随着性能飞腾处理器，原有的网络驱动程序不能满足其需求，这是迫切需要设计和实施优化当前处理器性能的网络驱动程序。过对相关的网络控制器飞腾处理器和Linux驱动程序框架的知识的物理原理，网络控制器驱动程序飞腾处理器的设计，实施和优化，以满足千兆网卡的需求。腾处理器; Linux驱动程序结构; DMA; IP头对齐; NAP; GSO CGS号：TP334.7飞腾处理器的服务器是由科学技术大学国防研制出多功能的高性能处理器。腾处理器经由宽带AMBA总线CPU的系统总线内部和互连集成双千兆网络控制器。
文探讨了相关的Linux驱动程序框架，设计网络控制器飞腾处理器和知识的物理原理，并实现在飞腾处理器的网络控制器驱动程序和优化，以满足千兆网卡的要求。备原则网络控制器飞腾处理器包括四个逻辑元件：AHB / AXI接口，DMA通道FIFO缓冲器和芯。
口AHB / AXI互连经由总线控制器AMBA系统总线，它可被用作一个从属设备接收到存储器访问CPU或作为访问操作的主设备的操作DMA启动; DMA通道负责主系统内存和内部通过AMBA总线。据包在FIFO之间传输; DMA通道和FIFO都专用于接收和发送，使得网络控制器包括两个DMA通道和两个FIFO缓冲器;中央逻辑实现了独立GMII接口千兆支持，以及管理器和FIFO缓冲器GMII之间传送报文。腾处理器经由GMII接口连接到物理层芯片，并访问通过与支撑相关联的MD总线物理层芯片和可控硅控制寄存器的状态。络驱动程序设计在linux网络设备驱动程序的基本结构被分成三层，从顶部到底部，其是网络协议接口层，该层网络设备接口和设备驱动程序功能的层。络协议接口层提供了一种用于发送/接收数据分组的统一接口，以便使得数据经由dev_queue_xmit函数发送（上层的ARP或IP协议是独立于特定设备的并且通过netif_rx（）函数接收数据。络接口宏规划的具体操作设备的设备驱动器层的功能和网络设备接口层的结构提供了统一的结构，用于描述net_device中特定属性和网络设备的操作，这是设备驱动程序功能层。能的容器。备驱动器的功能层的功能是在网络接口层的数据的net_device结构的特定构件，并是控制网络设备的硬件来进行对应的动作的程序。络控制器驱动程序飞腾实现由基本框架Linux的网络设备驱动程序所需的接口功能，并在此base.Les主要技术性困难表示关注资源的寻址机制进行了一系列的优化，监视链路状态以及发送和接收DMA数据包。机制的设计和实施。制解决资源的资源寻址机制包括两个方面：首先，CPU资源飞腾地址寄存器CSR控制和状态的心脏，其次，网络控制器DMA寻址系统的主要内存资源。飞腾处理器，寄存器CSR网络被设置在AMBA总线的地址空间的范围内，就像所有其他AMBA总线设备的寄存器。件驱动程序未初始化之前，网络驱动程序应该映射飞腾CPU的地址空间的AMBA总线地址范围来执行网络寻址CSR寄存器和实现通过网络编程MD地址和CSR寄存器的数据寄存器。问物理层芯片的内部MD寄存器。DMA网络控制器需要向系统主存储器和内部FIFO缓冲器，这使得它能够有访问主系统存储器的能力之间传送数据，也就是说系统的部分或全部主存储器可以映射到AMBA总线的地址空间。AMBA总线飞腾处理器的长度为64位，所有的主系统存储器可被映射到AMBA总线的地址空间，但不能重叠的寄存器CSR的地址范围，如8G存储器中的地址范围AMBA [0x84_0000_0000，0x84_FFFF_FFFF]。驶员的硬件初始化经由AMBA总线控制器完成的AMBA总线的系统地址的主存储器的映射，从而由DMA控制器执行网络主系统存储器的寻址。
测的链接的状态的网络控制器飞腾处理器主要使用由GMII设置为控制物理芯片和收集其状态信息的MDIO管理接口。理接口包括两个信号线：MDC配置接口的时钟，最大速度高达8.3兆赫，MDIO接口双向输入和输出来管理数据并且数据与MDC时钟同步。络控制器提供两个寄存器，即寄存器地址和GMII GMII数据的寄存器，它写入的读/写2个比特，PHY芯片的地址的5位和地址的在MDC时钟中的GMII地址寄存器中注册5位PHY芯片。于此次合作，恒温阀芯该命令写在GMII数据寄存器来控制和管理PHY芯片，如TX / RX模式，自动协商命令，环回模式控制等的选择，或读GMII数据寄存器中PHY芯片的状态信息。括链路状态，传输速度，断电，低功耗关断等的状态，以允许PHY芯片的状态的监视。于DMA DMA的分组发送/接收描述符由16个字节和一组4个字节组成。4组分别由DES0，DES1，DES2和DES3识别。0评论表示第一4个字节，特别是1位（用于识别如果描述符属于DMA或主机）和一个31位描述符状态位的OWN位; DES1具体是10位控制位，两个11位用于识别缓冲区。冲区1的大小和2 DES2和DES3是缓存器的地址1和2。然有两个缓冲区可用，我们只使用缓冲区1，这是指定的缓冲区由DES2。于接收，导频维护一组的接收描述符包括在系统的主存储器中的描述符256的，相应的2 KB的导频256K SKB缓冲器并且对这些缓冲器DMA流映射。产生的DMA地址输入到对应的描述符和接收描述符的表的起始地址被写入到接收描述符表DAM的基址寄存器的缓冲器地址字段。通过PHY芯片接收该网络分组，并进入FIFO接收所述网络控制器，它自动地从AHB / AXI接口发起一个DMA操作，则描述符表的基址寄存器DMA接收或当前接收描述符寄存器。取当前DMA描述符的地址，访问主系统内存，得到了缓冲区的地址通过SKB DES2指出，当前DMA描述符的字段和接收FIFO所在的网络控制器里面的数据在系统主存储器的缓冲存储器中。后，接收状态被写入到状态字段从在接收描述符和相应的信息0评论如接收到的数据包的长度被写入到对应DES1接收描述符的相应的字段，和一个中断接待生成。
核调用相应的中断处理程序，使用轮询方法接收数据包并将其提交给上层协议栈。于传输，驱动器保持在由主系统存储器描述符256的传输描述符的表，并在发送描述符表的寄存器基地址写入的发送描述符表的起始地址DAM。应用程序需要发送数据时，较高的协议栈发送SKB缓冲器来发送所述导频，映射在SKB缓冲器DMA流并完成在描述符的地址字段中所产生的DMA地址缓冲器DES2目前发货。据相关的skb成员变量，填写与描述符和缓冲区大小字段对应的DES1校验和字段。
后，写DMA发送轮询寄存器，它将唤醒DMA并将其投入使用。DMA传输进入操作的状态下，DMA获取DMA传输描述符表或当前传输的描述符的寄存器的当前描述符基址寄存器的DMA地址，访问主存储器系统并获取当前描述符的DES2字段指向的skb缓冲区。址，DMA，网络控制器的传输FIFO中的缓冲区中的数据，并通过PHY收发器将数据发送到网络。
络驱动器优化技术优化技术的网络驱动器：对准IP报文头，NAPI聚集，GSO，DMA。飞腾处理器平台上，重点关注三点。组报头IP对齐对准期间接收过程中，驾驶员必须（SKB，2）将所述SKB缓冲器到芯后调用skb_reserve，这样是skb->数据回两个字节，因为长度mac标题是14个单词。分，skb->数据为空。2个字节加上所述MAC报头的长度正好是16个字节，因此，下一IP分组的起始地址是一个4字节对齐地址时，使得芯是在一对下一步。用对齐的地址访问IP数据包，这样可以减少数据副本的数量并提高性能。而，这将导致当缓冲器中的数据DMA流映射未对准所产生的DMA地址，这可能会影响DMA DMA.Le网络卡适配器的操作还没有对缓冲区地址对齐的严格要求。件处理可最大限度地降低性能。此，在此阶段使用IP报头对齐并且网络性能改善是显着的。NAPI技术，高速网络设备，该方法侧重于中断：CPU可以接收在短时间内大量密集的网络数据包。果每个传入数据包都从CPU产生中断请求，则发出请求。独处理无疑会导致CPU资源浪费甚至系统瘫痪。NAPI的设计理念是使用中断和查询的组合来接收数据包并相互利用。数据分组到达触发中断，_stmmac_schedule（）函数被调用在中断处理程序以关闭的前台。统接收该数据分组，并且进入询问模式的中断，然后调用轮询函数来接收数据包。查询功能，分组阈值的接收定义为：每当所述查询功能接收分组和达到该阈值，则返回并等待下一个询问。由查询接收的分组数据是低于该阈值时，接收并询问模式被放弃，接收中断被使能并且被启用中断的接收模式。
NAPI在轮询期间禁用中断，从而减少中断缓解，处理陷阱的内核压力以及提高隐藏性能。GSO TSO技术（TCP分段卸载）是使用网络适配器来划分包大数据，并降低CPU负载的技术。
也被称为LSO（宽段卸载）。果数据包类型只能是TCP，则称为TSO。TSO必须允许的网络协议栈发送大的缓冲区的网卡，然后执行工作的破碎，减少了CPU的负载，但是TSO需要硬件来实现分裂和功能表现的改善主要是由于延误。此，你可以考虑一概而论TSO技术，因为它的本质是延缓技术fragmentation.Cette被称为GSO（通用分段卸载）在Linux中，这是比较常见的比TSO。际上，它可以在没有硬件支持的碎片的情况下使用。售NIC上的芯片的执行传输数据，也就是调用函数stmmac_xmit控制之前说的，达到延缓碎片的目标，并最终表现。试设备环境：FT1000A采用了集成网络适配器与BCM57780网卡X86机器互连。件环境：测试工具是iperf。
据测试的结果，新的驱动程序已显著改善的接收，并相对于驱动器précédent.L’alignementIP分组报头数据的传输速度已经改善显著接收性能TCP / UDP，但由于到IP包。起的头的取向的DMA地址的未对准引起的性能的一些损失和接收性能比千兆低得多：GSO功能显着地改善了TCP传输性能：速率UDP传输，最大值已经接近X86。卡的超级性能。束语本文讨论了设计和实现本地网络适配器驱动程序SOC飞腾处理器和优化的，虽然NIC由驾驶员控制，但网络性能几乎已经达到要求千兆网络性能，但与X86千兆。有网卡的网络性能之间的差距，我们希望能够进一步完善平台飞腾国内处理器的网络性能。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com