前言
①假設有許多開發板，連接到了同一個路由器中，而路由器的dhcpd是根據MAC地址來分配一個固定的IP地址，那麼就需要爲每一個開發板設定一個不同的MAC地址從而獲取不同的IP地址。
②MAC地址是需要購買的（參考點1），在產品出廠之前，都需要給板子一個MAC地址（如果有對應的設備，例如網卡，Wifi）。且這個MAC地址在出廠後，我們並不期望被更改。
下面簡述了嵌入式產品中如何保證IP地址不被更改的、以及開發過程或者生產過程如何更改MAC地址。
不被更改的方法
嵌入式中對於期望不被更改的數據，一般都是存放在無法被直接擦除或者修改的存儲設備中，例如nand、eMMC、EEPROM、帶保護的Nor Flash、甚至是直接寫在程序中。這裏說的無法被直接修改是相對內存而言的，並不是無法被修改。例如nand在修改之前，一般是需要去保護、擦除。
具體的，對於嵌入式產品而言，一般都是使用u-boot來作爲bootloader，u-boot將需要的一些參數放在環境變量中，例如MAC地址就是從環境變量ethaddr中獲取的。因此要保證MAC地址能夠不被直接修改，那麼可以將u-boot中的環境變量放在一個帶有保護措施的存儲器中，在需要改寫的時候去除保護，改寫完成後再進行保護。
u-boot啓動後，在板極硬件初始化的過程中，會去初始化網卡，並獲取MAC地址，這有兩種情況：
在初始化的過程中會去讀取MAC地址相關的環境變量
也有可能是從網卡芯片中的內置EEPROM獲取MAC地址（例如SMC911x，就會有一個EEPROM存儲MAC地址，上電後，會將此IP地址加載到用戶可以訪問的寄存器中）
調用的路徑如下，具體詳細的關於u-boot中eth driver的說明參考u-boot中的文檔doc/drivers.net.eth：
board_init()
eth_initialize()
board_eth_init() / cpu_eth_init()
driver_register()
initialize eth_device
eth_register()
從環境變量ethaddr獲取MAC地址的實例
具體到瑞薩的Cortex-A15芯片而言，如果使用的是SoC自帶的ether，那麼在board_eth_init中會從環境變量中讀取ethaddr環境變量，來獲取MAC地址。代碼文件sh-net.c。
int board_eth_init(bd_t *bis)
{
int ret = -ENODEV;
u32 val;
unsigned char enetaddr[6];
#ifdef CONFIG_SH_ETHER
ret = sh_eth_initialize(bis);
if (!eth_getenv_enetaddr("ethaddr", enetaddr))
return ret;
/* Set Mac address */
val = enetaddr[0] << 24 | enetaddr[1] << 16 |
enetaddr[2] << 8 | enetaddr[3];
writel(val, 0xEE7003C0);
val = enetaddr[4] << 8 | enetaddr[5];
writel(val, 0xEE7003C8);
#endif
return ret;
}
在sh_eth_initialize（瑞薩的一款Cortex-A15 SoC自帶的eth）中，會去讀取ethaddr環境變量：
int sh_eth_initialize(bd_t *bd)
{
int ret = 0;
struct sh_eth_dev *eth = NULL;
struct eth_device *dev = NULL;
eth = (struct sh_eth_dev *)malloc(sizeof(struct sh_eth_dev));
if (!eth) {
printf(SHETHER_NAME ": %s: malloc failed\n", __func__);
ret = -ENOMEM;
goto err;
}
dev = (struct eth_device *)malloc(sizeof(struct eth_device));
if (!dev) {
printf(SHETHER_NAME ": %s: malloc failed\n", __func__);
ret = -ENOMEM;
goto err;
}
memset(dev, 0, sizeof(struct eth_device));
memset(eth, 0, sizeof(struct sh_eth_dev));
eth->port = CONFIG_SH_ETHER_USE_PORT;
eth->port_info[eth->port].phy_addr = CONFIG_SH_ETHER_PHY_ADDR;
dev->priv = (void *)eth;
dev->iobase = 0;
dev->init = sh_eth_init;
......
sprintf(dev->name, SHETHER_NAME);
/* Register Device to EtherNet subsystem */
eth_register(dev);
bb_miiphy_buses[0].priv = eth;
miiphy_register(dev->name, bb_miiphy_read, bb_miiphy_write);
if (!eth_getenv_enetaddr("ethaddr", dev->enetaddr))
puts("Please set MAC address\n");
return ret;
.....
}
在倒數幾行中，使用eth_getenv_ethaddr函數從環境變量ethaddr中獲取並設置MAC地址，如果環境變量中不存在此環境變量，那麼就會要求你先設置一個。如果設置成功了，那麼以後都會從這個環境變量中獲取。
從網卡芯片中的EEPROM中獲取MAC地址
對於SMC911x(這裏使用smc911x與smsc911x，不作區分，一個是實際的名字，一個是代碼中使用的名字)芯片而言，在其上電後，會從EEPROM中將MAC地址加載到用戶可以訪問的MAC地址寄存器中，參考下面的圖Figure1：MAC Address Reg中的框圖中的Description描述。如果SMC911x沒有設置過MAC地址，那麼出廠的默認MAC都是FF。
對於SMC911x(smc911x.c代碼文件點擊此處, smsc911x的datasheet下載點擊此處)，u-boot在啓動後，smc911x的initialze中會到硬件中獲取MAC地址，如果MAC地址全部爲FF，那麼就會從環境變量中獲取，然後在smc911x_init中將此MAC值設置到芯片的MAC地址存儲寄存器中，芯片會自動將這個MAC地址寫入到EEPROM中，用於下一次的使用。
詳細而言，網絡控制器芯片SMC911X，使用兩個寄存器來保存MAC地址值，這兩個寄存器32Bit的，每一個寄存器保存6字節MAC地址的3Byte。需要注意的是這個寄存器是可讀可寫的：
Figure1：MAC Address Reg
對應的代碼實現在drivers/net/smc911x.c中，設置MAC地址的函數爲：
static void smc911x_handle_mac_address(struct eth_device *dev)
{
unsigned long addrh, addrl;
uchar *m = dev->enetaddr;
addrl = m[0] | (m[1] << 8) | (m[2] << 16) | (m[3] << 24);
addrh = m[4] | (m[5] << 8);
smc911x_set_mac_csr(dev, ADDRL, addrl);
smc911x_set_mac_csr(dev, ADDRH, addrh);
printf(DRIVERNAME ": MAC %pM\n", m);
}
其中第8-9行，就是設置數據書冊中的提到的MAC地址高低寄存器。
不可被覆蓋
如果在設置了ethaddr之後，又去設置ethaddr環境變量，那麼會出現錯誤，提示不能重寫ethaddr，這樣就完成了基本的不可重寫的保護：
set ethaddr 2e:09:0a:00:6e:1f
[ 28.372] ## Error: Can't overwrite "ethaddr"
[ 28.373] ## Error inserting "ethaddr" variable, errno=1
更改的方法
MAC地址可以配置的地方有以下2個：
u-boot中
Linux啓動後
u-boot中更改MAC地址
共有兩種方法：
destroy所有的環境變量：不需要重新編譯u-boot，但是如果env寫死在代碼中，那麼就無能爲力了
在板極配置頭文件(include/configs/xxx.h)中定義CONFIG_ENV_OVERWRITE 後重新編譯u-boot：需要重新編譯u-boot
銷燬env區域來更改
對於第一種方法，因爲不同的板子，存放u-boot環境變量的位置也不一樣，有可能是nand flash、eMMC、SD Card也有可能是SPI Norflash，因此命令各不相同，但是顯然步驟幾乎都是一樣的：
保存現在的所有env，以免萬一哪些項需要的是無法恢復：可以使用pri來查看所有的env
擦除u-boot env區域：使用不同flash的擦除命令來完成
設置default env值：可以使用env default -a
設置MAC地址：setenv ethaddr XX:YY:...
將env存儲到env layout區域:：saveenv
重新編譯u-boot來更改
如果是代碼中直接寫死了ethaddr環境變量的值，那麼就只能重新編譯了：
#define CONFIG_EXTRA_ENV_SETTINGS \
"baudrate=460800\0" \
"bootm_low=0x40e00000\0" \
"bootm_size=0x100000\0" \
"ethact=smc911x-2\0" \
"ethaddr=2e:09:0a:00:6e:1e\0"
如果代碼中沒有寫死，那麼可以在配置文件中添加下面一行來讓ethaddr可以被更改：
#define CONFIG_ENV_OVERWRITE 1
linux下更改MAC地址
當系統啓動到OS後，要更改MAC地址既可以直接使用命令來更改，也可以在sysV-init腳本中配置。
①對於命令行，可以直接使用busybox中的ifconfig來完成：
busybox ifconfig eth0 hw ether 12:34:56:78:90:af
但是這個更改無法永久性的更改，重啓後就又恢復回到原值了，因爲ifconfig命令中根本就不會去更改硬件寄存器，或者環境變量，ifconfig中設置hw部分的代碼如下：
#if ENABLE_FEATURE_IFCONFIG_HW
} else { /* A_CAST_HOST_COPY_IN_ETHER */
/* This is the "hw" arg case. */
smalluint hw_class = index_in_substrings("ether\0"
IF_FEATURE_HWIB("infiniband\0"), *argv) + 1;
if (!hw_class || !*++argv)
bb_show_usage();
host = *argv;
if (hw_class == 1 ? in_ether(host, &sa) : in_ib(host, &sa))
bb_error_msg_and_die("invalid hw-addr %s", host);
p = (char *) &sa;
}
#endif
②對於使用更改SysV-Init或者systemd等的更改，google中可以找到許多的答案。但是這種方法也無法永久性的更改，因爲同樣也沒有操作硬件。
參考
1. 14.2.14. Where Can I Get a Valid MAC Address from?
如果文章有格式問題，請移步：http://www.hexiongjun.com/?p=228
轉載請註明出處。作者：TonyHo hexiongjun.com
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