嵌入式硬件技术讨论专区-net_config_t数据结构：[曙海教育集团论坛]项目外包开发咨询

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--  作者：wangxinxin
--  发布时间：2010-11-19 9:09:17
--  net_config_t数据结构：
SkyEye支持网络模拟，目前描述网络配置的数据结构是net_config_t，它的具体内容如下：

typedef struct {
   int state;
   unsigned char macaddr[6];
   unsigned char  hostip[4];
   int ethmod;
   int fd;
   int hubindex;
   int (*net_init)(int index, unsigned char *macaddr, unsigned char *hostip);
   unsigned char (*net_output)(int if_fd, ARMul_State *state,\\
                   unsigned char startpage,unsigned short packet_len);
   void  (*net_input)(int if_fd, ARMul_State *state);
}net_config_t;

     其中各个field的含义描述如下：
●state：是一个布尔变量，为1表示网络芯片工作，为0表示网络芯片不工作
●macaddr：用来保存网络芯片的mac地址
●hostip：用来保存主机上与SkyEye进行网络通信所用的IP地址

●ethmod：表示与主机的模拟网络交互的方式，目前定义的交互方式有：
#define NET_MOD_LINUX 0
#define NET_MOD_TUNTAP 1
#define NET_MOD_WIN 2
#define NET_MOD_VNET 3
目前可以使用的两种方式有 NET_MOD_VNET(与SkyEye提供的vnet.o内核模块进行网络交互)和 NET_MOD_TUNTAP(与linux的tun.on内核模块进行网络交互)。
●fd：表示SkyEye用于与主机进行网络交互的设备文件描述符
●hubindex：用于NET_MOD_VNET方式，表示所处的是第几个虚拟hub网段。如果它的值是i，则处于第i个hub网段中。
●net_init/net_input/net_output：这三个函数与具体的模拟网络交互方式有关，分别完成初始化操作和与主机网络的输入输出操作。相关的实现在文件skyeye_net_*.c中。
    有关8019AS模拟芯片(NE2000兼容)的具体配置与实现位于文件skyeye-ne2k.[ch]中。

6、ARMul_State数据结构：
    上面讲述的是与SkyEye的硬件配置相关的数据结构，可以理解为一种静态硬件配置的数据结构，这些数据结构中的域基本不随着SkyEye模拟硬件的运行而改变。而ARMul_State描述的是一种动态硬件配置的数据结构，它保存了随着SkyEye模拟硬件的运行而时刻改变的硬件数据。

ARMul_State中的域数量繁多，大体分为：
与CPU模拟相关的域、与协处理器模拟相关的域、与内存和MMU/CACHE相关的域
、与统计相关的域、与具体开发板相关的io部分。

这里只描述其中关键的部分：
●与CPU模拟相关的域：
ARMword Reg[16]：CPU当前模式下的寄存器值
ARMword RegBank[7][16]：CPU所有七种模式下的寄存器值
ARMword Cpsr：CPU的当前程序状态寄存器
ARMword Spsr[7]：CPU所有七种模式下的程序状态保存寄存器
ARMdword Accumulator：40bit的累加寄存器，目前用于xscale体系结构中
ARMword NFlag, ZFlag, CFlag, VFlag, IFFlags, Sflag,TFlag：各种状态位
ARMword Bank：CPU对应模式寄存器组的索引值
ARMword Mode：CPU模式索引值
ARMword instr, pc：pc是目前正在执行的程序指针，instr是pc所指地址的内容
ARMword loaded, decoded：loaded是正在加载的指令，decoded是正在解码的指令
unsigned NfiqSig：FIQ信号
unsigned NirqSig：IRQ信号

●    与协处理器模拟相关的域：
ARMul_CPInits *CPInit[16]：16个协处理器的初始化函数
ARMul_CPExits *CPExit[16]：16个协处理器的退出函数
ARMul_LDCs *LDC[16]：16个协处理器的LDC指令函数
ARMul_STCs *STC[16]：16个协处理器的STC指令函数
ARMul_MRCs *MRC[16]：16个协处理器的MRC指令函数
ARMul_MCRs *MCR[16]：16个协处理器的MCR指令函数
ARMul_CDPs *CDP[16]：16个协处理器的CDP指令函数
ARMul_CPReads *CPRead[16]：16个协处理器的读CP寄存器函数
ARMul_CPWrites *CPWrite[16]：16个协处理器的写CP寄存器函数
unsigned char *CPData[16]：16个协处理器的数据指针
ARMword CP14R0_CCD：在xscale体系结构的CP14协处理器中，用于统计时钟周期

●与内存和MMU/CACHE相关的域：
mmu_state_t mmu：mmu/cache的数据结构，在armmmu.h中定义，详解请参考"SkyEye的MMU/CACHE和Memory模拟实现"一节
mem_state_t mem：memory的数据结构，在armmem.h中定义，详解请参考"SkyEye的MMU/CACHE和Memory模拟实现"一节
与统计相关的域
unsigned long NumScycles, NumNcycles, NumIcycles, NumCcycles, NumFcycles：用于统计不同状态下的周期数
unsigned long NumInstrs：当前执行的指令数
其它与特定CPU和开发板相关的各种io寄存器的定义放到了各个与开发板相关的文件中，如skyeye_mach_at91/ep7312/pxa/sa.c等处，详解请参考"SkyEye的开发板IO模拟实现"。

●与具体开发板相关的io部分：
ARMul_io mach_io;
其中ARMul_io的结构目前为

struct ARMul_io
{
ARMword *instr; //to display the current interrupt state
ARMword *net_flag;//to judge if network is enabled
ARMword *net_int; //netcard interrupt

ARMword *lcd_is_enable;       //turn lcd on?
ARMword *lcd_addr_begin;   //the begining display mem addr of lcd
ARMword *lcd_addr_end;     //the end      display mem addr of lcd
};

instr：是记录当前的中断状态
net_flag:判断网络选项是否打开
net_int:用来记录网络中断号
lcd_is_enable:来记录LCD是否使能
lcd_addr_begin:记录lcd显存的起始位置
lcd_addr_end:记录显存的结束位置

7、SkyEye逻辑执行流程：
    了解SkEye的总体逻辑执行流程，对了解硬件的体系结构和软件/硬件的接口有较大帮助。从总体上，可把SkyEye逻辑执行流程按执行的时间顺序划分为两个阶段：
1、SkyEye加载与配置处理过程
2、SkyEye模拟执行过程

    第一阶段为第二阶段的正常执行做了充分的准备，具体的执行内容包括：
●读入带调试信息的操作系统执行文件(由GDB完成)
●根据配置文件skyeye.conf的信息配置模拟硬件
●如果skyeye.conf中存在binary image格式文件，加载这些文件
●根据操作系统执行文件的内容加载调试信息(由GDB完成)
●根据操作系统执行文件信息加载执行文件中的代码段和数据段等(由GDB完成)
●执行相关模拟硬件的初始化函数
    其中总的初始化函数是位于wrapper.c中的init函数，它调用如下函数完成整个模拟硬件的初始化工作：

ARMul_EmulateInit：初始化与执行机器指令相关的数据ARMul_ImmedTable和ARMul_BitList
ARMul_NewState：初始化结构为ARMul_State的全局变量state
skyeye_option_init：初始化全局变量skyeye_config
skyeye_read_config：读取配置文件skyeye.conf并根据配置文件进行相关配置
nic_init：根据配置文件信息配置网络模拟环境
skyeye_config.mach->mach_init(state, skyeye_config.mach)：根据配置文件信息配置CPU和开发板的相关I/O函数
ARMul_Reset(state)：进一步初始化全局变量state，并根据配置文件信息配置MMU/CACHE和memory
io_reset：初始化特定CPU和开发板的IO寄存器

第二阶段根据特定硬件的配置描述，开始执行特定硬件模拟处理。整个过程围绕CPU执行指令展开，根据模拟硬件可分为如下几个阶段：

●CPU执行三级流水线处理，即取指令、译码、执行指令，主要处理集中在armemu.c中的ARMul_Emulate32/26函数。
●在执行指令过程中，如果有中断产生，CPU调整运行模式，并改变指令指向中断向量起始地址，主要处理集中在arminit.c中的函数ARMul_Abort函数、armemu.c中的ARMul_Emulate32/26函数。
●在执行指令过程中，如果指令是协处理器指令，则把指令转交给协处理器模拟模块进行进一步处理，主要处理集中在文件armcopro.c、xscale_copro.c等文件中。
●在执行指令过程中，如果发现指令是访问内存/IO的指令，则根据SkyEye模拟的特定CPU是否有MMU/CACHE分别进行处理：
    如果CPU有MMU/CACHE，则进入MMU/CACHE模拟模块，如果还需要内存访问，则进入memory模拟模块处理。如果访问地址属于IO地址空间，则转到特定CPU和开发板的IO模拟模块处理。
    如果CPU没有MMU/CACHE，则直接进入memory模拟模块处理。如果访问地址属于IO地址空间，则转到特定CPU和开发板的IO模拟模块处理。
    处理访问内存/IO的指令的相关内容集中在armvirt.c；与MMU/CACHE处理、read/write buffer(用于StrongARM和XScale体系结构的模拟)处理相关的文件包括armmmu.[ch]、mmu/*.[ch]；与访问memory模拟有关的内容主要集中在armmem.[ch]中。
    如果要执行IO地址访问，这具体的处理过程由特定CPU和开发板IO模拟模块中的read/write_byte/halfword/word函数处理。
为了模拟外设的执行，在执行指令过程的每一个周期，会执行一个io_do_cycle函数，它会调用特定CPU和开发板的IO模拟模块中的*_io_do_cycle函数，完成对时钟、网络输入输出、UART输入输出等的处理，并根据条件产生中断信号。