文章目录

一、前言
二、硬件环境
- 1. Exynos4412 (USB 2.0 Host Controller)
- 2. USB3503 (USB HUB)
- 3. DM9621 (USB Device)
三、移植步骤
- 1. 移植USB Host Controller驱动
- 2. 使能USB3503 Hub
- 3. 移植DM9621驱动
四、总结
参考

一、前言

由于目前没有支持网卡驱动，所以 uboot 网络相关的命令都使用不起来，很不方便 (一直使用 fastboot 命令来烧写，因为我只有平板一条数据线，所以想给平板充电就成了一个问题)，如果能用网络烧写那就方便多了。

又看到已经有大佬完成，那更要学习学习。

大佬文章链接：

Uboot-2017-11移植DM9621网卡专题【目录汇总】

二、硬件环境

1. Exynos4412 (USB 2.0 Host Controller)

Exynos4412 SOC内部集成了USB 2.0的主机控制器，默认Uboot是不支持USB功能的，主机驱动都是三星官方提供的，只需要我们做一定配置，编译进去便可支持。下面为功能块图，详细细节请查阅手册。

2. USB3503 (USB HUB)

核心板板载一个USB HUB IC，也就是USB3503，与SOC和DM9621直接相连。因其使用和配置简单，我们只需要将其CTL pin进行相应的IO操作，便可使其正常工作，连接起SOC和下端的DM9621，主要的原理图如下。

3. DM9621 (USB Device)

最后是Davicom DM9621 USB转Ethernet网卡芯片，控制与数据传输都是通过USB总线。这里需要操作CTL pin去使能该芯片，再做相应的寄存器配置，便可正常驱动该芯片。通过USB总线与SOC进行通信，Uboot有封装完善的USB接口，非常方便。移植成功后，便可以使用Uboot的网络工具，如tftpboot，进行相应的网络通信，下面为其主要的原理图。

三、移植步骤

1. 移植USB Host Controller驱动

该部分驱动已经有三星官方提供到Uboot主线中，我们下载的源码包里面已经有对应的代码，drivers/usb/host/ehci-exynos.c 文件包含了其实现。我们要做的只是将其编译选项打开，编译进Uboot最终bin文件中即可，下面给出详细的步骤。

1.1 打开编译选项

Kconfig中打开主机驱动宏，对应路径如下

 Device Drivers  --->[*] USB support  ---> [*]   EHCI HCD (USB 2.0) support

打开Exynos4412对应的宏 CONFIG_USB_EHCI_EXYNOS

仿照 include/configs/odroid.h 第 177 行，也添加这样两行到 include/configs/xhr4412.h 中，定义这个宏就可以了。

/* USB */
#define CONFIG_USB_EHCI_EXYNOS

打开Uboot的USB命令宏，对应路径如下

 Command line interface  ---> Device access commands  --->[*] usb

1.2 修改设备树

加入ehci设备描述信息，如下：

 ehci@12580000 {compatible = "samsung,exynos-ehci";reg = <0x12580000 0x100>;#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;status = "okay";/* In order to reset USB ethernet, DM9621 RESET IO pin */samsung,vbus-gpio = <&gpc0 1 0>;phy {compatible = "samsung,exynos-usb-phy";reg = <0x125B0000 0x100>;};};

1.3 编译与调试

在上述操作编译完成后，就能使用USB主机控制器了，在终端键入 usb start 便可以看到有相应的USB信息输出，接下来便可以进行 USB 3503 的配置与使能。

2. 使能USB3503 Hub

2.1 配置GPIO

根据前面文章《USB和Ethernet协议了解与原理图分析的分析》，USB 3503 Hub芯片配置简单，只需要做些IO操作便可。通过地板原理图核心板原理图查找分析，需要操作 GPM3_3 (USB3503_CONNECT) 和 GPM2_4 (USB3503_RESET)。这里使用Uboot的IO驱动模型，而不是直接写寄存器，通过对应的宏和标准GPIO接口调用，便可以完成对USB Hub芯片的初始化，下面给出代码。

board/samsung/xhr4412/xhr4412.c

exynos_init() 函数中添加 usb gpio 的操作。

int exynos_init(void)
{#ifdef CONFIG_CMD_USBdebug("---> ready to init usb3503\n");/* USB3503A Connect */gpio_request(EXYNOS4X12_GPIO_M33, "USB3503A Connect");/* USB3503A Reset */gpio_request(EXYNOS4X12_GPIO_M24, "USB3503A Reset");/* USB3503A Disconnect, Reset, Connect */gpio_direction_output(EXYNOS4X12_GPIO_M33, 0);gpio_direction_output(EXYNOS4X12_GPIO_M24, 0);gpio_direction_output(EXYNOS4X12_GPIO_M24, 1);gpio_direction_output(EXYNOS4X12_GPIO_M33, 1);
#endifreturn 0;
}

2.2 编译与调试

在执行完这步骤的时候，执行 usb start; usb reset; usb tree 后，便会有下面的对应输出，说明 USB 3503 已经在正常工作了，并且DM9621网卡已经使能了，接下来就是初始化并配置设备和适配到DM_ETH模型的操作了。

xhr4412 # usb start
starting USB...
Bus ehci@12580000: USB EHCI 1.00
scanning bus ehci@12580000 for devices... 1 USB Device(s) foundscanning usb for storage devices... 0 Storage Device(s) found
xhr4412 # usb reset
resetting USB...
Bus ehci@12580000: USB EHCI 1.00
scanning bus ehci@12580000 for devices... 3 USB Device(s) foundscanning usb for storage devices... 0 Storage Device(s) found
xhr4412 # usb tree
USB device tree:1  Hub (480 Mb/s, 0mA)|  u-boot EHCI Host Controller |+-2  Hub (480 Mb/s, 2mA)|+-3  See Interface (480 Mb/s, 180mA)?  xhr4412 #

3. 移植DM9621驱动

在上面的步骤执行完，可以发现DM9621设备已经使能，能在USB总线上看到该设备了，接下来需要初始化和配置，并根据DM_ETH模型来提供相应的操作集便可。

3.1 移植开始

根据上篇文章《Uboot DM_USB与DM_ETH模型》所介绍，我们需要提供以下标准接口：

设备驱动
设备驱动操作集
设备
设备相关接口（因物理设备而异）

drivers/usb/eth/ 目录下有很多类似的 usb 网卡驱动，可以仿照其中的驱动来写我们的驱动。

创建文件：

drivers/xhr4412_driver/dm9601_eth.c

设备驱动

U_BOOT_DRIVER(dm9601_eth) = {.name = "dm9601_eth",.id = UCLASS_ETH,.probe = dm9601_eth_probe,.ops = &dm9601_eth_ops,.priv_auto_alloc_size = sizeof(struct dm9601_private),.platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct eth_pdata),
};

设备驱动操作集

static const struct eth_ops dm9601_eth_ops = {.start            = dm9601_eth_start,.send           = dm9601_eth_send,.recv            = dm9601_eth_recv,.free_pkt        = dm9601_free_pkt,.stop            = dm9601_eth_stop,.write_hwaddr    = dm9601_write_hwaddr,
};

设备

static const struct usb_device_id dm9601_eth_id_table[] = {{ USB_DEVICE(0x07aa, 0x9601), }, /* Corega FEther USB-TXC */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x9601), }, /* Davicom USB-100 */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x6688), },   /* ZT6688 USB NIC */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x0268), },    /* ShanTou ST268 USB NIC */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x8515), }, /* ADMtek ADM8515 USB NIC */{ USB_DEVICE(0x0a47, 0x9601), },    /* Hirose USB-100 */{ USB_DEVICE(0x0fe6, 0x8101), },    /* DM9601 USB to Fast Ethernet Adapter */{ USB_DEVICE(0x0fe6, 0x9700), },   /* DM9601 USB to Fast Ethernet Adapter */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x9000), },   /* DM9000E */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x9620), },   /* DM9620 USB to Fast Ethernet Adapter */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x9621), },   /* DM9621A USB to Fast Ethernet Adapter */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x9622), },  /* DM9622 USB to Fast Ethernet Adapter */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x0269), },   /* DM962OA USB to Fast Ethernet Adapter */{ USB_DEVICE(0x0a46, 0x1269), },  /* DM9621A USB to Fast Ethernet Adapter */{}, // END
};

关键接口

DM9621系列网卡为USB转以太网卡设备，在主线中已经有相关的驱动框架使用，我们需要使用 usb_ether.c 文件中的关键接口，如下：

usb_ether_register
usb_ether_deregister
usb_ether_receive
usb_ether_advance_rxbuf
usb_ether_get_rx_bytes

ueth_data结构体

struct ueth_data {/* eth info */
#ifdef CONFIG_DM_ETHuint8_t *rxbuf;int rxsize;int rxlen;            /* Total bytes available in rxbuf */int rxptr;          /* Current position in rxbuf */
#elsestruct eth_device eth_dev; /* used with eth_register *//* driver private */void *dev_priv;
#endifint phy_id;           /* mii phy id *//* usb info */struct usb_device *pusb_dev;  /* this usb_device */unsigned char  ifnum;      /* interface number */unsigned char ep_in;      /* in endpoint */unsigned char  ep_out;     /* out ....... */unsigned char  ep_int;     /* interrupt . */unsigned char  subclass;   /* as in overview */unsigned char   protocol;   /* .............. */unsigned char   irqinterval;    /* Intervall for IRQ Pipe */
};

3.2 具体实现

首先需要实现 struct eth_ops 里的接口和对应的 probe 接口，如何实现可以参考 driver/usb/eth/asix.c；对设备内部的操作,可以移植 linux 内核驱动里面的 driver/net/usb/dm9601.c 中的实现到 Uboot 框架即可。

说起来简单，不过真的要把接口都对上那肯定得用不少功才行，看得出大佬也调试了挺久的。

Uboot 网卡移植遇到的问题与解决方法

3.3 编译配置

本次移植是基于 DM_ETH 和 DM_USB 模型移植的，需要先使能如下配置：

CONFIG_DM_USB=y
CONFIG_DM_ETH=y
CONFIG_NET=y
CONFIG_CMD_USB=y
CONFIG_CMD_NET=y
CONFIG_USB_HOST_ETHER=y
CONFIG_USB_ETHER_DM9601=y

由于大佬之前已经移植好了，拿到手上修改了一些头文件就可以编译通过。

3.4 调试

问题一

Misaligned operation at range

xhr4412 # ping 192.168.177.128
CACHE: Misaligned operation at range [7ae6e5ef, 7ae6e600]
CACHE: Misaligned operation at range [7ae6e5ef, 7ae6e600]
CACHE: Misaligned operation at range [7ae6e5ef, 7ae6e600]
Using dm9601_eth device
host 192.168.177.128 is alive
xhr4412 #

该问题是由于某些变量没有按照 cache 对齐，将 dm_read_reg() 等函数做适当的修改，都使用 ALLOC_CACHE_ALIGN_BUFFER 宏定义的 buff 就可以解决该问题。

问题二

EHCI timed out on TD - token=0x8008d80

xhr4412 # run nfs
Waiting for Ethernet connection... done.
Using dm9601_eth device
File transfer via NFS from server 192.168.177.128; our IP address is 192.168.177.132
Filename '/home/xhr/iTop4412/xhr4412/linux/xhr4412-linux-5.8.5/xhr4412-uImage.bin'.
Load address: 0x40007000
Loading: EHCI timed out on TD - token=0x88008d80
Rx: failed to receive: -5
T ###################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################################EHCI timed out on TD - token=0x8008d80
Rx: failed to receive: -5
T EHCI timed out on TD - token=0x8008d80
Rx: failed to receive: -5
T EHCI timed out on TD - token=0x88008d80
Rx: failed to receive: -5
EHCI timed out on TD - token=0x8008d80
Rx: failed to receive: -5
T EHCI timed out on TD - token=0x88008d80
Rx: failed to receive: -5done
Bytes transferred = 5223344 (4fb3b0 hex)
xhr4412 # bootm 40007000 - 41000000

drivers/usb/eth/asix.c 第 460 行有说到多延时一下，就可以避免这个问题？

 /** Wait some more to avoid timeout on first transfer* (e.g. EHCI timed out on TD - token=0x8008d80)*/mdelay(25);

[Solved] EHCI timed out on TD - token=XXXX

这篇帖子写得很不错，是个大佬，大概意思是说这个问题和不同的硬件有关系，怪不得这个板子启动 linux 后，挂载 nfs 文件系统，有时 10 秒就可以挂载成功，有时要几十秒甚至一分多钟，也会打出 Waiting up to 100 more seconds for network. 的 log，就是在等待 usb 设备准备好吧。

那这个问题暂时不管了，虽然印的 warning log 比较让人心烦，但是并没有影响使用，通过网络下载的 uboot、kernel 都可以正常运行，再也不需要使用 fastboot 了。

四、总结

有前面大佬的开路，移植起来就轻松多了，半天就移植成功了。感谢大佬们的努力。

warning log 看着还是挺烦人的，以后看能不能解决。

参考

Uboot-2017-11移植DM9621网卡专题【目录汇总】
USB和Ethernet协议了解与原理图分析的分析
Uboot DM_USB与DM_ETH模型
Uboot 网卡移植遇到的问题与解决方法
[Solved] EHCI timed out on TD - token=XXXX

[2020-09-24]
将 reset usb gpio 的代码放到 do_usb_start() 函数中更合理。

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