對于DWC Ethernet QoS驅(qū)動的編寫來說,初始化完成之后,核心操作就是DMA的描述符鏈表配置(linked list of descriptors)。DMA根據(jù)描述符鏈表自動在FIFO和用戶指定的緩存之間搬運數(shù)據(jù)。對于熟悉新思的IP的用戶來說，這種套路會有似曾相識的感覺,沒錯新思的大部分高速IP的數(shù)據(jù)流都是這么處理的，比如在DWC2 USB的IP中就是Scatter/Gather DMA，叫法不一樣,實現(xiàn)和思想基本是一樣的。這種方式可以解放CPU，使用DMA根據(jù)描述符鏈表搬運數(shù)據(jù)，對于高速數(shù)據(jù)流的流式處理有利，相對單個描述符的DMA，鏈表式描述符一次可以處理更多數(shù)據(jù)更高效，且能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)形不間斷流式處理。
參考手冊《21 Descriptors》
Normal Descriptor: 描述要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包和其控制信息。包含兩個緩沖區(qū)和兩個地址指針，這種設(shè)計以實現(xiàn)較大的靈活性,支持不同的內(nèi)存管理方案。
Context Descriptor: 描述要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的控制信息。
注意:單個數(shù)據(jù)包可以使用的描述符數(shù)量沒有限制，雖然這里沒有限制，但是受限于Ring_Length寄存器,描述符鏈表實際最多只能配置為0x3FF即1024個描述符。
描述鏈表整體看是一個環(huán)形結(jié)構(gòu)即到了描述符的末尾可以繞回.
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有一些寄存器對該環(huán)形描述符進行定義
收發(fā)都是一樣的
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上述描述Descriptor n本身的大小是固定的即RDES0~RDES3,4個WORD(根據(jù)不同的總線寬度和大小端,有不同的layout，但是其大小總是4個WORD大小，見后面說明).
還支持描述符之間有間隙,間隙的單位根據(jù)總線寬度而定,即32，64，128位總線寬度分別對應(yīng) Word, Dword, Lword為單位，寄存器DMA_CH(#i)_Control的DSL位域即用于描述該間隙。
再次提醒注意，這里的單位是根據(jù)總線寬度而定，不是固定為WORD。
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比如這里DSL=0，則表示描述符之間沒有間隙，
設(shè)置為1，如果是32位總線則間隙為1 WORD。
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收發(fā)分別由如下寄存器指定
DMA_CH(#i)_TxDesc_Ring_Length
DMA_CH(#i)_RxDesc_Ring_Length
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1)發(fā)由以下寄存器決定:
基地址
DMA_CHi_Tx_Control的ST=0,即TX停止時才能修改以下寄存器。
DMA_CH(#i)_TxDesc_List_HAddress ??發(fā)送描述符鏈表基地址的高位,只有40，48位地址模式才使用。
DMA_CH(#i)_TxDesc_List_Address?發(fā)送描述符鏈表基地址的低位,必須根據(jù)總線寬度按照Word, Dword,Lword對齊，DMA會自動根據(jù)總線寬度忽略低位。
尾地址
DMA_CH(#i)_TxDesc_Tail_Pointer ?發(fā)送描述符鏈表尾地址,必須根據(jù)總線寬度按照Word, Dword,Lword對齊。
這里為什么沒有高位寄存器了呢,因為不需要了，高位和DMA_CH(#i)_TxDesc_List_HAddress一樣。
2)收由以下寄存器決定?:
基地址
DMA_CH(#i)_RX_Control 的SR=0,即RX停止時才能修改以下寄存器。
DMA_CH(#i)_RxDesc_List_HAddress?接收描述符鏈表基地址的高位,只有40，48位地址模式才使用。
DMA_CH(#i)_RxDesc_List_Address
接收描述符鏈表基地址的低位,必須根據(jù)總線寬度按照Word, Dword,Lword對齊，DMA會自動根據(jù)總線寬度忽略低位。
尾地址
DMA_CH(#i)_RxDesc_Tail_Pointer接收描述符鏈表尾地址,必須根據(jù)總線寬度按照Word, Dword,Lword對齊。
這里為什么沒有高位寄存器了呢,因為不需要了，高位和DMA_CH(#i)_RxDesc_List_HAddress一樣。
以下只讀寄存器可以調(diào)試使用，確認當前處理的描述符對應(yīng)的Buffer地址，reset時這些寄存器會清零。
發(fā)送Buffer
DMA_CH(#i)_Current_App_TxBuffer_H 地址高位
DMA_CH(#i)_Current_App_TxBuffer 地址低位
接收Buffer
DMA_CH(#i)_Current_App_RxBuffer_H
DMA_CH(#i)_Current_App_RxBuffer
需要有收發(fā)數(shù)據(jù)才會更新當前處理的Buffer地址。
以下只讀寄存器可以調(diào)試使用，確認當前處理的描述符，reset時這些寄存器會清零。
發(fā)送
DMA_CH(#i)_Current_App_TxDesc
接收
DMA_CH(#i)_Current_App_RxDesc
Current寄存器是什么時候更新的呢，測試可以知道是寫B(tài)ase寄存器時更新
進一步測試可知是在DMA停止，即DMA_CH(#i)_RX_Control的SR為0時寫DMA_CH(#i)_RxDesc_List_Address 時Current寄存器會自動設(shè)置為DMA_CH(#i)_RxDesc_List_Address的值。如果SR=1則不會。
TX也類似。在DMA工作之后，該寄存器更新為當前正在處理的描述符。
描述符的大小總是4x4字節(jié)的，但是其布局和總線寬度和大小端有關(guān)。
且必須根據(jù)總線寬度Word, DWord,或?LWord?對齊。
三種總線寬度，2種大小端模式一共有6種組合
32位的大端和小端
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64位小端
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64位大端
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128位小端
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128位大端
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前面介紹的描述符首末地址,當前描述符指針和描述符個數(shù)這幾個寄存器決定了鏈表的行為。
DMA可以處理的描述符范圍是:[Base,Tail)
注意[]表示包括本身,()表示不包括本身,即包括Base寄存器對應(yīng)的描述符,不包括Tail寄存器對應(yīng)的描述符。
當前描述符指針則從Base到Tail-1的位置遍歷，當Current=Tai時DMA停止工作。
同時還受描述符個數(shù)寄存器限制,
如果描述個數(shù)設(shè)置為N,則Current到Base~N-1的位置之后會繞回到Base，即以N個為單位回環(huán)，這里假設(shè)Tail是在N個描述符之后的，如果在之前則回環(huán)之前就Current=Tail停止了。
Current=Tail
或者Current的位置沒有就緒的描述符，即不是Owned by DMA的描述符。
所以Tail至少要大于base才能傳輸。
重啟條件即保證current處的描述符就緒，且current%N
寫Tail寄存器時會觸發(fā)一次硬件的重啟條件檢測，來檢測上述條件。
所以停止了之后讀寫都需要寫Tail寄存器才能重啟。
Tail 指向 N-1位置之后,此時current不可能達到tail，因為到N-1時就繞回了,
所以停止條件只能是current處的描述符未就緒，即不是Owned by DMA。
此時current不斷回環(huán)遍歷，只要軟件能保證current處的描述符一直就緒，DMA就一直傳輸處理，形成了不間斷的持續(xù)流處理。
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Tail剛好指向N-1位置或者更向前
則當current=current后停止。
或者current處的描述符未就緒即停止。
此時沒法形成持續(xù)的流，因為current到了tail之后就會停止。
為了充分利用上述描述符的回環(huán)模式，能夠連續(xù)不斷的收發(fā)，需要保證DMA處理完之前就更新好后續(xù)描述符。使得DMA一直有描述符能處理，不至于current處描述符未就緒而導(dǎo)致停止，且tail設(shè)置為在N個描述符之后，這樣current始終不會因為=tail而停止。
要保證連續(xù)不斷的流，需要軟件準備描述符的速度大于等于DMA處理描述符的速度。
即current處始終有描述符可以處理，所以軟件準備好的描述符在current及其之后，需要軟件維護一個變量index記錄當前軟件準備好的描述到了哪。
即current追趕index。
當index>current時,[current,index)之間是已經(jīng)準備好的描述符待DMA處理的，[index,Tail)
[base,current)這兩部分是DMA已經(jīng)處理完，軟件需要更新的描述符。
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當index<=current時,[index,current)是DMA已經(jīng)處理完，軟件需要更新的描述符。
[current,Tail),[Base,index)這兩部分是DMA未處理的部分。
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所以驅(qū)動處理流程如下
初始化時先盡可能多的填充好描述符，對于接收可以初始化所有描述符為接收狀態(tài)，對于發(fā)送當然剛開始可能并不需要發(fā)送很多數(shù)據(jù)，那么就需要發(fā)送多少就準備多少描述符。
然后接收中斷中處理DMA已經(jīng)接收完的描述符，應(yīng)用處理完對應(yīng)的數(shù)據(jù)后再將這些描述符設(shè)置為接收狀態(tài)。
對于發(fā)送則查詢哪些描述符DMA已經(jīng)發(fā)送完就可將其更新為發(fā)送狀態(tài)進行發(fā)送。
比如如下開始準備了n個描述符
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然后啟動DMA傳輸，
此時有兩種情況，一種是硬件處理DMA比如軟件更新描述符塊，還有一種是相反。
后者軟件總是在current追不上index，即軟件更新描述符速度大于硬件處理描述符速度
一段時間后可能就是如下所示
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而前者軟件準備的慢則current會追上index此時DMA會停止，軟件需要重新準備描述符并重新配置Tail來重啟DMA。
具體的驅(qū)動代碼后面再詳講。
以上介紹了描述符鏈表，尤其需要了解環(huán)形鏈表的工作模式何時啟動，何時停止，軟件和硬件如何配合使用環(huán)形鏈表。以及相關(guān)寄存器的值的含義和何時更新。了解以上機制后后面就可以開始編寫驅(qū)動代碼進行收發(fā)。下回再詳講。
