SylixOS -- 网卡驱动浅析

halNetifAttch():

在bspInit中会调用__enetInit函数初始化网口驱动，

static VOID  halNetifAttch (VOID)
{__enetInit();
}#endif                                                                  /*  LW_CFG_NET_EN > 0           */

__enetInit():

传参（寄存器基地址和EMAC中断号），并初始化自旋锁。

INT  __enetInit (VOID)
{
……netdev.priv = &_G_enetInfo;LW_SPIN_INIT(&_G_enetInfo.EentSlLock);__enetRegister(&netdev);
……
}

__enetRegister():

1.注册网络接口（__enetCoreInit，__enetCoreTx，__enetCoreRecv），

2.__enetSetHwaddr函数设置mac地址（如果添加NETDEV_INIT_LOAD_PARAM宏，那么注册网络时，会去检测系统etc目录下的ifparam.ini文件,如果没有这个文件，mac地址会为00:00:00:00:00:00。如果没有这个文件时，添加__enetSetHwaddr函数设置一下MAC地址。）

3.pNetDev相关参数赋值，最后将ip，netmask，gw与网口驱动绑定。绑定成功后创建线程用于检测网口连接状态（PHY芯片BMSR寄存器中有检测网口是否连接的状态位）

static VOID  __enetRegister (struct netdev  *pNetDev)
{
……static struct netdev_funcs  net_drv = {.init      = __enetCoreInit,.transmit  = __enetCoreTx,.receive   = __enetCoreRecv,};#if SET_MAC_AUTO__enetSetHwaddr(pNetDev);                                           /* 设置mac地址                    */
#endif
……lib_strcpy(ip,      "192.168.3.202");lib_strcpy(gw,      "192.168.3.1");lib_strcpy(netmask, "255.255.255.0");if (netdev_add(pNetDev,ip,netmask,gw,IFF_UP | IFF_RUNNING | IFF_BROADCAST | IFF_MULTICAST) == 0) {__enetThreadCreate(pNetDev);}
}

__enetLinkThread():

若检测到网口已连接，调__setEmacSpeed函数设置mac（查看网口支持哪种连接方式并将PHY设置成相应模式）

static PVOID  __enetLinkThread (PVOID  pvArg)
{
……__phyRead(pNetDev, CONFIG_DRIVER_REGEMAC_PHYADDR, MII_BMSR, &usValue);if (usValue & PHY_STATUS_LINK_ST)  {                            /*  此时为连接成功状态          */_G_uiNetLinkStatus = PHY_STATUS_LINK_ST;/** 检测连接能力并设置mac*/__setEmacSpeed(pNetDev);netdev_set_linkup(pNetDev, 1, pNetDev->speed);}
……
}

__enetCoreInit():

1.开始init，transfer，receive函数编写

2.使能时钟，MAC初始化，PHY初始化，绑定中断服务。

3.PHY初始化函数功能大致和__enetLinkThread函数功能相似，检测网口连接状态。（不同的是，若检测到未连接，PHY会复位并进行自动协商，而__enetLinkThread函数直接退出。）通常在U-boot中已经进行过PHY复位和自动协商，所以这一步实际应用中可以省略。

static INT  __enetCoreInit (struct netdev  *pNetDev)
{
……__enetBoardInit(pNetDev);__enetCoreStart(pNetDev);                                             /*  MAC初始化                  */__phyInit(pNetDev);                                                   /*  PHY初始化                   *//** 绑定中断服务函数*/API_InterVectorConnect(pEnet->iIrqNum,(PINT_SVR_ROUTINE)__enetIsr,(PVOID)pNetDev,"enet_isr");API_InterVectorEnable(pEnet->iIrqNum);return  (ERROR_NONE);
}

EMAC中每一帧数据的接收和发送都需要通过DMA接口。

如框图所示，DMA通过AHB总线连接外部存储器，它包含用于缓冲帧数据的接收和发送FIFO，DMA模块用于管理发送和接收帧缓冲区队列，这些队列可以保留多个帧。

发送时，处理器将数据放在发送缓冲区（TX FIFO），通知DMA模块发送数据至MAC模块，最终发送到网络。

接收时，MAC模块从网络接收数据并通知DMA模块取至接收缓冲区（RX FIFO），完成后通知处理器来取。

DMA模块收发数据的单元被称为BD（ Buffer Description，缓存描述符），网络通信的每个包都会被分成若干个帧，而每个帧则被保存在一个或多个BD中。所有的BD组成了一张BD 表，一般来说发送方向和接收方向的BD 表是各自独立的。

__enetBuffDescInit():

MAC初始化配置相关寄存器，使能中断，初始化EMAC 缓冲描述符（给描述符分配DMA内存，包括每个描述符对应的接收/发送缓冲区也要分配DMA内存），将分配内存后的描述符地址写入队列寄存器（DMA是通过队列寄存器中的地址找到BD描述符）

注意：描述符和对应缓冲区都需要用API_VmmDmaAlloc专用接口去分配内存。使用普通方式申请的内存可能会产生cache一致性问题，由于cache存在于CPU与内存之间，所以任何外设对内存的修改并不能保证cache中也得到同样的更新，同样处理器对缓存中内容的修改也不能保证内存中的数据得到更新。这一现象会导致DMA传输时好时坏。得到的数据并不完全正确。

static VOID  __enetBuffDescInit (struct netdev  *pNetDev)
{
……/** 给描述符分配DMA内存*/pEnet->pRxRing = (REGRxBDescriptor *)API_VmmDmaAlloc(RX_BUFS_MX * sizeof(struct RxBDescriptor));pEnet->pTxRing = (REGTxBDescriptor *)API_VmmDmaAlloc(TX_BUFS_MX * sizeof(struct TxBDescriptor));/** 接收描述符初始化*/pcRxbufAddr       = (CHAR *)API_VmmDmaAllocAlign(RX_BUFS_MX * RX_BUFS_SIZE, 4);
……/** 发送描述符初始化*/pcTxbufAddr = (CHAR *)API_VmmDmaAlloc(TX_BUFS_MX * TX_BUFS_SIZE);
……/** 描述符写入队列寄存器*/writel((INT32)pEnet->pRxRing, ulBaseaddr + REG_EMAC_RBQP);writel((INT32)pEnet->pTxRing, ulBaseaddr + REG_EMAC_TBQP);
}

__enetCoreTx():

__enetCoreTx网络发送函数，将数据拷贝到指定缓冲区，填充描述符内容，开始发送，统计。

LW_SPIN_LOCK_QUICK为自旋锁加锁操作，防止在传输过程中再一次产生传输命令。结束后LW_SPIN_UNLOCK_QUICK解锁。（CPU正在填充前一个帧的BD描述符，操作还未结束，指针还停留在当前描述符未指向下一个BD，此时若再次产生一个传输命令，CPU会将前一个BD描述符中的信息覆盖，从而产生错误。）

KN_SMP_WMB()内存屏障，作用为不要将该段内嵌汇编指令与前面的指令重新排序；也就是在执行内嵌汇编代码之前，它前面的指令都执行完毕。同时该指令前的变量缓存在后面使用时需重新到内存中读取。

static INT __enetCoreTx (struct netdev  *pNetDev, struct pbuf  *pstPbuf)
{
……LW_SPIN_LOCK_QUICK(&pEnet->EentSlLock, &iRegFlag);
……/** 拷贝buf*/pbuf_copy_partial(pstPbuf, (PVOID)pEnet->pTxRing[pEnet->iCurrentTx].iTxBaddr, usLen, 0);/** 填充描述符内容*/KN_SMP_WMB();
……KN_SMP_WMB();/** 开始发送*/writel(readl(ulBaseAddr + REG_EMAC_CTL) | REG_EMAC_CTL_TSR , ulBaseAddr + REG_EMAC_CTL);netdev_statinfo_total_add(pNetDev, LINK_OUTPUT, usLen);             /*  统计更新                   */if (((UINT8 *)pstPbuf->payload)[0] & 1) {netdev_statinfo_mcasts_inc(pNetDev, LINK_OUTPUT);               /*  统计发送广播数据包数        */} else {netdev_statinfo_ucasts_inc(pNetDev, LINK_OUTPUT);               /*  统计发送单播数据包数        */}LW_SPIN_UNLOCK_QUICK(&pEnet->EentSlLock, iRegFlag);return  (ERROR_NONE);
}

__enetCoreRecv():

__enetCoreRecv网络接收函数，通过RX中BD描述符内容，CPU去指定缓冲区得到数据，向上层传递数据。

static VOID __enetCoreRecv (struct netdev  *pNetDev, INT  (*input)(struct netdev *, struct pbuf *))
{
……while(1) {KN_SMP_WMB();if (!(pEnet->pRxRing[ulRxTail].iRxBaddrAndFlag & RX_DES_FLAG_OWNER)) {return;}
……if (input(pNetDev, pBuf)) {                             /*  向上层协议传递数据          */netdev_pbuf_free(pBuf);netdev_linkinfo_drop_inc(pNetDev);netdev_statinfo_discards_inc(pNetDev, LINK_INPUT);} else {netdev_linkinfo_recv_inc(pNetDev);netdev_statinfo_total_add(pNetDev, LINK_INPUT, ulLength);
}
……KN_SMP_WMB();}

__enetIsr():

__enetIsr中断函数，在发送/接收成功后会进入中断，对描述符进行相应处理。

static irqreturn_t __enetIsr (PVOID  pvArg, UINT32  uiVector)
{
……/** 在读取时中断状态寄存器，标志位会被清除*/uiIntStatus = readl(ulBaseaddr + REG_EMAC_ISR);uiRevStatus = readl(ulBaseaddr + REG_EMAC_RSR);/** 接收成功*/if ((uiIntStatus & REG_EMAC_IxR_RCOM) || (uiRevStatus & REG_EMAC_RSR_REC)) {netdev_notify(pNetDev, LINK_INPUT, 1);                          /*  通知系统进行接收            *//** 清除REC（Frame Received）位*/writel(uiRevStatus | REG_EMAC_RSR_REC, ulBaseaddr + REG_EMAC_RSR);}/** 发送成功*/if (uiIntStatus & REG_EMAC_IxR_TCOM) {__resetTxBDescriptor(pNetDev);                                  /*  复位发送描述符              */writel(REG_EMAC_TSR_COMP, ulBaseaddr + REG_EMAC_TSR);}
……return  (LW_IRQ_HANDLED);
}

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