使用OHCI-1394 FireWire控制器提供的物理DMA進行除錯¶

簡介¶

目前使用的幾乎所有FireWire控制器都符合OHCI-1394規範。該規範將控制器定義為PCI匯流排主控器，它使用DMA將資料傳輸從CPU解除安裝，並擁有一個“物理響應單元”，該單元在應用OHCI-1394驅動程式定義的過濾器後，透過使用PCI匯流排主控DMA執行特定請求。

一旦正確配置，遠端機器可以傳送這些請求，要求OHCI-1394控制器對物理系統記憶體執行讀寫請求，對於讀請求，將物理記憶體讀取的結果傳送回請求者。

透過這種方式，可以透過讀取如printk緩衝區或程序表等感興趣的記憶體位置來除錯問題。

透過FireWire，也可以獲取完整的系統記憶體轉儲，資料傳輸速率可達10MB/秒或更高。

對於大多數FireWire控制器，記憶體訪問限於物理地址空間的低4 GB。這在記憶體主要位於該限制之上的機器上可能是一個問題，但在x86、x86-64和PowerPC等更常見的硬體上，這很少是一個問題。

已知LSI FW643e和FW643e2控制器至少支援訪問4 GB以上的物理地址，但此功能目前尚未被Linux啟用。

結合OHCI-1394控制器早期用於除錯的初始化，此功能在檢查printk緩衝區中的長除錯日誌、除錯ACPI等系統無法啟動的早期啟動問題時非常有用，因為其他除錯方式（序列埠）要麼不可用（筆記型電腦），要麼對於大量除錯資訊（如ACPI）來說太慢。

驅動程式¶

drivers/firewire 中的 firewire-ohci 驅動程式預設使用過濾的物理DMA，這更安全但不適合遠端除錯。向驅動程式傳遞 remote_dma=1 引數以獲取未過濾的物理DMA。

由於firewire-ohci驅動程式依賴於PCI列舉完成，因此為x86實現了一個執行非常早的初始化例程。此例程在console_init()可以被呼叫之前很久就運行了，即在printk緩衝區出現在控制檯之前。

要啟用它，請啟用 CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT（核心開發選單：透過FireWire在啟動早期進行遠端除錯），並在啟動時將引數“ohci1394_dma=early”傳遞給重新編譯的核心。

工具¶

firescope - 最初由Benjamin Herrenschmidt開發，Andi Kleen將其從PowerPC移植到x86和x86_64並增加了功能，firescope現在可以用來檢視遠端機器的printk緩衝區，甚至可以進行即時更新。

Bernhard Kaindl增強了firescope，使其支援從32位firescope訪問64位機器，反之亦然：- http://v3.sk/~lkundrak/firescope/

並且他實現了快速系統轉儲（alpha版本 - 閱讀README.txt）：- http://halobates.de/firewire/firedump-0.1.tar.bz2

還有一個FireWire的gdb代理，它允許使用gdb訪問vmlinux中gdb找到的符號可以引用的資料：- http://halobates.de/firewire/fireproxy-0.33.tar.bz2

這個gdb代理的最新版本（fireproxy-0.34）可以透過基於記憶體的通訊模組（kgdbom）與kgdb通訊（尚未穩定）。

入門¶

OHCI-1394規範規定OHCI-1394控制器在每次匯流排復位時必須停用所有物理DMA。

這意味著，如果您想在中斷被停用且OHCI-1394控制器未進行匯流排復位輪詢的系統狀態下除錯問題，您必須在系統進入該狀態__之前__建立所有FireWire電纜連線並完全初始化所有FireWire硬體。

使用早期OHCI初始化使用firescope的分步說明

驗證您的硬體是否受支援

載入firewire-ohci模組並檢查您的核心日誌。您應該看到類似以下內容的行：
```
firewire_ohci 0000:15:00.1: added OHCI v1.0 device as card 2, 4 IR + 4 IT
... contexts, quirks 0x11
```
載入驅動程式時。如果您沒有受支援的控制器，市面上有許多完全符合OHCI-1394規範的PCI、CardBus甚至某些Express卡可用。如果它不需要Windows作業系統的驅動程式，那麼它很可能就是相容的。只有專門的商店才有不相容的卡，它們基於TI PCILynx晶片，需要Windows作業系統的驅動程式。

如果控制器實現了可寫的物理上限（Physical Upper Bound）暫存器，則上述核心日誌訊息會包含字串“physUB”。這是4 GB以上物理DMA所需的（但Linux尚未利用此功能）。
建立一個工作的FireWire電纜連線

任何FireWire電纜都可以，只要它能提供電氣和機械上穩定的連線，並且聯結器匹配（有小的4針和大的6針FireWire埠）。

如果兩臺機器上都執行著驅動程式，那麼當電纜插入並連線兩臺機器時，您應該在兩臺機器的核心日誌中看到類似以下內容的行：
```
firewire_core 0000:15:00.1: created device fw1: GUID 00061b0020105917, S400
```
當電纜插入並連線兩臺機器時，兩臺機器的核心日誌中都會出現。

使用firescope測試物理DMA

在除錯主機上，確保/dev/fw*可訪問，然後啟動firescope

    $ firescope
    Port 0 (/dev/fw1) opened, 2 nodes detected

    FireScope
    ---------
    Target : <unspecified>
    Gen    : 1
    [Ctrl-T] choose target
    [Ctrl-H] this menu
    [Ctrl-Q] quit

------> Press Ctrl-T now, the output should be similar to:

    2 nodes available, local node is: 0
     0: ffc0, uuid: 00000000 00000000 [LOCAL]
     1: ffc1, uuid: 00279000 ba4bb801

除了[LOCAL]節點外，它還必須顯示另一個沒有錯誤訊息的節點。

準備使用早期OHCI-1394初始化進行除錯

4.1) 在除錯目標上編譯和安裝核心

使用啟用了CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT（核心開發：提供在啟動早期透過FireWire啟用DMA的程式碼）的核心進行編譯，並將其安裝到被除錯機器（除錯目標）上。

4.2) 將被除錯核心的System.map傳輸到除錯主機

將被除錯核心的System.map複製到除錯主機（透過FireWire電纜連線到被除錯機器的主機）上。
獲取printk緩衝區內容

連線好FireWire電纜，在除錯主機上載入OHCI-1394驅動程式後，重新啟動被除錯機器，啟動已啟用CONFIG_PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT選項的核心，並帶有 ohci1394_dma=early 引數。

然後，在除錯主機上執行firescope，例如使用-A引數
```
firescope -A System.map-of-debug-target-kernel
```
注意：-A會自動附加到第一個非本地節點。它僅在僅有兩臺機器透過FireWire連線時才能可靠工作。

附加到除錯目標後，按Ctrl-D檢視完整的printk緩衝區，或按Ctrl-U進入自動更新模式，以獲取除錯目標上最新核心訊息的即時更新檢視。

呼叫“firescope -h”以獲取更多關於firescope選項的資訊。

備註¶

文件和規範：http://halobates.de/firewire/

FireWire是Apple Inc.的商標 - 更多資訊請參閱：https://en.wikipedia.org/wiki/FireWire

Linux 核心

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