Linux下调试1588单步时间戳报文

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这几天在为一个网络控制器实现IEEE 1588单步时间戳的驱动，几经调试终于完工了。顺便分享一下调试方法，当然如果你想玩1588的单步时间戳，首先得有支持这个功能的硬件平台。如果对1588报文单步时间戳不了解，可以查看我之前的文章“IEEE 1588 Sync报文单步时间戳”。

平台和工具

我用的平台就不透露了，测试使用两块板子，网口直连。用到的软件包括，

• Linux：这是我板子的OS，包含我要验证的驱动。
• tcpdump：抓包工具，位于板子的文件系统。
• linuxptp：开源PTP软件，位于板子的文件系统。
• Wireshark，Windows电脑上的软件，用来查看抓包文件。

调试方法

1. 两个板子网口直连，启动Linux。
2. 配置IP地址，确保两个网口能ping通。
3. 一个板子做接收，运行tcpdump抓包，可直接查看，也可以保存成pcap文件在Wireshark中打开查看。
4. 另一个板子做发送，运行ptp4l做master，发送单步Sync报文。

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。