导言
RTL8139是台湾Realtek半导体公司出产的一种快速以太网操控器，供给契合PCI2.2标准的接口，兼容IEEE802.3u 100BASE－T标准，支撑IEEE－802.3x全双工流量操控，支撑10Mbit.s－1/100Mbit.s－1全双工、半双工自适应，价格便宜，功能安稳，是PC机、电信终端产品中运用最多的以太网操控器之一。RTL8139在各种操作体系下的驱动都能从Realtek公司网页下载，其间包含VxWorks体系下的驱动，并且供给C源代码。可是在嵌入式体系下，针对不同的硬件渠道，往往需求修正该驱动程序以进步其安稳性和功率。依据MPC8241 CPU的硬件渠道，本文提出RTL8139在VxWorks体系下驱动程序的改善办法。
1、 硬件渠道简介
图1所示为某交换机终端设备的部分硬件框图。
CPU选用Motorola公司的PowerPC系列处理器之一的MPC8241，该芯片除嵌入32位PowerPC处理器内核外，还集成了MPC107桥，供给PCI接口与RTL8139衔接，桥上有内存操控器，挂16MB SDRAM和4 MBFlash。CPU时钟是166MHz，SDRAM时钟是66MHz，PCI时钟是33MHz，RTL8139作业在10Mbit/s，半双工办法，经过集线器（HUB）连入Internet，其作用是转发由话音信号打成的数据包，要求1200pps（每秒数据包），且CPU占用率不高于50％。
VxWorks支撑END（增加型网络驱动）格局的以太网操控器驱动，供给MUX层作为网络协议和以太网操控器驱动间的接口，MUX规则了驱动的接口函数，RTL8139驱动程序Rtl8139End.c是彻底依照END格局编写的代码，供给了一切MUX层规则的接口函数，只需写好RTL8139 PCI制造空间寄存器，在sysRtl8139End.c中传入PCI空间首地址、中止向量号和中止优先级参数，依照END格局驱动装载程序，装载成功后RTL8139就能顺畅运转。
2、 驱动程序中需求处理的问题
假如数据包的收发速率是均匀的，RTL8139彻底能够到达前文提出的要求，可是Internet上常常有突发的数据包，而RTL8139的接纳FIFO和发送FIFO都只需2Kb，加之RTL8139对收发数据包采纳彻底复制办法，在数据包突发期间，CPU占用率过高，来不及处理过多的数据包，然后形成丢包。在Rtl8139End.c中，驱动的数据包缓冲和协议栈的内存池是彻底分隔的，数据包接纳和发送都有1次复制进程，而高功能以太网操控器一般只在发送时需求复制1次，这样每收发一个包，CPU需求多复制1次，这是导致RTL8139功能不高的重要原因，但这种包处理办法是由硬件决议的，驱动程序不能改动。事实上，在突发包许多的情况下，以太网操控器丢包是答应的，但突发时刻往后，应康复正常的收发包流程。但在前文介绍的硬件渠道上运转Rtl8139End.c，在PC机上用Sniffer以接连办法给RTL8139发数据包，测验时刻为数十秒，中止发包后，在PC机上用ping指令测验RTL8139能否正常回包，成果不能ping通，标明RTL8139的收发包流程因突发包太多而中止，且不能康复。
剖析Rtl8139End.c程序，其发送数据包流程如图2所示。
RTL8139有4个发送描述符，有各自的发送状况寄存器TSD0～TSD3和发送开始地址寄存器TSAD0～TSAD3，每个发送描述符可发送1个数据包。在函数Rtl8139Send（）中请求1个发送数据包缓冲区，将协议栈传下来的数据包复制进该缓冲区，然后将该缓冲区的首地址写入发送开始地址寄存器，最终填写发送状况寄存器，并将其OWN方位0，表明将该缓冲区交给RTL8139的发送DMA办理，发动发送操作。发送完结后RTL8139发生中止，进人中止服务程序Rtl8139Int（），调用Rtl8139HandleSendInt（），在该函数中读取发送状况寄存器。假如OWN位为1，则表明发送DMA操作完结，开释相应的发送缓冲；不然表明发送DMA操作未完结，该发送缓冲仍由RTL8139硬件一切，下次进入发送中止再从头检查OWN位。如此循环往复，直到OWN位变为1，才干开释相应的发送缓冲，其占用的发送描述符变为可用。
以上进程可归结为两点：
a）在Rtl8139Send（）中请求1个数据包缓冲区，占用1个发送描述符；
b）在Rtl8139Int（）中开释相应的数据包缓冲区和发送描述符。
从以上剖析能够看出，只需发包的这两个环节不出问题，发包流程就不会中止，别的，在Rtl8139HandleSendInt（）中，不是只是开释1个包缓冲和描述符，而是将一切发动过发包操作、发送状况寄存器的OWN位变为1的描述符和相应包缓冲都开释掉。这样可增强程序的安稳性，在有突发包的情况下，CPU或许来不及呼应中止，即形成中止丢掉，但只需还有1个描述符可用，发包完结后能进中止，就能够把曾经占用的缓冲和描述符悉数开释掉。假如突发包太多，CPU接连4个发包中止未呼应，发送描述符全被占用，下次进入Rtl8139Send（）将无发送描述符可用，也就不会再有发包中止，Rtl8139HandleSendInt（）不会被调用，发送描述符无法开释，发包流程就此中止，不能康复，这便是上述RTL8139不能ping通的原因。
3 、处理办法
依据以上剖析，只需将被占用的发送描述符和发送缓冲开释，发包流程才干康复，这只需调用一次Rtl8139HandleSendInt（）就能完结。MPC8241片内集成有4个守时器（TimerO～TImer3），能够运用其间的TImerO来发生硬件守时中止。在中止服务程序中，以Rtl8139HandleSendInt函数指针作为进口参数调用netJobAdd（），这样就能够守时履行Rtl8139HandleSendInt（），及时开释被占用的发送描述符。这需求在Rtl8139Start（）中增加如下代码：
其间：（pDrvCtrl-》TxRingFree《0）表明没有闲暇发送描述符。
修正后的驱动再用前文介绍的办法测验，Sniffer发包中止后，RTL8139能康复。改用Smartbit测验，以半双工、10 Mbit/s线速给RTL8139发包，发包中止后，RTL8139仍能康复。用Smartbit以1 200pps匀速率给RTL8139发包，包长240字节。测验成果为：RTL8139不丢包，CPU占用率45％。
4 、结束语
选用本文介绍的办法改善RTL8139驱动，能有效地增强程序的鲁棒性，又不会下降功率，在交换机终端上长时刻运转安稳，功能彻底满足要求。
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