2. descriptor format과 buffer lifetime을 word 단위로 읽는다

CHAPTER 02

normal, enhanced, extended descriptor와 GMAC4 descriptor를 구분하고 각 word의 buffer address, length, status, context와 ownership을 driver가 채우는 시점대로 추적합니다.

ring은 보통 coherent DMA memory이지만 packet buffer는 streaming mapping일 수 있습니다. 두 memory의 cache 계약이 다릅니다.

CPU가 모든 field와 buffer를 준비한 뒤 마지막으로 device ownership을 넘깁니다. 회수 후에는 status를 읽고 buffer를 unmap/recycle합니다.

TSO, timestamp, VLAN 같은 metadata가 별도 context descriptor를 사용할 수 있습니다. data descriptor 수와 packet 수가 같지 않을 수 있습니다.

ring index wrap과 hardware tail pointer 단위가 descriptor 개수인지 주소인지 확인합니다.

항목	소유 블록	설정 또는 의미	정상 증거	실패 해석
DES0 status/OWN	descriptor	device/CPU 소유와 completion status	handoff 후 1, completion 후 0	stuck OWN은 DMA/channel/address 확인
DES1 control/length	descriptor	buffer length, interrupt, first/last	skb fragment 구성과 일치	length/segment 경계 오류
DES2/3 address	descriptor	buffer 또는 next descriptor 주소	dma_map 결과와 정확히 일치	CPU VA 또는 truncated IOVA
extended/context words	descriptor	timestamp/offload metadata	feature가 켜진 packet에만 유효	format 선택과 capability 불일치
ring base/length	DMA channel	descriptor DMA base와 개수	allocation과 alignment 일치	base high bits/length off-by-one
head/tail/current	DMA channel	hardware 진행 위치	software producer/consumer 사이	wrap 단위 또는 stale read

관측 증상	직전 통과 증거	우선 확인	반증 시험	판정
첫 descriptor부터 OWN 고정	channel run bit set	ring base와 bus access	DMA address/IOMMU fault 확인	descriptor fetch 경계
몇 바퀴 뒤 멈춤	초기 packet 성공	wrap/length/tail 계산	작은 ring으로 index trace	ring 경계조건
큰 packet만 깨짐	single descriptor 정상	first/last와 fragment length	linearize 후 비교	multi-descriptor 조립
timestamp/offload에서만 실패	normal descriptor 정상	context/extended format	feature를 끄고 descriptor diff	format 전환 경계
DMA 주소 상위 bit 유실	저주소 정상	address width와 DES high field	IOMMU로 32-bit IOVA 강제	주소 폭
회수 후 use-after-free	hardware completion 보임	unmap/recycle/refcount 순서	KASAN과 descriptor index trace	buffer lifetime

그림 1. 2. descriptor format과 buffer lifetime을 word 단위로 읽는다의 실행 순서왼쪽에서 오른쪽으로 실제 소유권과 관찰 지점이 이동합니다.

01 ring allocate

02 buffer map

03 descriptor fields 작성

04 barrier

05 OWN=DMA

06 tail doorbell

07 completion

08 OWN=CPU

09 unmap/recycle

순서	실행	남길 증거	판정 목적
1	선택된 descriptor ops와 descriptor 크기를 boot log에 남깁니다.	format/size/capability	해석표 고정
2	packet 하나를 전송하며 handoff 전후 raw word를 dump합니다.	word별 변화	OWN과 field 순서 확인
3	ring base와 각 buffer DMA address를 IOMMU mapping과 대조합니다.	IOVA/PA ledger	주소 변환 검증
4	ring wrap 직전/직후 index와 descriptor를 capture합니다.	producer/consumer/tail	off-by-one 검출

주의device ownership인 descriptor를 CPU가 수정하면 안 됩니다. debug dump도 cache sync와 ownership 규칙을 지켜야 합니다.

공개되지 않은 vendor register나 integration별 offset을 추측해서 채우지 않았습니다. 아래 제조사 자료, architecture 문서와 Linux v6.18.37 원본에서 다시 확인할 수 있는 범위만 사용했습니다.