【嵌入式linux】修改网口MAC地址

使用带有网络功能的设备时，如果局域网内可能会连接很多台设备，为了保证网络通信正常，要确保每台设备的硬件Mac地址都不相同，一般在批量生产的时候可以根据产品序列号(sn号)固化每台设备的MAC地址，防止出现MAC冲突的问题。

修改MAC地址方法：
一、应用层
1.通过命令ifconfig修改:
ifconfig xxx(网口名) down
ifconfig xxx(网口名) hw ether xx:xx:xx:xx:xx:xx(MAC地址)
ifconfig xxx up（重启网卡）
如下图

2.通过linux的socket接口修改(上面命令行本质上也是这样实现的)
如下部分实现代码

#include #include #include #include #include #include #include #include #include int fd = -1;struct ifreq ifr;fd = Socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);if(fd < 0){printf("socket error\n");}memset(&ifr,0,sizeof(ifr));strcpy(ifr.ifr_name,eth_name);setsockopt(fd,SOL_SOCKET,SO_BINDTODEVICE,(char*)&ifr,sizeof(ifr));if(ioctl(fd,SioCGIFHWADDR,&ifr) < 0)  //获得MAC地址{printf("ioctl SIOCSIFHWADDR error\n");}unsigned char mac[6]={12,23,34,45,56,67};memcpy(ifr.ifr_hwaddr,mac,6);if(ioctl(fd,SIOCSIFHWADDR,&ifr) < 0)  //设置MAC地址{printf("ioctl SIOCSIFHWADDR error\n");}

在应用层修改MAC比较灵活方便，由app可随时设置和管理MAC地址。

二、kernel层修改
修改网卡的设备驱动，原理和下面uboot修改相似。在此不叙述。

三、uboot修改
kernel的网卡设备驱动最终是根据读网卡的MAC地址寄存器来向上层传递MAC地址的，因此在uboot修改相关寄存器也可以实现修改MAC地址。
这里以2019.01的uboot为例子。首先在uboot源码找到网络设备驱动的核心层，看看是怎么配置和初始化网络设备的。
uboot/ /net/eth-uclass.c (新的驱动基本使用DM框架，驱动核心层一般在xxx-uclass.c，老的在xxx_legacy.c一般不使用)。在网口eth_post_probe入口函数找到关于MAC地址的配置接口。

if (eth_get_ops(dev)->read_rom_hwaddr)eth_get_ops(dev)->read_rom_hwaddr(dev);eth_env_get_enetaddr_by_index("eth", dev->seq, env_enetaddr);if (!is_zero_ethaddr(env_enetaddr)) {if (!is_zero_ethaddr(pdata->enetaddr) &&memcmp(pdata->enetaddr, env_enetaddr, ARP_HLEN)) {printf("\nWarning: %s MAC addresses don't match:\n",dev->name);printf("Address in ROM is %pM\n",pdata->enetaddr);printf("Address in environment is %pM\n",env_enetaddr);}memcpy(pdata->enetaddr, env_enetaddr, ARP_HLEN);} else if (is_valid_ethaddr(pdata->enetaddr)) {eth_env_set_enetaddr_by_index("eth", dev->seq, pdata->enetaddr);printf("\nWarning: %s using MAC address from ROM\n",dev->name);} else if (is_zero_ethaddr(pdata->enetaddr) ||!is_valid_ethaddr(pdata->enetaddr)) {#ifdef CONFIG_NET_RANDOM_ETHADDRnet_random_ethaddr(pdata->enetaddr);printf("\nWarning: %s (eth%d) using random MAC address - %pM\n",dev->name, dev->seq, pdata->enetaddr);#elseprintf("\nError: %s address not set.\n",dev->name);return -EINVAL;#endif}

可得出在uboot设置MAC地址大概流程:通过在外部存储介质（ROM）、环境变量env读取或随机生成MAC地址保存到匹配到的网卡外设的驱动数据dev->platdata->enetaddr(6个字节，16进制数格式存放)里,在后续uboot初始化硬件外设的时候调用向MAC控制器的相关寄存器写MAC地址的接口，实现将enetaddr写入硬件。这里有三种方法获得MAC地址:
1.若设备驱动有实现read_rom_hwaddr接口则执行，实现从ROM中读取MAC地址保存到设备的驱动数据eth_pdata结构体中。这里以zynq-7010平台、ROM为qspi flash W25q512为例，网口的设备驱动在uboot/drivers/net/zynq_gem.c里面实现。

static const struct eth_ops zynq_gem_ops = {.start = zynq_gem_init,.send = zynq_gem_send,.recv = zynq_gem_recv,.free_pkt = zynq_gem_free_pkt,.stop = zynq_gem_halt,.write_hwaddr = zynq_gem_setup_mac,.read_rom_hwaddr = zynq_gem_read_rom_mac,};__weak int zynq_board_read_rom_ethaddr(unsigned char *ethaddr){return -ENOSYS;}static int zynq_gem_read_rom_mac(struct udevice *dev){struct eth_pdata *pdata = dev_get_platdata(dev);if (!pdata)return -ENOSYS;return zynq_board_read_rom_ethaddr(pdata->enetaddr);}

*若有定义和实现int zynq_board_read_rom_ethaddr(unsigned char ethaddr
)则会调用该接口实现从rom读取MAC地址，否则执行上述末默认弱连接的接口。这里在
uboot/board/xilinx/zynq/board.c自定义该接口的实现。

int zynq_board_read_rom_ethaddr(unsigned char *ethaddr){int ret = 0;#if 1ethaddr[0]==0x00；ethaddr[1]==0xa8；ethaddr[2]==0x22；ethaddr[3]==0x12；ethaddr[4]==0x34；ethaddr[5]==0x56；#endif#if 0 unsigned int mac_offset=0x210000;//在flash的0x210000存取MAC地址unsigned int len=6;ret = board_spi_flash_probe();  //匹配spi flashif (ret){printf("spi_flash_probe fail \n");return -1;}ret = spi_flash_read(board_spi_flash, mac_offset, len, ethaddr); //从spi flashif (ret){return -2;}#endifreturn ret;}

2.MAC地址从环境变量env中获得。在上面的eth_env_get_enetaddr_by_index(“eth”, dev->seq, env_enetaddr)接口实现获得MAC地址，这种方法需要在env中定义ethaddr=xx:xx:xx:xx:xx:xx。

int eth_env_get_enetaddr_by_index(const char *base_name, int index,uchar *enetaddr){char enetvar[32];sprintf(enetvar, index ? "%s%daddr" : "%saddr", base_name, index);return eth_env_get_enetaddr(enetvar, enetaddr);}

3.当上述都不能获得有效的MAC地址，可以使用net_random_ethaddr(pdata->enetaddr);根据定时器产生的随机数生成有效、随机的MAC地址。

static inline void net_random_ethaddr(uchar *addr){int i;unsigned int seed = get_timer(0);for (i = 0; i < 6; i++)addr[i] = rand_r(&seed);addr[0] &= 0xfe; addr[0] |= 0x02; }

正确获取到MAC地址后写入MAC控制器相关寄存器调用流程:
uboot/common/board_r.c的initr_net()->eth-uclass.c的eth_initialize()->eth-uclass.c的eth_write_hwaddr(dev);->设备驱动zynq_gem.c的zynq_gem_ops.write_hwaddr →最后通过zynq_gem_setup_mac实现写入MAC控制器的MAC地址寄存器的操作。

static int zynq_gem_setup_mac(struct udevice *dev){u32 i, macaddrlow, macaddrhigh;struct eth_pdata *pdata = dev_get_platdata(dev);struct zynq_gem_priv *priv = dev_get_priv(dev);struct zynq_gem_regs *regs = priv->iobase;macaddrlow = pdata->enetaddr[0];macaddrlow |= pdata->enetaddr[1] << 8;macaddrlow |= pdata->enetaddr[2] << 16;macaddrlow |= pdata->enetaddr[3] << 24;macaddrhigh = pdata->enetaddr[4];macaddrhigh |= pdata->enetaddr[5] << 8;for (i = 0; i < 4; i++) {writel(0, &regs->laddr[i][LADDR_LOW]);writel(0, &regs->laddr[i][LADDR_HIGH]);writel(0, &regs->match[i]);}writel(macaddrlow, &regs->laddr[0][LADDR_LOW]);writel(macaddrhigh, &regs->laddr[0][LADDR_HIGH]);return 0;}寄存器结构体struct zynq_gem_regs {u32 nwctrl; u32 nwcfg; u32 nwsr; u32 reserved1;u32 dmacr; u32 txsr; u32 rxqbase; u32 txqbase; u32 rxsr; u32 reserved2[2];u32 idr; u32 reserved3;u32 phymntnc; u32 reserved4[18];u32 hashl; u32 hashh; #define LADDR_LOW 0#define LADDR_HIGH 1u32 laddr[4][LADDR_HIGH + 1]; u32 match[4]; u32 reserved6[18];#define STAT_SIZE 44u32 stat[STAT_SIZE]; u32 reserved9[20];u32 pcscntrl;u32 rserved12[36];u32 dcfg6; u32 reserved7[106];u32 transmit_q1_ptr; u32 reserved8[15];u32 receive_q1_ptr; u32 reserved10[17];u32 upper_txqbase; u32 reserved11[2];u32 upper_rxqbase; };

下图为MAC控制器的寄存器表

这里分别测试了从ROM读取和在env定义MAC地址的两种情况
1.在flash读取MAC地址（上述方法1）。重新编译、烧录UBOOT。系统启动后网卡配置如下，MAC已成功修改为00:A8:22:12:34:56如下图

2.在env镜像添加MAC地址00:0A:22:11:22:33。如下。重新编译生成env镜像存入flash中，然后重新启动。
如下图定义ethaddr环境变量属性

uboot启动时提示MAC定义冲突的警告，从之前的流程分析这里会优先使用env的MAC地址

系统启动后如下MAC地址为env定义的ethaddr，验证成功。

来源地址：https://blog.csdn.net/yechongbinbin/article/details/128295501