(H8移植編その２第５回)IP通信をごっそり書き直した

2010/10/10

あなたは 人目のお客様です．

しばらくシミュレータ対応を進めていたのだけど，シミュレータでネットワーク通信が できるようになったので，そろそろTCP/IPの実装に戻ろうかと思う．

で，前回のH8移植編その２第４回についてなのだが， ARPとpingに応答するだけのはっきり言ってかなりやっつけのコードになっていて， これをこのまま発展させてTCP/IPを実装するのはキツイ．まあプロトタイプは プロトタイプと割り切って捨ててしまって，ちゃんと設計し直してごっそり書き直した ほうがいい．ていうか，前回のコードを発展させてTCP/IP実装しようとやってみたら 全然うまく書けなくて，もういっそネットワークまわりを最初から書き直して しまおうとやってみたらうまく書けた．

で，今回紹介するコードなのだけど， 前回のH8移植編その２第４回ではなく， 「(シミュレータ編第６回)ネットワーク対応だ！」 のソースコードをベースにしてごっそり改造した．

というのは，もともと 「(H8移植編その２第４回)ネットワークに接続しよう」 のコードをシミュレータ対応して 「(シミュレータ編第６回)ネットワーク対応だ！」 のコードを書いている．なのでこっちをベースにすれば，シミュレータ対応された 状態で開発が進められるからだ．

ただネットワークまわりはごっそり書き直してあるので，ほぼ原型をとどめていない． 以下のように書き直してある．

以下，修正したソース．

(2013/01/12追記：注意)
@IT MONOistの 「H8マイコンボードで動作する組み込みOSを自作してみよう！（6） ：「ping」によるネットワーク通信機能を実装してみよう」 の記事を参照して以下を試すかたは，以下ソースコードに ページ末尾の修正を入れてください． でないと受信が正常に動作しません．

GDBにもパッチを当てる必要がある．これは 「(シミュレータ編第６回)ネットワーク対応だ！」 まででGDBに対して加えている修正に加えて，さらに上記ソースコードの gdbというフォルダにある device.c に対するパッチを当てること．

で，OSのソースコードについてだが， 修正点多すぎてここではいちいち説明しないけど，以下の動作ができます．

いちおうマイコンボード→PC方向と，その逆方向の両方でping開始して 応答することを確認した．以下，実行時のログ．

(KOZOS→PCへのping発行) 

command> ICMP received: c0a80a01 00 00 08eb
ICMP received: c0a80a01 00 00 08ea
ICMP received: c0a80a01 00 00 08e9

unknown.
command>

(PC→KOZOSへのping発行) 

hiroaki@teapot:~>% ping 192.168.10.16
PING 192.168.10.16 (192.168.10.16): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=0 ttl=64 time=299.465 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=1 ttl=64 time=296.996 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=2 ttl=64 time=297.040 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=3 ttl=64 time=297.128 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=4 ttl=64 time=297.412 ms
^C
--- 192.168.10.16 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 296.996/297.608/299.465/0.940 ms
hiroaki@teapot:~>%

ちなみに今回はネットワークまわりをほとんど全部書き換えて，タスク間通信で やりとりするように設計士直したのだけど，コードをまず全部書き上げてから コンパイルエラーをとって実行させたら，ひとつかふたつのバグを取ったら ほぼ動作した．やっぱし前回のようなやっつけでなくきちんと設計して書くと， 全然違うなあ，と思った．

あとはシミュレータの威力に感動．シミュレータ上だと実機上よりもデバッガが 確実に動くし，信頼できる．デバッグもものすごくやりやすい． 欠点はシミュレータ側にバグがある可能性もあって (実際今回は， 「(シミュレータ編第６回)ネットワーク対応だ！」 で行ったRTL8019の仮想ドライバ実装に対応もれがあって，バッファが上書きされて MACアドレスがおかしな値になるというバグがあり，シミュレータ側に修正を入れて いる)，そのへんを忘れないようにしなければならないことだけど， それを補って余りある利点がある．おすすめ．

これでIP通信はほぼ実装完了．次はいよいよTCPだ！

(2013/01/12追記：注意)

@IT MONOistの 「H8マイコンボードで動作する組み込みOSを自作してみよう！（6） ：「ping」によるネットワーク通信機能を実装してみよう」 の記事の最後でpingの通信確認をしていますが，実機動作でなくシミュレータ動作の 誤記です(ごめんなさい)．

実際に実機で動作させるには，まずブートローダーとＯＳのMakefileでのCFLAGSの -g，-Os，-O0，-DSIMULATORの指定を，無効，有効，無効，無効のように修正して ビルドします．並べると以下のようになります． 

#CFLAGS += -g
CFLAGS += -Os
#CFLAGS += -O0
#CFLAGS += -DSIMULATOR
さらにrtl8019.c に対して，H8移植編その２第７回相当の 修正を入れる必要があります(でないと受信が正常に行えません)．具体的には，以下の 修正を行ってください． 
--- rtl8019.c~  2011-10-02 05:15:39.000000000 +0900
+++ rtl8019.c   2013-01-12 14:50:38.000000000 +0900
@@ -213,8 +213,13 @@
   *NE2000_DCR    = NE2000_DCR_F1 | NE2000_DCR_LS | NE2000_DCR_BOS;
   *NE2000_RBCR0  = 0x00;
   *NE2000_RBCR1  = 0x00;
+#if 0
   *NE2000_RCR    = 0;
   *NE2000_TCR    = 0;
+#else
+  *NE2000_RCR    = NE2000_RCR_MON;
+  *NE2000_TCR    = NE2000_TCR_ILB;
+#endif
   *NE2000_TPSR   = NE2000_TP_START;
   *NE2000_PSTART = NE2000_RP_START;
   *NE2000_BNRY   = NE2000_RP_START;
@@ -256,7 +261,11 @@
 #endif
 
   *NE2000_CR   = NE2000_CR_P0 | NE2000_CR_RD_ABORT | NE2000_CR_STP;
+#if 0 /* MONだと実機で受信できない */
   *NE2000_RCR  = NE2000_RCR_AM | NE2000_RCR_AB | NE2000_RCR_MON;
+#else
+  *NE2000_RCR  = NE2000_RCR_AM | NE2000_RCR_AB | NE2000_RCR_PRO;
+#endif
   *NE2000_CR   = NE2000_CR_P0 | NE2000_CR_RD_ABORT | NE2000_CR_STA;
   *NE2000_TCR  = NE2000_TCR_NORMAL;
   *NE2000_IMR  = 0x00;
以下が実機での動作ログです．

(ＰＣ→マイコンボードにping) 

hiroaki@letsnote:~>% ping 192.168.10.16
PING 192.168.10.16 (192.168.10.16): 56 data bytes
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=0 ttl=64 time=79.725 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=1 ttl=64 time=59.871 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=2 ttl=64 time=59.878 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=3 ttl=64 time=59.790 ms
64 bytes from 192.168.10.16: icmp_seq=4 ttl=64 time=59.795 ms
^C
--- 192.168.10.16 ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 packets received, 0.0% packet loss
round-trip min/avg/max/stddev = 59.790/63.812/79.725/7.957 ms
hiroaki@letsnote:~>%

(そのときのマイコンボード側での受信ログ) 

command> ICMP received: c0a80a01 08 00 8cfd
ICMP received: c0a80a01 08 00 8774
ICMP received: c0a80a01 08 00 8387
ICMP received: c0a80a01 08 00 7fa1
ICMP received: c0a80a01 08 00 7bb7

unknown.
command>

(マイコンボード→ＰＣにping) 

command> ping
ping start.
command> ICMP received: c0a80a01 00 00 08ec
ICMP received: c0a80a01 00 00 08eb
ICMP received: c0a80a01 00 00 08ea

unknown.
command>
メールは kozos(アットマーク)kozos.jp まで