网卡驱动9-linux内核3.0.8的mdio_bus\phy_device\phy_driver

上次说了MII

还有RMII GMII RGMII、SGMII等，

GMII:

与MII接口相比，GMII的数据宽度由4位变为8位, 发送参考时钟GTX_CLK和接收参考时钟RX_CLK的频率均为125MHz(1000Mbps/8=125MHz)。支持MII模式。这个GMII可用于1000M网。

RGMII:

由于GMII线太多，RGMII把数据位宽变为4位，在时钟的上升沿和下降沿都采样数据。

本人现在用的1000M网卡用的急速RGMII接口。同时支持MII。

 

我当前用的SOC集成了MAC，有两个MAC，支持MII和RGMII，一个MDIO接口。

我的硬件是有两个网口，一个MAC对应一个PHY，一个MDIO总线上接两个PHY。一个PHY地址ID为1，另一个为2。内核驱动STMicroelectronics 公司的stmmac/，版本linux-3.0.8

看一下stmmac的源码，可以看出phy管理用的不是我们上篇说的mii.c。而是drivers/net/phy/下的东西。

我们关心的代码是phy.c phy_device.c mdio_bus.c 还有include /linux/phy.h

这些东西的使用和上次的mii.c使用比较的话，会给人一种总线、设备、驱动的概念。不是想上次的mii就是提供mdio读写去操作mii接口。

Bus：

struct mii_bus {
	const char *name;
	char id[MII_BUS_ID_SIZE];
	void *priv;
	int (*read)(struct mii_bus *bus, int phy_id, int regnum);
	int (*write)(struct mii_bus *bus, int phy_id, int regnum, u16 val);
	int (*reset)(struct mii_bus *bus);

	/*
	 * A lock to ensure that only one thing can read/write
	 * the MDIO bus at a time
	 */
	struct mutex mdio_lock;

	struct device *parent;
	enum {
		MDIOBUS_ALLOCATED = 1,
		MDIOBUS_REGISTERED,
		MDIOBUS_UNREGISTERED,
		MDIOBUS_RELEASED,
	} state;
	struct device dev;

	/* list of all PHYs on bus */
	struct phy_device *phy_map[PHY_MAX_ADDR];

	/* PHY addresses to be ignored when probing */
	u32 phy_mask;

	/*
	 * Pointer to an array of interrupts, each PHY's
	 * interrupt at the index matching its address
	 */
	int *irq;
};
在驱动中，我们要面对的接口。现在看看stmmac中对它的使用。在stmmac_mdio.c中，看一些关键代码：
		stmmac_mii_bus = mdiobus_alloc();//动态分配
		if (stmmac_mii_bus == NULL)
			return -ENOMEM;

		irqlist = kzalloc(sizeof(int) * PHY_MAX_ADDR, GFP_KERNEL);//分配phy irq表
		if (irqlist == NULL) {
			err = -ENOMEM;
			goto irqlist_alloc_fail;
		}

		/* Assign IRQ to phy at address phy_addr */
		if (priv->phy_addr != -1)//我当前的stmmac源码没有支持phy中断
			irqlist[priv->phy_addr] = priv->phy_irq;
/*
可以到此去看看如何加一个phy，可能要代理
http://www.stlinux.com/kernel/network/phy-howto
        */

        //下面检测时钟是否正常，主要是获取总线时钟，再计算toe时钟，是否合法。
		tnkclk = mdio_clk_init();

		priv->plat->clk_csr = get_clk_csr(tnkclk);
		if (priv->plat->clk_csr == -1) {
			pr_err("Can not get mdio clk.\n");
			goto bus_register_fail;
		}

		stmmac_mii_bus->name = "STMMAC MII Bus";
		stmmac_mii_bus->read = &stmmac_mdio_read;//读
		stmmac_mii_bus->write = &stmmac_mdio_write;//写
		stmmac_mii_bus->reset = &stmmac_mdio_reset;// 复位
		snprintf(stmmac_mii_bus->id, MII_BUS_ID_SIZE, "%x",
			 priv->plat->bus_id);//stmmac中是1
		stmmac_mii_bus->priv = ndev;
		stmmac_mii_bus->irq = irqlist;
		stmmac_mii_bus->phy_mask = priv->phy_mask;//这里设为了0,没有地址被忽略
		stmmac_mii_bus->parent = priv->device;
		err = mdiobus_register(stmmac_mii_bus);//注册总线。
		if (err != 0) {
			pr_err("%s: Cannot register as MDIO bus\n",
			       stmmac_mii_bus->name);
			goto bus_register_fail;
		}

        在mdiobus_register()中，有一段phy扫面程序
	for (i = 0; i < PHY_MAX_ADDR; i++) {
		if ((bus->phy_mask & (1 << i)) == 0) {
			struct phy_device *phydev;

			phydev = mdiobus_scan(bus, i);
			if (IS_ERR(phydev)) {
				err = PTR_ERR(phydev);
				goto error;
			}
		}
	}

Mdiobus_scan最终会去读：

MII_PHYSID1，MII_PHYSID2

这个在上一篇的MII寄存器上说过。

获得的id会存入structphy_device的phy_id。这个structphy_device会被存入bus的phy_map里面。

系统启动打印就是：

可以看到地址1和地址2的phy active.

还有IRQ -6其实是- ENXIO：No such device or address

 

我们在看看write read reset

Stmmac有一个GMII地址寄存器和数据寄存器

Read:

把要读的phy中的地址寄存器的值写入stmmac的GMII地址寄存器

等待地址寄存器第0位（busy）为0

读GMII数据寄存器，获得phy的相关设置值。

 

Write:

把要写的phy中的地址寄存器的值写入stmmac的GMII地址寄存器

把数据写入GMII数据寄存器

等待地址寄存器第0位（busy）为0

 

Reset:

当前就是把stmmac的GMII地址寄存器清零

 

现在我就当已经为内核提供bus完毕。

 

Device:

这个在mdiobus_scan时已经注册了，通过get_phy_device（）获取phy的id，再把搜索到设备时会做phy_device_register动作。我们不具体看了。注册完之后，device_phy_id和driver_phy_id进程匹配，这就是device找到driver的过程。

从上面可以看出，device在驱动中是通过mii标准的寄存器去获取id，然后去匹配的。我们自己的驱动代码不需要太多的关心。也就是关心一下设备的address。

 

Driver:

在内核启动的时候已经注册了一个叫genphy_driver的驱动。

假设你的phy驱动需要一些特别的操作，你可以注册自己的driver，phy下有很多，如davicom.c/realtek.c等

你看一下realtek.c的驱动，对应的id是0x001cc912，我的板子用的是realtek的，id是0x001cc915，是rtl8211eg。所以我的板子没有RTL821x的phy_driver。用的就是genphy_driver。

不过genphy_driver的id和mask是

     .phy_id     =0xffffffff,

.phy_id_mask    = 0xffffffff,

我们看一下mdio_bus中的match是

static int mdio_bus_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
	    struct phy_device *phydev = to_phy_device(dev);
	    struct phy_driver *phydrv = to_phy_driver(drv);

	    return ((phydrv->phy_id & phydrv->phy_id_mask) ==
		    (phydev->phy_id & phydrv->phy_id_mask));
}

这样不能与我的phy匹配。

不过我们不是靠这个机制。而是stmmac_main.c中stmmac_init_phy->phy_connect->phy_connect_direct->phy_attach_direct,看下面的代码；

        /* Assume that if there is no driver, that it doesn't
	 * exist, and we should use the genphy driver. */
	if (NULL == d->driver) {
		d->driver = &genphy_driver.driver;//如果为空就赋值为genphy_driver。

		err = d->driver->probe(d);
		if (err >= 0)
			err = device_bind_driver(d);

		if (err)
			return err;
	}

如果你要写自己的驱动，你需要看看structphy_driver结构体，里面有很多的特别函数指针需要我们去实体化。我就不看了