDPPacket(uchar   *ether,
                 IPaddr_t dest,
                 int      dport,
                 int      sport,
                 int      len);

以下是各参数说明：

• ether：目标的以太网地址。如果是广播，则使用全局变量NetBroadcastAddr；如果未知，则指定全零的char[6]={0,0,0,0,0,0}
• dest：目标的IP地址。如果是广播，则指定0；如果是单播，则制定一个ulong值。可以指定已经设置好了的全局变量NetServerIP
• dport：包发送的目的端口，即远端端口
• sport：不是“sport”，而是“source-port”。包发送的源端口
• len：UDP包正文的长度。发送之前需要事先设置好正文，参见下文说明

上面提到了发送之前必须设置好正文，那么正文在哪呢？正文在net.c的一个全局变量中，应这样获得：

uchar *context = (uchar *)(NetTxPacket + NetEthHdrSize() + IP_HDR_SIZE);

准备UDP Timeout的处理函数

超时函数貌如static void amc_udp_timeout()。主要做一些超时时需要处理，然后设置

NetState = NETLOOP_FAIL

然后返回，这样NetLoop会提示错误退出。

准备接收处理函数

接收函数形式如：

static void amc_udp_handler(uchar *pkt, unsigned dest, unsigned srt, unsigned len);

下面列出可以在函数中获得的信息：

• IP报头：

IP_t *ipPky = pkt - (IP_HDR_SIZE);
这一句将pkt所代表的正文前推一段距离，以获得IP报文头，此时你可以完整获取报文信息，比如：
IPAddr_t ipFrom = ipPkg->ip_src; // 可以用于UDP response
而其他的一些信息，参见IP报文的格式可知。

• 端口信息：

dest表示目标port，可就是远端发往本地的port；相对应地，src代表远端port。

• IP报文正文：

pkt本身就是，使用len获得长度

• 完成处理：NetLoop的完成处理是看全局变量NetState的。一般设置为NETLOOP_FAIL或NETLOOP_SUCCESS都导导致NetLoop()结束。其他的暂时未研究。

准备NetLoop()调用接口

撰写一个诸如void amc_udp_start()的函数，开始整个功能。在开始之前，需要以下两句：

NetSetHandler(amc_udp_handler);
NetSetTimeout(AMC_UDP_TIMEOUT_SEC * CFG_HZ, amc_udp_timeout);

配置好handler和timeout回调之后，就可以send udp了。

另：传输过程中，建议设置NetBootFileXferSize代表传输大小，也就是NetLoop的返回值。

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修改net.c和net.h

首先要在net.h中添加一个协议名，如下“AMCUDP”：

typedef enum {
    BOOTP, RARP, ARP, TFTP, DHCP, PING, DNS, NFS,
    CDP, NETCONS, SNTP, AMCUDP
} proto_t;

然后在NetLoop中添加执行分支：

......
    switch (protocol) {
        case TFTP:
            ...
            break;
        
        ......
        
        case AMCUDP:
            amc_udp_start();
            break;
        
        default:
            break;
    }
......

后面U-boot自然会按照你写的函数处理网络接收和相应的动作。

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修改UDP checksum

在net.c中搜索if(0 == strcmp(getenv("udpsum"), "on"))，或者是直接搜udpsum可以找到UDP校验的开关。这里建议改为强制打开。

有一些U-boot是这样写的：

ip->xsum = ~NetCksum((uchar *)ip, IP_HDR_SIZE_NO_UDP / 2);

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启动自定义网络通信

NetLoop()函数的传入参数非常少，所以经常需要使用别的方法/函数或者是全局变量来配置。配置完成之后再开始NetLoop()。调用NetLoop监听的方法为：

netLoopRet = NetLoop(AMCUDP);

返回值小于0代表失败，可以重试

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关于ARP

理论上，当调用NetSendUDPPacket时，如果传入的MAC地址为全0的话，U-boot会自动完成ARP过程之后再发出自定义的ARP包。但我手头项目的U-Boot代码不是这样的，它直接获得MAC地址之后就什么都不做了，这可能是一个未完成的bug。

其实是可以解决这个问题嗒。修改方法参见下一篇文章