Linux内核PHY中断调试
Linux内核PHY中断调试
今天解决了一个PHY中断的问题，现在越来越觉得我以前的想法是错误的。以前总是认为解决问题最好的办法就是看代码，从代码出发。现在发现，其实脱离代码的分析问题能力是非常重要的，代码不熟可以通过短时间的强化变熟，而分析问题的能力却需要长期的锻炼。以后再遇到困难要多想想，分析好了再去做。
问题是这样的，平台还是前几篇博客里写的：Freescale的ETSEC加Marvell的88E1111，前段时间调网络时把PHY的中断调好，插拔网线，速率双工有改变时，都会有中断产生，并响应中断。调好后以为OK了，没想到前几天出现了一个问题：当Linux内核启动时，如果插着网线，PHY的中断就是好的；如果内核启动时没有插网线，PHY就没有中断，插拔网线一点反应都没有。
我开始以为是Linux内核初始化时没有注册PHY的中断，查看了内核代码和/proc/interrupt文件后发现不管网线插没插上，都会在内核中注册PHY INTERRUPT。接着，我又很盲目的在内核的/driver/net/gianfar.c, /driver/net/phy/of_mdio.c, /driver/net/phy/Phy.c, /driver/net/phy/phy_device.c等有关MAC和PHY总线注册，设备，驱动添加，绑定，初始化的地方加了大量的打印，结果依然无从下手。
后来仔细想了一下，PHY的中断信号是接在CPU的外部中断上的，我可以先量一下插拔网线时PHY有无中断信号发出，若有，那就是MAC侧的问题，CPU没有响应中断；若没有就是PHY的问题，可能是PHY的某些配置有误。
找来示波器量了一下，果然在不插网线启动内核后，PHY的中断信号根本就没有发出来。
这样，问题的区域就去掉了很大的一块，只需要安心的查PHY侧的配置就可以了。88E1111有两个跟中断有关的寄存器，0x12和0x13，分别是使能寄存器和状态寄存器。从uboot及内核的PHY初始化代码可以看出，0x12号寄存器配置为0x6400的时候就可以使能PHY中断，中断的状态可以从读清的0x13号寄存器看出。
在uboot下使用mii read和mii write命令试了一下，并用示波器量了，在0x12号寄存器设置为0x6400，0x13号寄存器读清后插拔网线，会有中断信号的发出。由于在内核中没有类似的MII命令，所以我在网口初始化的最后打印了这两个寄存器的值，发现这两个寄存器的确是0x6400和0x0，但插拔网线却没有任何中断信号发出。
似乎是又遇到了难题，为什么同样的配置在uboot下可以，在内核下却不行呢？难道是在我打印寄存器值的后面内核代码又修改了这两个寄存器。内核下没有mii read和mii write命令实在是太不方便了，我决定用驱动来模拟这两个命令。
花了一个上午的时间，做了一个字符设备/dev/phy，并写了应用代码模拟mii read和mii write。这样我也可以在内核中实时的读到和写入PHY的寄存器了。
在驱动运行后，我迫不及待的读了几个经常用到的phy寄存器，发现了控制PHY page的寄存器0x16为1。这表明PHY当前在fiber侧，并不在copper侧。等我将PHY变回copper侧后，再读0x12寄存器，就不是0x6400了，而是0x0，中断根本没有使能。在将copper侧的0x12寄存器写入0x6400后，PHY中断终于出现了。
现在问题已经明朗了，在内核初始化时，某个地方会根据copper的连接情况修改PHY的page，若未插网线时，PHY处于fiber侧，这时候再去配置0x12号寄存器，就配到了fiber侧，并不是我们想要的结果，而真正起作用的copper侧并没有使能中断。
接下来的事情就是找到这个修改PHY page的地方，在内核中查找了一会，在/driver/net/phy/marvell.c的88E1111的初始化的地方，有这几句：
/* Enable Fiber/Copper auto selection */
temp = phy_read(phydev, MII_M1111_PHY_EXT_SR);
temp &= ~MII_M1111_HWCFG_FIBER_COPPER_AUTO;
phy_write(phydev, MII_M1111_PHY_EXT_SR, temp);
这几句是使能88E1111的0x1b号寄存器的auto-select位，在uboot下做个实验发现，该位使能后，再重启phy（0x0号寄存器的最高位），PHY的page会根据网线的插拔情况做选择，网线插上时在copper侧，网线断开时在fiber侧。这样可以断定是这里改变了PHY的page，将这三句屏蔽后，运行新内核，就不会再出现前面所说的情况了。
内核这里为什么要使能这个auto-select位呢？我目前还不知道，经过测试，这三句屏蔽对几个网口并没有什么“副作用”。如果有，我会及时的写出来。
这个问题的解决我觉得关键点是PHY中断信号的测量和内核中读写PHY的驱动的制作，一个反应了分析问题的重要性，一个反应了工欲善其事必先利其器。嵌入式的道路很漫长，以后会在这两个方面多加努力的。