bos & network driver practice
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T OSSUG. JULUOSDev 星系主題. BOS & Network Driver Practice. Ben Wei (A system creator). Agenda. BOS 簡介 lspci e100_attach T ransmit & Receive Demo Issues Q emu OSE. Agenda. BOS 簡介 lspci e100_attach T ransmit & Receive Demo Issues Q emu OSE. Bos 簡介. Bos ( a.k.a Ben’s OS) 目前實作 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
創用 CC
BOS & Network Driver Practice
Ben Wei(A system creator)
JULUOSDev星系主題
TOSSUG
創用 CC
Agenda• BOS 簡介• lspci• e100_attach• Transmit & Receive• Demo• Issues• Qemu OSE
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Agenda• BOS 簡介• lspci• e100_attach• Transmit & Receive• Demo• Issues• Qemu OSE
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Bos 簡介
Bos (a.k.a Ben’s OS)目前實作• 簡易的記憶體管理• Timer中斷處理• 鍵盤 I/O, 佇列• 多個執行緒的多工切換• 精簡 blibc 函式庫• bshell 簡單的命令模式 (ps, uname, free, clear…)
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Architecture
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CU RU
Kernel
E100 i82559ER
PCIFunc
TimerKernel
Kthread(Bshell)
Mem
lspci net
Network Driver
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lspci
• OSDev.org “here I can find Programming Info on PCI?”
– sysInLong: 讀取 pci 表內容– sysOutLong: 寫入 pci 設備命令及資料
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MIT OSE x86.h
• uint32_t inl(int port)
__asm __volatile("inl %w1,%0" : "=a" (data) : "d" (port));
• void outl(int port, uint32_t data)
__asm __volatile("outl %0,%w1" : : "a" (data), "d" (port));
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inl/outl NASM;uint32_t _intl(int port)_inl: mov edx, [esp+4] mov eax, 0 in eax, dx ret;void _outl(int port, uint32_t data)_outl: mov edx, [esp+4] ; port mov eax, [esp+8] ; data out dx, eax ret
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PCI Config Read
pciConfigRead(uint32_t bus, uint32_t slot, uint32_t func, uin32_t offset)address = (uint32_t)((bus << 16) | (slot << 11) | (func << 8) | (offset & 0xfc) | ((uint32_t)1<<31)); outl(0xCF8, address);data = (uint32_t)(intl(0xCFC);
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31 30-24 23-16 15-11 10-8 7-2 1-0
Eable Bit Reserved Bus Num Device Num Func Num Reg Num 00
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Ethernet Controller Info00:18.0 Vendor:8086, devid:1029, class:0200h(Ethernet Controller),r9,t0,irq11
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Register 31-24 23-16 15-8 7-0
00 Device ID Vendor ID
04 Status Command
08 Class No SubClass No Prog IF Reversion ID
0C BIST Header Type
Latency Timer Cache Line Size
…
3C Mac Latency Min Grant Interrupt PIN Interrupt Line
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E100_attach 啟用流程
• 啟用後，這時便用使用到 io region 1: 0xc040，長度為64位元組，參考 Intel 82559
• 需要將 e100 做軟體重置– e100_reset()
• Disable CSR 中斷
• DMA Rings– 傳送的緩衝區 Control Block List (CBL): cbl_init()– 接收用的緩衝區 Receive Frame Area (RFA): rfa_init()
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PCI enable e100 func
• pci_func_enable(pci_pdata_t f)
pci_conf_write(f, PCI_COMMAND_STATUS_REG, PCI_COMMAND_IO_ENABLE | PCI_COMMAND_MEM_ENABLE | PCI_COMMAND_MASTER_ENABLE);
執行結果PCI function 00:18.0 (8086:1209) enabled
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E100 Reset
void e100_reset(){ outl(e100.addr_base[E100_IO] + CSR_PORT, PORT_SW_RESET); delay(10);}
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Tricky delay()
__inline void delay(int i){ while(--i >=0) { inb(0x84); }}
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Disable e100 interrupt
r = e100_exec_cmd(CSR_INT, 1); printf("e100 CSR_INT ret=%d\n", r);
• e100_exec_cmd (int csr_comp, uint8_t cmd)
outb(nic.io_base + csr_comp, cmd); do { scb_command = inb(nic.io_base + CSR_COMMAND); } while (scb_command != 0 && --retry > 0); return retry > 0;
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DMA Rings
• Control Block
• Control Block List (CBL)
• Receive Frame Area (RFA)
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Control Block (CB)Control Status
Link
Command Specific Data
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Control Status
Link
TBD ARRAY ADDR
TBD Count THRS TCB Byte Count
Data
Transmit Control Block (TCB)
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DMA Rings for TCBs
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Control Status
Link
0XFFFFFFFF
0 0xE0 Size
Packet Data
Control Status
Link
0XFFFFFFFF
0 0xE0 Size
Packet Data
Control Status
Link
0XFFFFFFFF
0 0xE0 Size
Packet Data
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transmit & receive
• Send Packet data (transmit & receive)int e100_transmit (const char *data, uint16_t len)
• Receive packet dataint e100_receive (char *data)
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Demo
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Demo - recap
bos$ netPCI function 00:18.0 (8086:1209) enabledmem region 0: 4096 bytes at 0xf2020000io region 1: 64 bytes at 0xc040cbl avail = 9, wait = 1, slot = 0x420000, irq=11rfa avail = 10, wait = 0, slot = 0x420050
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創用 CC
Issues
• 原使用 e100設備序號，並不生效；後來研究 OSE資料後，發現必須在 qemu參數中設定，之後再使用設備序號1209來啟用 e100(i82559er)，如此才能正確執行在qemu環境。
• 系統在開發的過程中，偶遇到無法正常開機，這時 GIT 便可派上用場，來縮小問題發生的範圍。
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創用 CC
編繹Qemu OSE版本
$ configure --disable-sdl –prefix=/usr/local/qemuose $ --target-list=i386-softmmu$ make$ sudo make install
另外在 Bos v0.21 中執行 Qemu 時，將檢查 /usr/local/qemuose ，若存在則直接使用。
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創用 CC
Qemu 參數
• 參數 qemu -fda "../bos.img" -net user -net nic,model=i82559er
• MIT OSE 參數 ( 只在 qemu 0.12.5-6.828 中支援）-debug-e100-pcap <file>
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創用 CC
結論
• PCI 資訊的存取• 啟用 e100 網路卡• 設定並使用 DMA Rings• 更好的偵錯方式來進行網卡開發• 相關遇到問題的經驗分享
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創用 CC 32
Q & A
創用 CC
JuluOSDev議程
• 有興趣一起開發 Juluos的朋友們，請加入到 juluosdev group at google，參與開發議程討論，位置詳見Julu.staros.mobi 公告。
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創用 CC
Backup Slides
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創用 CC
Glossary of Abbreviations
• CB Control Block• CBL Command Block List• CSR Control/Status Registers• CU Command Unit• RFA Receive Frame Area• RFD Receive Frame Descriptor• RU Receive Unit• SCB System Control Block• TCB Transmit Command Block
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創用 CC
參考資料及延伸閱讀
• MIT OSE– MIT OSE Lab6– MIT OSE Tools
• Intel 82559• NASM x86 Quick Reference• OSDev.org
– Where can I find programming info on PCI?– Differences Between AT&T and Intel assembler formats
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