Linux下调试1588单步时间戳报文

最近我一直在为实现IEEE 1588单步时间戳的网络控制器驱动进行调试工作，经过多次调试，我终于完成了。在这里我也想顺便分享一下调试的方法。当然，如果你想玩1588的单步时间戳功能，首先需要有支持这个功能的硬件平台。如果你对1588报文的单步时间戳还不太了解，可以查看我之前写的文章《IEEE 1588 Sync报文单步时间戳》。

平台和工具

我使用的平台将不在此透露，测试时我使用了两块板子进行连接，通过直连方式连接了网口。我使用的软件包括：

• Linux：这是我板子的操作系统，其中包含了我要验证的驱动程序。
• tcpdump：这是一个位于板子文件系统中的抓包工具。
• linuxptp：这是一个开源的PTP（Precision Time Protocol）软件，同样位于板子文件系统中。
• Wireshark：这是一个在Windows电脑上使用的软件，用于查看抓包文件。

调试方法

1. 将两个板子通过网口直连，并启动Linux操作系统。
2. 配置IP地址，确保两个网口可以进行ping通。
3. 将一个板子作为接收端，运行tcpdump抓包工具，可以直接查看抓包结果，也可以将结果保存为pcap文件，然后在Wireshark中打开进行查看。
4. 将另一个板子作为发送端，运行ptp4l作为主设备，发送单步Sync报文。

通过以上调试方法，你就可以开始尝试使用IEEE 1588的单步时间戳功能了。祝好运！

发送方命令

使用L2 Ethernet协议，运行ptp4l做master，发送单步时间戳Sync报文

# ptp4l -i eth0 -m --twoStepFlag=0 -2
ptp4l[613.615]: selected /dev/ptp0 as PTP clock
ptp4l[613.652]: port 1: INITIALIZING to LISTENING on INIT_COMPLETE
ptp4l[613.653]: port 0: INITIALIZING to LISTENING on INIT_COMPLETE
ptp4l[619.801]: port 1: LISTENING to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[619.802]: selected local clock 00e00c.fffe.001600 as best master
ptp4l[619.802]: port 1: assuming the grand master role

使用UDP/IPv4协议，运行ptp4l做master，发送单步时间戳Sync报文

# ptp4l -i eth0 -m --twoStepFlag=0
ptp4l[636.150]: selected /dev/ptp0 as PTP clock
ptp4l[636.152]: port 1: INITIALIZING to LISTENING on INIT_COMPLETE
ptp4l[636.153]: port 0: INITIALIZING to LISTENING on INIT_COMPLETE
ptp4l[643.497]: port 1: LISTENING to MASTER on ANNOUNCE_RECEIPT_TIMEOUT_EXPIRES
ptp4l[643.497]: selected local clock 00e00c.fffe.001600 as best master
ptp4l[643.497]: port 1: assuming the grand master role

接收方命令和结果

使用tcpdump直接查看接收报文完整的数据

# tcpdump -i eth0 -xx

可以看到对L2 Ethernet报文和UDP/IPv4报文，PTP消息的correctionField和originTimestamp字段的数值，直接就解析出来了。

L2 Ethernet：

UDP/IPv4：

结束语

Sync报文发送的硬件时间戳应该是originTimestamp和correctionField相加。根据1588标准的规定，originTimestamp和实际发送硬件时间戳差值不能超过1s，所以对具体的硬件，如果originTimestamp是在发送报文前由软件填写的，那么一定要在填写后立即发送，使得correctionField不能超过1s。当前验证的硬件就是这种实现，所以correctionField在2us多，应该还是合理的。如果硬件做单步时间戳的同时，又支持回写时间戳，那就可以拿回写时间戳和单步时间戳（originTimestamp + correctionField）比较。如果相等，就说明硬件工作没有问题。

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