vxworks下gmac调试的总结

1：3280芯片手册详解过程：

MAC 控制器支持 DMA 接收和发送，内部在接收和发送方向各有一个 2048 字节的 FIFO作为缓存。由于 FIFO 深度所限，MAC 控制器不支持硬件自动流控机制。

模式和带宽的切换

1：在做 MII 和 RMII 之间的切换前，应该先掉电

2：上电后软件重新配置芯片系统控制模块中MAC 的工作接口模式寄存器，之后再启动 MAC 控制器

3：需要注意的是，在收发功能开启的状态下不能对双工模式或速率进行改变（先关掉Mac收发，这样可以避免出现大量的错包的情况）

1：所有的发送中断和接收中断触发的条件都是dma操作完成（dma完成数据搬运的操作）；

2：较早发送和接收中断说明数据帧较大不是一个buffer发送；

 

芯片的寄存器空间：

MAC 模块支持以太网 PHY 的 MII 接口和 RMII 接口。

CSR（Control & Status 寄存器）共占有 8KB 地址空间，分为两段：DMA CSR 和 MAC CSR。

AHB Master 接口为 DMA 模块与系统主机的接口。

APB 接口即 CSR 接口，用于读写访问 DMA CSR 和 MAC CSR。

DMA 模块有独立的发送和接收引擎，进行系统内存与 MAC 间的数据搬运，将 CPU 的 干预最小化，只在帧发送或接收结束以及其他一些条件（如发生错误）下中断 CPU。 DMA 数据传输基于具有链表结构的 Descriptor 和数据缓冲区

 

一个 Descriptor 单元由 4 个双字组成。在发送方向和接收方向各有指向发送和接收数据缓存的 Descriptor。发送 Descriptor、接收 Descriptor 与总线一样，均为 Little-endian。

 

发送中断：表示一帧发送完成。当一帧发送完成后，发送 Descriptor TDES1 的最高位清

• 软件可以读取发送信息，desc在初始化的时候最高位置0，表示主机可用，在发包时候我们需要赋值buff和数据信息，own置1表示dma可用，启动发送，发送完毕dma自动清除该位，所以我们可以不对dma的发送过程做回收操作；

不能访问发送数据缓存中断：表示 DMA 模块不能获取下一个 Descriptor，此 Descriptor

正在被主机占用，没有可用的有效发送数据，就是刚初始化完成的阶段；

 

接收中断：表示一帧接收完成。当一帧接收完成后，接收 Descriptor RDES1 的最高位清

• 软件可以对该 Descriptor 进行访问，表示现在主机占有该描述符，对数据操作完成，需要置1dma占有的回收；

 

寄存器描述的关键配置和筛查重点：

可以按照uboot的下的mac和dma的寄存器进行配置；

发送轮询请求。该寄存器启动 Tx DMA 检查

DMA 是否占有当前发送 Descriptor。在我们发包的时候手动写入该寄存器；

 

接收轮询请求。该寄存器启动 Rx DMA 检测

DMA 是否占有当前 Descriptor，在初始化结束后直接赋值，开始遍历接收dma描述符

 

接收 Descriptor 列表的起始地址：申请的描述符的地址，转化成物理地址；

 

发送 Descriptor 列表的起始地址 ：申请发送的描述符的地址，转化成物理地址写入寄存器

 

MAC_FILTER：调试阶段只能收到广播报文，该寄存器过滤数据帧

 

Mac控制器初始化阶段：

/* set the adapte the ethaddr设置基地址 */

/* P1:disable mii io && enable rmii io 配置系统控制寄存器*/

/*P1: DMA reset，等待复位结束，AHB状态*/

/*P2: config only bus mode，配置dma的传输模式*/

/*P3: tx rx ring desc init，收发包描述符的初始化*/

收包的初始化： desc->des01.rx.own = 1;记得接收完毕回收资源；

/*if set the RI interrupte  not set，收包触发不了中断的问题*/

desc->des01.rx.disable_ic = 0;

 /*  the data for rx the packet，收包缓存相关的赋值的操作*/

         pTempRxDesc->des2 =  (void *)K0_TO_PHYS(pTempBuf);

 /*the virtaddr */

         *(pDrvCtrl->pRxBufVirtAddr + ix) = pTempBuf;

发包的初始化

own等于0表示主机占有，发包初始化1；dma占有，dma负责清0；

/*P12: request input，将收包的轮训位置一的操作，一直在遍历收包描述符*/

/*P13: GmacFrameFilter register config，数据帧不过滤，因为这样我们收到的全是广播报文*/

/*P14：中断 /*  interrupt config register 必须配置中断的系统寄存器，然后配置mac的中    断寄存器*/

/* P15 connect interrupt handler，收包的中断函数的挂载的实现 */

中断的处理过程完成的是：1：关闭中断2：处理中断；3：清除中断4：开中断

中断处理报文上送协议栈注意细节：主要操作之后要update的操作

关键点：1：描述符的复位；2：cur ，tail数值的环形操作的实现的过程

 

数据发送操作：

数据发送大致包括如下步骤：

1)  读取描述符占用状态，等待直到描述符空闲，或者等待超时。（own等于0表示可用）

2)  刷一下 cache，保证内存数据实时。

3)  根据发送数据，初始化描述符。（buffer和数据的配置）

4)  写 DMA 状态寄存器的 TI 位，清除发送结束标志；

5)  写 MAC_TX_POLL 寄存器 1，触发发送。（dma拷贝结束，自动清除own位）

6)  读取 DMA 状态寄存器的 TI 位，检查是否发送结束，或者等待超时（发送阶段暂时不要回收资源）

 

数据的接收：

类似地，接收数据前，软件需要分配一段内存空间作为接收数据缓存，并将接收缓存的

首地址写入内存中分配的接收 Descriptor 空间，最后启动 MAC 的接收引擎。MAC 会通过 AHB总线访问到接收 Descriptor 的内容从而得知接收数据缓存的地址，这样就会把接收到的报文写入数据缓存，在上送协议栈的时候，是拷贝一份上送，而不是将指针赋值

 

Uboot下gamc代码的分析

blx_enet_init(bis);------>gmac初始化的入口函数，在这个函数当中完成函数指针的挂载

* must enable rmii io first */  首先配置系统寄存器的值和io的多路复用

/*rmii的设置和iomux的使能*/

/* wait DMA Reset Complete */

/* wait DMA AHB master FSM in idle */

dprintf("P4: Configure Bus Mode Register.\n");

dprintf("P6: Rx/Tx ring descriptor list initialization\n");

dprintf("P9: Configure DMA Operation Mode Register\n");

dprintf("P10: Clear interrupt request\n");

dprintf("P11: disable DMA interrupt, use polling\n");

dprintf("P13: DMA Tx & Rx Enable\n");

if (gsc3280_mac_phy_init() < 0) 设置mac的流控和能力集等信息，以及phy寄存器配置

dprintf("MAC P-5: Configure MAC Address Register.\n");

dprintf("MAC P-11: Enable MAC Tx & Rx\n");

GSC3280_MAC_WRITE(1, DMA_RCV_POLL_DEMAND); /* request input */

 

Uboot下收发包描述符的初始化：

flush_cache：使用非缓存的数据，刷新cache； /* use uncache address */

缓冲区的地址和描述符的基地址一定要注意地址对齐的操作

 

gsc3280_mac_phy_init：phy芯片的初始化和mac能力集寄存器的设置

 

gsc3280_mac_eth_tx：uboot发包函数

/* Make sure data is in real memory*/ 将buf指针转化成物理地址，开始发包

/*处理完数据帧的update操作，cur_rx的更新，当前描述符置为有效，update的操作

 

//tcp的客户端和服务器socket连接和收发数据异常的问题分析

1：定位解决vxworks作为tcp客户端收发数据，在打开wireshark的时候对端才会收到发送的数据，关闭抓包，数据发送到socket缓冲区，没有发送到对端的问题，定位原因是在抓包的时候会将pc网卡设置成混杂模式（所有报文上送处理，mac不过滤），这样pmblk在发送的时候都会上送pc协议栈，关闭抓包pmblk数据报文会被网卡过滤掉，因为没有包含报文有效信息，修改vxworks驱动代码，改循环发送为拷贝到buffer当中，一次上送协议栈处理，这样vxworks作为tcp客户端收发数据正常

2：定位vxworks作为tcp服务器无法恢复syn连接报文，排除报文异常导致的连接失败，dump出上送协议栈的报文，没有发现错误；报文时间戳丢包，写了个linux下的客户端，关闭linux下rfc1323的时间戳配置，还是握手失败连接超时，所以怀疑和时间戳问题不大，正在分析协议栈的初始化，怀疑是协议栈的组件的参数和配置问题；

 

wiki调试日志信息如下：

在收包中断当中打印信息导致设备异常，因为涉及到中断的重入导致的问题；

1：设备启动到命令行下，ping主机ip，ping不同，无法进入中断处理函数，现在怀疑是dma初始化配置的时候存在问题，重点分析了rtg的start函数和send函数关于dma配置的部分，暂未发现问题；

2：准备结合linux内核下dma初始化的代码综合比较下，dump出寄存器的值比较寄存器的差异和配置；

2019/11/14

1:dump出mac控制寄存器，分析未发现差异和区别，初步怀疑是dma的配置或者dma desc初始化的问题；

2：设备在ping的时候抓包分析，发现对端设备没有收到ping包报文，报文没有正常发送；

3：dump出mac的dma相关的控制器数值分析差异和配置以及Desc初始化的流程和内存申请的分析；

4：分析uboot写个rt_thread的相关dma的配置和初始化；

2019/11/18

1:打印分析vxworks和uboot下ping数据包的内容，数据内容基本无差异；

2：在开始dma传输之后，打印dma状态寄存器，一直提示dma正在传输，等待dma传输完成，所以怀疑是dma传输这部分可能存在问题；

3：分析dma传输的初始化过程和报文desc的构造过程；

2019/11/20

1:dma描desc初始化部分重现定义描述结构体整改，开始发包，发包完成的相应bit位可以正常置位；

2：抓包分析发现arp的数据包可以正常发送，但是源mac为0，正在分析vxworks5.5如何初始化mac地址；

2019/11/21

1:mac地址可以正常设置和show出来，抓包分析mac地址设置正常；

2：调试发包中断，在配置了mac相关的中断寄存器后，和中断源相关的中断号之后还是无法触发，定位是中断控制器没有配置，配置完中断控制器后，中断可以触发（中断控制器相关寄存器没有使能）；

3：中断触发之后，进入中断处理函数return之后，系统无法正常接着执行，感觉像是中断没有正常退出，正在定位；

2019/11/22

1：定位中断触发之后，进入中断处理函数return之后，系统无法正常接着执行，感觉像是中断没有正常退出，分析发现是在中断函数当中使用printf打印函数导致的中断的重入的问题；

2：收包中断可以正常触发，调试中断处理和报文解析上送协议栈，但是上送协议栈死机；

2019/11/26

1：定位报文上送协议栈死机，发现是收包缓存的地址转化有问题，修改和整理包缓存部分的代码，可以将报文正常上送协议栈；

2019/11/27

1：收包中断正常，但是arp的回包无法收到，打印报文信息发现只能收到广播报文，单播报文收不到；

2：初步怀疑是mac控制器的配置和phy的寄存器的配置问题，dump出uboot下和vxworks寄存器发现无差异；

3：仔细分析芯片手册，发现MAC_FILTER寄存器的最高位是包mac地址过滤位，将过滤功能关闭之后可以正常收到报文，（发送给自己的单播报文为什么会过滤掉待查）；

4：将报文上送协议栈解析，解析完毕没有回应，正在分析上送协议栈的方式和部分代码；

2019/12/3

1：设备socket测试发现udp可以正常收发数据，tcp连接和发送数据存在问题；

2：抓包数据分析，发送数据之后，回包较慢，需要多次request，导致网络拥堵；

3：初步定为是mac包过滤关闭，大量报文上送导致网络拥堵，协议回包较慢，正在定位中；

4：dump出linux内核下寄存器和vxworks下寄存器分析，没有发现异常，正在分析代码中；

2019/12/4

1：抓包分析vxworks分别作为tcp服务器和客户端的情况，分析报文内容；

2：报文内容发包分析，发现发送的数据包丢失端口号和协议相关的信息，所以初步还是怀疑协议栈的问题；

2019/12/5

1：抓包分析vxworks分别作为tcp服务器和客户端的情况，分析报文内容；

2：作为tcp服务器端的时候，可以收到syn连接报文，正常上送协议栈，但是没有报文回复，怀疑是协议栈的问题；

3：作为tcp客户端的时候可以正常发包，但是发包内容数据部分为空，怀疑是收发包代码的问题，正在分析；

2019/12/10

1：发送的数据内容为空，这部分怀疑是驱动代码发送mBlk链式数据的时候存在问题；

2：参考别的mac控制器，使用netMblkToBufCopy函数接口，拷贝发送报文，但是报文大概率发送失败；

3：dump出发送报文的长度和发送报文的内容，发现和正常发送的报文没有差异，正在定位；

2019/12/11

1：参考别的mac控制器，使用netMblkToBufCopy函数接口，拷贝发送报文，但是报文大概率发送失败，TLB报错，定位发现在拷贝报文的时候，buff是虚拟地址在转化成dma操作的时候需要转化成物理地址；

2：地址转化之后可以dma发包，但是对端抓包分析报文乱码，但是我buf当中的格式是正确的，定位是在操作的时候cache缓存没有刷新，刷新之后正常；

2019/12/12

1：收发包正常，跑一段时间之后，设备异常，定位发现是pmblk存在内存泄漏，释放内存之后跑一晚上，设备正常，没有出现死机问题；

2：vxworks作为tcp的客户端收发数据在打开wireshark的时候收发数据是正常的，关闭之后对端收不到数据，但是我的发送函数正常调用；

2019/12/13

1：分析wireshark和socket的底层实现原理，socket在发送数据的时候，内核会为每一个socket创建一个接受和发送的buffer，send函数只是将数据从用户空间拷贝到内核buffer，真正的发送是tcp实现发送，不由我们控制；

2：所以怀疑是socket的buffer设置和tcp协议的配置问题导致的数据发送到buffer但是没从buffer发送到对端设备；

2019/12/23

1：定位解决vxworks作为tcp客户端收发数据，在打开wireshark的时候对端才会收到发送的数据，关闭抓包，数据发送到socket缓冲区，没有发送到对端的问题，定位原因是在抓包的时候会将pc网卡设置成混杂模式，

2：这样pmblk在发送的时候都会上送pc协议栈，关闭抓包pmblk数据报文会被网卡过滤掉，因为没有包含报文有效信息，修改vxworks驱动代码，改循环发送为拷贝到buffer当中，一次上送协议栈处理，这样vxworks作为tcp客户端收发数据正常；

3：定位vxworks作为tcp服务器无法恢复syn连接报文，排除报文异常导致的连接失败，dump出上送协议栈的报文，没有发现错误；

4：报文时间戳丢包，写了个linux下的客户端，关闭linux下rfc1323的时间戳配置，还是握手失败连接超时，所以怀疑和时间戳问题不大，正在分析协议栈的初始化