report6

Листинг 7: Определения регистров (res/r8169.c)

6

#d e f i n e

TX_BUF_SIZE

1536

/*

should be

at l e a s t

MTU + 14 + 4

*/

7

#d e f i n e

TOTAL_TX_BUF_SIZE (TX_BUF_SIZE * NUM_TX_SIZE)

8

9

/* Size

of the in−memory

r e c e i v e

ring .

*/

10

#d e f i n e

RX_BUF_LEN_IDX 2

/* 0==8K, 1==16K, 2==32K, 3==64K */

11

#d e f i n e RX_BUF_LEN

(8192 << RX_BUF_LEN_IDX)

12

#d e f i n e

RX_BUF_PAD

16

/*

see 11 th

and

12 th

b i t

of RCR:

0x44 */

13

#d e f i n e RX_BUF_WRAP_PAD 2048

/*

spare

padding

to

handle

pkt

wrap

*/

14

#d e f i n e RX_BUF_TOT_LEN

(RX_BUF_LEN + RX_BUF_PAD + RX_BUF_WRAP_PAD)

15

16

/* 8169

r e g i s t e r

o f f s e t s

*/

17

#d e f i n e

TSD0

0x10

18

#d e f i n e

TSAD0

0x20

19

#d e f i n e

RBSTART

0x30

20

#d e f i n e

CR

0x37

21

#d e f i n e

CAPR

0x38

22

#d e f i n e

IMR

0x3c

23

#d e f i n e

ISR

0x3e

24

#d e f i n e

TCR

0x40

25

#d e f i n e

RCR

0x44

26

#d e f i n e

MPC

0x4c

27

#d e f i n e

MULINT

0x5c

28

29

/* TSD

r e g i s t e r

commands

*/

30

#d e f i n e

TxHostOwns

0x2000

31

#d e f i n e

TxUnderrun

0x4000

32

#d e f i n e

TxStatOK

0x8000

33

#d e f i n e

TxOutOfWindow

0x20000000

34

#d e f i n e

TxAborted

0x40000000

35

#d e f i n e

TxCarrierLost

0x80000000

36

37

/* CR r e g i s t e r commands

*/

38

#d e f i n e

RxBufEmpty

0x01

39

#d e f i n e

CmdTxEnb

0x04

21

40	#d e f i n e	CmdRxEnb	0x08
41	#d e f i n e	CmdReset	0x10
42
43	/* ISR	Bits */
44	#d e f i n e	RxOK	0x01
45	#d e f i n e	RxErr	0x02
46	#d e f i n e	TxOK	0x04
47	#d e f i n e	TxErr	0x08
48	#d e f i n e	RxOverFlow	0x10
49	#d e f i n e	RxUnderrun	0x20
50	#d e f i n e	RxFIFOOver	0x40

Теперь рассмотрим реализацию функций, работающих с устройством для передачи данных (листинг 8). Ранее эти функции были представлены простыми заглушками.

Листинг 8: Определения регистров (res/r8169.c)

232 s t a t i c i n t rtl8169_open ( s t r u c t net_device *dev )

233{

234i n t r e t v a l ;

235	s t r u c t rtl8169_private *tp					= dev−>priv ;
236
237	/*	get the IRQ
238	*	second	arg i s	i n t e r r u p t		handler
239	*	t h i r d	i s f l a g s , 0		means	no	IRQ sharing
240	*/
241	r e t v a l =		request_irq ( dev−>irq ,				rtl8169_interrupt , 0 , dev−>name ,
		dev ) ;
242	i f	( r e t v a l )
243		return	r e t v a l ;
244
245	/*	get memory f o r		Tx	b u f f e r s

246* memory must be DMAable

247*/

248tp−>tx_bufs = pci_alloc_consistent ( tp−>pci_dev , TOTAL_TX_BUF_SIZE,

249&tp−>tx_bufs_dma ) ;

250tp−>rx_ring = pci_alloc_consistent ( tp−>pci_dev , RX_BUF_TOT_LEN,

251&tp−>rx_ring_dma ) ;

252

22

253	i f ( ( ! tp−>tx_bufs ) | |	( ! tp−>rx_ring ) )
254	{
255	fr e e_ ir q ( dev−>irq ,	dev ) ;

256

257i f ( tp−>tx_bufs )

258{

259pci_free_consistent ( tp−>pci_dev , TOTAL_TX_BUF_SIZE, tp−>

tx_bufs ,

260 tp−>tx_bufs_dma ) ;

261tp−>tx_bufs = NULL;

262}

263i f ( tp−>rx_ring )

264{

265pci_free_consistent ( tp−>pci_dev , RX_BUF_TOT_LEN, tp−>rx_ring ,

266 tp−>rx_ring_dma ) ;

267tp−>rx_ring = NULL;

268}

269return −ENOMEM;

270}

271

272tp−>tx_flag = 0 ;

273rtl8169_init_ring ( dev ) ;

274rtl8169_hw_start ( dev ) ;

275
276	return	0 ;
277	}
278
279	s t a t i c void rtl8169_init_ring ( s t r u c t net_device *dev )
280	{
281	s t r u c t	rtl8169_private *tp =		dev−>priv ;
282	i n t i ;
283
284	tp−>cur_tx = 0 ;
285	tp−>dirty_tx		= 0 ;
286
287	f o r ( i	= 0 ;	i < NUM_TX_DESC;	i++)
288	tp−>tx_buf [ i ] = &tp−>tx_bufs [ i * TX_BUF_SIZE ] ;

23

289

290

return ;

291

}

292

293

s t a t i c void rtl8169_hw_start ( s t r u c t

net_device

*dev )

294

{

295

s t r u c t rtl8169_private

*tp

=

dev−>priv ;

296

void * ioaddr = tp−>mmio_addr ;

297

u32

i ;

298

299

rtl8169_chip_reset ( ioaddr ) ;

300

301

/*

Must enable Tx/Rx bef ore

s e t t i n g t r a n s f e r

t h r e s h o l d s !

*/

302

writeb (CmdTxEnb |

CmdRxEnb,

ioaddr

+ CR) ;

303

304

/*

tx c o n f i g */

305

w r i t e l (0 x00000600 ,

ioaddr

+ TCR) ;

/* DMA

burst

s i z e

1024

*/

306

307

/*

rx c o n f i g */

308

w r i t e l ( ( ( 1

<< 12)

| (7

<<

8)

|

(1 << 7) |

(1

<<

3)

| (1 << 2) | (1

<<

1) ) ,

309

ioaddr

+ RCR) ;

310

311

/*

i n i t

Tx

b u f f e r

DMA

addresses

*/

312

f o r

( i

= 0 ;

i < NUM_TX_DESC;

i++)

313

{

314

w r i t e l ( tp−>tx_bufs_dma + ( tp−>tx_buf [ i ]

− tp−>tx_bufs ) ,

315ioaddr + TSAD0 + ( i * 4) ) ;

316}

317
318	/*	i n i t RBSTART */
319	w r i t e l ( tp−>rx_ring_dma , ioaddr + RBSTART) ;
320
321	/*	i n i t i a l i z e missed packet counter */
322	w r i t e l (0 , ioaddr + MPC) ;
323
324	/*	no early −rx i n t e r r u p t s */

24

325	writew ( ( readw ( ioaddr				+ MULINT)		& 0xF000 ) ,		ioaddr + MULINT) ;
326
327	/*	Enable a l l	known		i n t e r r u p t s		by	s e t t i n g	the	i n t e r r u p t mask . */
328	writew (INT_MASK,			ioaddr		+ IMR) ;
329
330	netif_start_queue ( dev ) ;
331	return ;
332	}
333
334	s t a t i c void rtl8169_chip_reset ( void							* ioaddr )
335	{
336	i n t	i ;
337
338	/*	Soft r e s e t	the	chip .		*/
339	writeb (CmdReset ,			ioaddr		+ CR) ;
340
341	/*	Check that	the	chip		has f i n i s h e d the r e s e t .				*/
342	f o r	( i = 1000;	i > 0 ; i −−)

343{

344b a r r i e r ( ) ;

345i f ( ( readb ( ioaddr + CR) & CmdReset) == 0)

346break ;

347udelay (10) ;

348}

349return ;

350}

Функция rtl8169_open (листинг 8, строка 232) начинается с запроса IRQ, что делается вызовом API request_irq (листинг 8, строка 241). В этой функции регистрируется обработчик прерываний rtl8169_interrupt. Эта функция будет вызываться ядром всякий раз, когда устройство генерирует прерывание. Теперь выделим память, куда будут записываться исходящие пакеты, прежде чем они будут переданы в сеть. Вызов API pci_allocate_consistant возвращает виртуальный адрес ядра (листинг 8, строка 248). Физический адрес возвращается в третьем аргументе, который потом будет использован драйвером. Таким образом выделяется память для всех четырех дескрипторов. Функция rtl8169_init_ring (листинг 8, строка 279) распределяет эту память для четырех дескрипторов.

Теперь рассмотрим функцию rtl8169_hw_start (листинг 8, строка 293), которая делает

25

устройство готовым для передачи (и приёма) пакетов. Сначала перезагружаем устройство для того, чтобы оно было в предсказуемом и известном состоянии (листинг 8, строка 299). Это делается с помощью записи в регистр команд CR (Command Register) значения reset (листинг 8, строка 339), что описано в спецификациях. Дождёмся, пока записанное значение можно будет считать обратно, что означает, что устройство перезагружено. Следующая функция, barrier(), вызывается с тем, чтобы ядро выделило память, требуемую для ввода-выхода, без какой-либо оптимизации (листинг 8, строка 344). Поскольку устройство перезагружено, можно записать в регистр CR значения CmdTxEnb | CmdRxEnb, что означает, что устройство будет передавать и принимать пакеты (листинг 8, строка 302). Затем сконфигурируем регистр TCR (Transmission Configuration Register – конфигурационный регистр передачи) (листинг 8, строка 305). Единственное, что мы установим в регистре TCR, это "Max DMA Burst Size per Tx DMA Burst"(максимальный размер буфера DMA для каждого сохраняемого в DMA пакета). Все остальные значения оставим установленными по умолчанию (подробности в спецификациях). Теперь запишем DMA адрес всех четырех дескрипторов в регистры TSAD (Transmission Start Address Descriptor

– дескриптор начального адреса передачи) (листинг 8, строка 315). Остальные строки пока останутся без комментариев. Они потребуется для передачи.

Далее включаем прерывания, сделав для этого запись в регистр IMR (Interrupt Mask Register – регистр маски прерывания) (листинг 8, строка 328). Этот регистр позволит задать, какие прерывания будет генерировать устройство. Наконец, вызываем netif_start_queue (листинг 8, строка 330) с тем, чтобы сообщить ядру, что устройство готово. Осталось лишь реализовать функцию rtl8169_interrupt. Устройство уже готово посылать пакеты, реализация этой функции представлена ниже (листинг 9).

			Листинг 9: Функция отправки пакетов (res/r8169.c)
352	s t a t i c i n t	rtl8169_start_xmit ( s t r u c t sk_buff			*skb ,	s t r u c t net_device
	*dev )
353	{
354	s t r u c t rtl8169_private			*tp = dev−>priv ;
355	void * ioaddr		= tp−>mmio_addr ;
356	unsigned	i n t	entry = tp−>cur_tx ;
357	unsigned	i n t	len = skb−>len ;
358	#d e f i n e ETH_MIN_LEN 60			/* minimum Ethernet	frame	s i z e */

359i f ( len < TX_BUF_SIZE)

360{

361i f ( len < ETH_MIN_LEN)

362	memset ( tp−>tx_buf [ entry ] , 0 , ETH_MIN_LEN) ;

26

363	skb_copy_and_csum_dev( skb , tp−>tx_buf [ entry ] ) ;

364dev_kfree_skb ( skb ) ;

365}

366e l s e

367{

368dev_kfree_skb ( skb ) ;

369	return 0 ;
370	}
371	w r i t e l ( tp−>tx_flag |	max( len ,	( unsigned i n t ) ETH_MIN_LEN) ,
372	ioaddr + TSD0 +	( entry *	s i z e o f ( u32 ) ) ) ;

373entry++;

374tp−>cur_tx = entry % NUM_TX_DESC;

375

376i f ( tp−>cur_tx == tp−>dirty_tx )

377{

378netif_stop_queue ( dev ) ;

379}

380	return 0 ;

381}

Функция rtl8169_start_xmit (листинг 9, строка 352) крайне проста: сначала она ищет имеющийся дескриптор передачи, а затем проверяет, чтобы размер пакета был, по меньшей мере, 60 байтов (поскольку размер пакетов Ethernet не может быть меньше 60 байтов)(листинг 9, строка 359). Как только это будет сделано, будет вызвана функция skb_copy_and_csum_dev (листинг 9, строка 363), которая скопирует содержимое пакетов в имеющуюся память DMA. Следующая функция writel (листинг 9, строка 371) информирует устройство о длине пакета. После этого пакеты передаются в сеть. Далее определяем имеющиеся в наличии следующие дескрипторы передачи и, если он будет равен дескриптору, для которого передача еще не завершена (листинг 9, строка 376), то остановим устройство; в противном случае просто выйдем из функции.

Теперь устройство готово отсылать пакеты. Для приёма пакетов, вернёмся к листингу 8. В строке 308 производится конфигурирование сетевой карты для приёма сообщений (подробности есть в спецификации[4]):

∙Бит 1 – Принимаются пакеты с проверкой физического адреса (адреса MAC).

∙Бит 2 – Принимаются многоадресные пакеты (посылаемые на несколько адресов)

∙Бит 3 – Принимаются широковещательные пакеты (посылаемые на все адреса)

27

∙Бит 7 – WRAP. Когда установлен в 1, то RTL8169 будет перемещать оставшуюся часть пакетных данных в память, которая следует непосредственно за концом премного буфера.

∙Биты 8-10 – Максимальный размер буфера DMA для каждого сохраняемого в DMA пакета. Значение 111 соответствует отсутствию ограничений.

∙Биты 11-12 – Длина буфера приема. Устанавливаем это значение равным 10, что означает 32K+16 байтов.

Кроме того, стоит отметить конфигурирование регистра RBSTART (листинг 8, строка 319). В этом регистре содержится стартовый адрес приемного буфера. Далее обнуляем регистр MPC (Missed Packet Counter – счетчик ошибочных пакетов) (листинг 8, строка 322) и конфигурируем устройство так, чтобы не генерировались ранние прерывания (листинг 8, строка 325).

Последний важный момент, который нужно обсудить – обработчик прерываний устройства. Этот обработчик прерываний ответственен за прием пакетов, а также за обновление необходимой статистики. Ниже (листинг 10) приведен его исходный код.

Листинг 10: Обработчик прерываний (res/r8169.c)

383

s t a t i c

void

rtl8169_interrupt ( i n t

irq ,

void

*dev_instance , s t r u c t

pt_regs

* regs )

384

{

385

s t r u c t net_device

*dev

= ( s t r u c t

net_device *)

dev_instance ;

386

s t r u c t rtl8169_private

*tp = dev−>priv ;

387

void

* ioaddr = tp−>mmio_addr ;

388

unsigned

short

i s r

=

readw ( ioaddr + ISR ) ;

389

390

/* c l e a r

a l l i n t e r r u p t .

391

*

Specs

says reading

ISR

c l e a r s

a l l

i n t e r r u p t s and

writing

392

*

has no

e f f e c t .

But

t h i s

does

not seem

to be

case .

I keep

on

393

* g e t t i n g

i n t e r r u p t

u n l e s s I f o r c i b l y c l e a r s

a l l i n t e r r u p t

:−(

394

*/

395

writew (0 x f f f f ,

ioaddr

+

ISR ) ;

396

397

i f

( ( i s r

& TxOK)

| |

( i s r

& TxErr ) )

398

{

399

while

( ( tp−>dirty_tx

!=

tp−>cur_tx )

| |

netif_queue_stopped ( dev ) )

400

{

28

401

402

403

404

405

406

407

408

409

410

411

412

413

414

415

416

417

418

419

420

421

422

423

424

425

426

427

428

429

430

431

432

433

434

435

436

437

	unsigned i n t			t x s t a t u s =			r e a d l (
		ioaddr + TSD0 +				tp−>dirty_tx		* s i z e o f ( i n t ) ) ;
	i f	( ! ( t x s t a t u s			& (TxStatOK | TxAborted | TxUnderrun ) ) )
	break ; /*			yet	not	transmitted */
	i f	( t x s t a t u s		& TxStatOK)
	{
	LOG_MSG( "Transmit OK						i n t e r r u p t \n" ) ;
	tp−>s t a t s . tx_bytes					+=	( t x s t a t u s	& 0 x 1 f f f ) ;
	tp−>s t a t s . tx_packets++;
	}
	e l s e
	{
	LOG_MSG( "Transmit					Error i n t e r r u p t \n" ) ;
	tp−>s t a t s . tx_errors++;
	}
	tp−>dirty_tx++;
	tp−>dirty_tx = tp−>dirty_tx % NUM_TX_DESC;
	i f	( ( tp−>dirty_tx == tp−>cur_tx )						& netif_queue_stopped ( dev ) )
	{
	LOG_MSG( "waking up queue\n" ) ;
	netif_wake_queue ( dev ) ;
	}
	}
}
i f	( i s r	&	RxErr )
{
	/* TODO:		Need	d e t a i l e d		a n a l y s i s of		e r r o r s t a t u s */
	LOG_MSG( " r e c e i v e				e r r i n t e r r u p t \n" ) ;
}	tp−>s t a t s . rx_errors++;
i f	( i s r	& RxOK)

29

438

439

440

441

442

443

444

445

446

447

448

449

450

451

452

453

454

455

456

457

458

459

460

461

462

463

464

465

466

467

468

469

470

471

472

473

{

LOG_MSG( " r e c e i v e	i n t e r r u p t r e c e i v e d \n" ) ;
while ( ( readb ( ioaddr + CR) & RxBufEmpty) == 0)
{
unsigned i n t rx_status ;
unsigned short	rx_size ;
unsigned short	pkt_size ;
s t r u c t sk_buff	*skb ;

i f	( tp−>cur_rx > RX_BUF_LEN)
	tp−>cur_rx = tp−>cur_rx % RX_BUF_LEN;
/* TODO: need to			convert		rx_status from		l i t t l e	to host	endian
* XXX: My CPU i s			l i t t l e		endian	only :−)
*/
rx_status = *( unsigned				i n t *) ( tp−>rx_ring + tp−>cur_rx ) ;
rx_size = rx_status >> 16;
/*	f i r s t two	bytes are		r e c e i v e		s t a t u s r e g i s t e r
*	and next	two bytes		are	frame	length
*/
pkt_size = rx_size − 4 ;
/* hand over packet to system */
skb = dev_alloc_skb ( pkt_size + 2) ;
i f	( skb )
{
	skb−>dev = dev ;
	skb_reserve ( skb , 2) ; /*				16 byte a l i g n		the IP	f i e l d s	*/
	eth_copy_and_sum( skb , tp−>rx_ring + tp−>cur_rx + 4 ,								pkt_size
	,
	0) ;
	skb_put ( skb , pkt_size ) ;
	skb−>p rot o co l =		eth_type_trans ( skb , dev ) ;
	netif_rx ( skb ) ;

30