rockchip rk3566 android11 网口log报错： DMA engine initialization failed

问题描述：上电初始化前将网口插入，然后上电初始化网口能够正常使用，且能够找到PHY，ifconfig 查看能够有eth0 产生，网口正常使用且能够热插拔，但上电初始化时，不插入网口，就会报DMA engine initialization failed 错误，DMA 初始化的时候出错了。

分析：一般产生这个问题可以认为是GMAC 的工作时钟出问题了。先测量时钟引脚是否有时钟，时钟频率以及幅度等指标是否正常，主要确认以下几个方面：

1.IOMUX 出错，检查时钟脚寄存器值是否正确。

2.时钟方向以及配置与硬件不匹配。

3.检查 clock tree 和 CRU 寄存器，确认时钟频率大小和时钟是否有使能。

DMA:每一个网卡上都有一块FIFO存储器，对于NIC（Network Interface Controller），FIFO存储器是用来通过系统总线传送数据到系统存储器之前，缓存从LAN上接收到的数据。对与快速以太网还有一个直接内存存取（DMA：Directly Memory Access）控制器，用于提供对系统存储器的可靠访问。驱动为网卡分配一个环形缓冲区，在一段连续的物理内存中实现。网卡上存在一定大小的FIFO存储器，DMA缓冲区是由系统/驱动程序分配的一段连续的物理内存。

总结：网卡有一个循环缓冲区（通常叫做 DMA 环形缓冲区）建立在与处理器共享的内存中。每一个输入数据包被放置在环形缓冲区中下一个可用缓冲区，并且发出中断。然后驱动程序将网络数据包传给内核的其它部分处理，并在环形缓冲区中放置一个新的 DMA 缓冲区。DMA就是代码上的一个缓冲器buffer。DMA就是Direct Memory Access，意思是I/O设备直接存储器访问，几乎不消耗CPU的资源。在I/O设备和主存传递数据的时候，CPU可以处理其他事。

代码分析：通过查找，找到报错位置

文件路径：kernel/drivers/net/ethernet/stmicro/stmmac/stmmac_main.c


/*** stmmac_hw_setup - setup mac in a usable state.*  @dev : pointer to the device structure.*  Description:*  this is the main function to setup the HW in a usable state because the*  dma engine is reset, the core registers are configured (e.g. AXI,*  Checksum features, timers). The DMA is ready to start receiving and*  transmitting.*  Return value:*  0 on success and an appropriate (-)ve integer as defined in errno.h*  file on failure.*/
static int stmmac_hw_setup(struct net_device *dev, bool init_ptp)
{struct stmmac_priv *priv = netdev_priv(dev);u32 rx_cnt = priv->plat->rx_queues_to_use;u32 tx_cnt = priv->plat->tx_queues_to_use;u32 chan;int ret;/* DMA initialization and SW reset */ret = stmmac_init_dma_engine(priv); //该函数返回值为-16 DMA 软件初始化失败。if (ret < 0) {netdev_err(priv->dev, "%s: DMA engine initialization failed\n",__func__);return ret;}/* Copy the MAC addr into the HW  */stmmac_set_umac_addr(priv, priv->hw, dev->dev_addr, 0);..................

继续追代码。。。。。。

 stmmac_init_dma_engine - DMA init.* @priv: driver private structure* Description:* It inits the DMA invoking the specific MAC/GMAC callback.* Some DMA parameters can be passed from the platform;* in case of these are not passed a default is kept for the MAC or GMAC.*/
static int stmmac_init_dma_engine(struct stmmac_priv *priv)
{u32 rx_channels_count = priv->plat->rx_queues_to_use;u32 tx_channels_count = priv->plat->tx_queues_to_use;u32 dma_csr_ch = max(rx_channels_count, tx_channels_count);struct stmmac_rx_queue *rx_q;struct stmmac_tx_queue *tx_q;u32 chan = 0;int atds = 0;int ret = 0;if (!priv->plat->dma_cfg || !priv->plat->dma_cfg->pbl) {dev_err(priv->device, "Invalid DMA configuration\n");return -EINVAL;}if (priv->extend_desc && (priv->mode == STMMAC_RING_MODE))atds = 1;ret = stmmac_reset(priv, priv->ioaddr);//该函数返回-16if (ret) {dev_err(priv->device, "Failed to reset the dma\n");return ret;}后面初始化DMA 相关的操作都没有执行了/* DMA Configuration */stmmac_dma_init(priv, priv->ioaddr, priv->plat->dma_cfg, atds);

stmmac_reset 该函数返回错误的原因主要是由于PHY初始化失败造成的。

好像没有办法继续跟踪代码，我们先来看一下相关的配置。

&gmac1 {phy-mode = "rgmii"; //使用的接口，一般千兆网使用的是该接口，我的项目是一个千兆网口clock_in_out = "input"; //这里是使用的input,意思是使用PHY所产生的时钟供給Gmac.而不是使用的RK的内部时钟。snps,reset-gpio = <&gpio0 RK_PC2 GPIO_ACTIVE_LOW>; //复位引脚snps,reset-active-low;//低电平有效/* Reset time is 20ms, 100ms for rtl8211f */snps,reset-delays-us = <0 20000 100000>;//复位时序assigned-clocks = <&cru SCLK_GMAC1_RX_TX>, <&cru SCLK_GMAC1>, <&cru CLK_MAC1_OUT>;assigned-clock-parents = <&cru SCLK_GMAC1_RGMII_SPEED>, <&gmac1_clkin>;assigned-clock-rates = <0>, <125000000>, <25000000>;pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&gmac1m1_miim&gmac1m1_tx_bus2&gmac1m1_rx_bus2&gmac1m1_rgmii_clk&gmac1m1_rgmii_bus/*&eth1m1_pins*/&gmac1m1_clkinout>;tx_delay = <0x28>;rx_delay = <0x11>;phy-handle = <&rgmii_phy1>;status = "okay";
};
&mdio1 {status = "okay";rgmii_phy1: phy@4 {compatible = "ethernet-phy-ieee802.3-c22";reg = <0x4>;clocks = <&cru CLK_MAC1_OUT>;};
};

配置解读：RGMII 上分别有 TX_CLK 和 RX_CLK 两个时钟，这两个时钟分别由 MAC 和 PHY 产生，这两个时钟频率的大小和网速的大小相关，千兆网速的时候，时钟频率为 125MHz，百兆为 25MHz, 十兆为 2.5MHz。TX_CLK 可以由 RK 内部的 PLL 分频产生，也可以由外部的时钟输入经过分频后产生。目前我们使用的是由外部输入的时钟，这样的时钟相对于内部 PLL 产生的时钟更加独立，不受 RK 内部分频策略的影响，因此更加稳定。而对于 PHY 来说，本身就需要一个25M 的晶振作为时钟源，因此 RX_CLK 正是由这个时钟源倍频或分频得到的。绝大多数 PHY 还有这样的一个输出管脚，可以输出一个时钟给 MAC，也就是上面描述的相对于 MAC 来说的外部时钟，这个时钟大小为 125MHz，作为 MAC 端 TX_CLK 的时钟源。时钟方向正是指的是用内部时钟 output 或是外部时钟 input(这个见代码中的注释)。

分析：进一步的来分析问题，由于我们上电初始化的时候插入网线可以初始化成功，且可以正常使用且能够进行热插拔，没有报错，网口的速率也能够达到千兆网的要求，所以我们的配置，以及驱动代码是没有问题的。当我们没有查入网线进行上电时，网口会初始化失败，报上面的错误，而我们上面分析到了DMA是什么，这里不在讲，所以可以确定的是时钟出现了问题，而我经过查阅资料，PHY内部与网口之间，会有一个自动协商的机制，就是当我们插入网线与不插入网线的硬件状态是不同的，目前我怀疑的是供給GMAC的时钟在插入网线的后，由于这种机制导致了其时候达到了125M,达到了GMAC的初始化要求，而不插入网线时其，PHY默认供给GMAC的时钟只有25M,其导致不能够初始化成功。使用 100M PHY 时，其频率是 50M，使用 1000M PHY 时，其频率是 125M。

接下来我们来继续分析PHY的数据手册，我这里用的是AR8035。

我又叫硬件工程师量了一下时钟速率：

这是不接网线时上电初始化的的RX_CLK的时钟速率。只有2.5M很明显是不符合要求的。

这是初始化上电时插入网线时的一个时钟速率为125M。(该状态下网口可以初始化成功，并正常使用)

由于可以看到PHY的一个输出时钟是可以控制的，默认的它是一个25M的一个时钟供给GMAC。而GMAC需要的是一个125M的时钟，所以会导致GMAC初始化失败，也就验证了我们之前的分析想法。

原因找到了，接下来就是实践操作的时候了。show time ~~~~~~ 我们现在做的就是需要在不t插入网线的时候，让PHY输出给GMAC为125M，(或许大于25M就行，我这里没有去试)

 // To enable AR8035 ouput a 125MHz clk from CLK_25M phy_write(phydev, 0xd, 0x7);phy_write(phydev, 0xe, 0x8016);phy_write(phydev, 0xd, 0x4007);val = phy_read(phydev, 0xe);val &= 0xffe3;val |= 0x18;phy_write(phydev, 0xe, val);

添加：

有如下报错：

[   26.033159] rk_gmac-dwmac fe010000.ethernet: Failed to reset the dma
[   26.033174] rk_gmac-dwmac fe010000.ethernet eth0: stmmac_hw_setup: DMA engine initialization failed
[   26.033197] rk_gmac-dwmac fe010000.ethernet eth0: stmmac_open: Hw setup failed

分析：Failed to reset the dma

目前是 DMA HW reset 失败了。！！

而其DMA init 初始化成功了。先看一下代码：

   /*ret = stmmac_reset(priv, priv->ioaddr);if (ret) {dev_err(priv->device, "Failed to reset the dma\n");return ret;}经过好一阵的查找，发现该函数其实是通过结构体函数指针赋值的，其赋值的函数如下：
const struct stmmac_dma_ops dwmac4_dma_ops = {.reset = dwmac4_dma_reset,.init = dwmac4_dma_init,.init_chan = dwmac4_dma_init_channel,.init_rx_chan = dwmac4_dma_init_rx_chan,.init_tx_chan = dwmac4_dma_init_tx_chan,...................int dwmac4_dma_reset(void __iomem *ioaddr)
{u32 value = readl(ioaddr + DMA_BUS_MODE);int limit;/* DMA SW reset */value |= DMA_BUS_MODE_SFT_RESET;writel(value, ioaddr + DMA_BUS_MODE);limit = 10;while (limit--) {if (!(readl(ioaddr + DMA_BUS_MODE) & DMA_BUS_MODE_SFT_RESET))break;mdelay(10);}if (limit < 0)return -EBUSY; //DMA 复位失败，最终返回-16 表示设备忙！！return 0;
}

分析：它这段代码其实就是写读，ioaddr 相关的值，我目前也不知道它相关寄存器的手册，不知道它相关寄存器位表示什么，由于我的项目是DMA 复位失败了，但是DMA 是初始化成功了的，

stmmac_dma_init(priv, priv->ioaddr, priv->plat->dma_cfg, atds); //该函数执行成功。

具体DMA 复位的操作是什么作用。

我这里的处理方法是直接将DMA rest 注释掉了，不让它DMA复位。

/*Removing DMA reset does not affect the use of functions *//*ret = stmmac_reset(priv, priv->ioaddr);if (ret) {dev_err(priv->device, "Failed to reset the dma\n");return ret;}*/

然后再测试网口功能，上电插入初始化等，都可以正常使用，以及热插拔，以及网速的相关测试都正常。目前我能想到的办法是这个，由于无法查看相关寄存器的值代表什么意思，所以无法追查，如您有更好的方法，欢迎留言分享。

总结：遇见问题不要慌，不要做无头的苍蝇，首先根据现象来推算我们的哪里错了，哪里没有问题，然后去推测问题的所在，再去仔细的查看，通过硬件状态来分析。

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