linux PHY驱动

网址：http://www.aiuxian.com/article/p-2699303.html

李迟CSDN网址:http://blog.csdn.net/subfate/article/details/44900651

本文参考3.17版本的内核，结合TI的cpsw驱动(但去掉cpsw大部分代码，保留phy相关的)，追踪一下通用PHY驱动。文中使用函数及主要功能语句的形式给出调用过程。

MDIO驱动

Linux的mdio主要是为了管理PHY芯片寄存器的，跟踪代码发现，它会进行创建PHY设备及一些初始化工作。

1文件路径：drivers\net\phy\mdio_bus.c

2--> mdiobus_register

3    --> device_register

4    --> mdiobus_scan

5        --> get_phy_device

6            --> get_phy_id // 读寄存器

7                -->  phy_device_create // 创建phy设备

8                --> INIT_DELAYED_WORK(&dev->state_queue, phy_state_machine); // !!!!!!初始化状态机函数

9        --> phy_device_register

下面结合ti公司的MDIO驱动看看它的过程(好像ti用的名称都叫davinci)：

1文件路径：drivers\net\ethernet\ti\davinci_mdio.c

2device_initcall(davinci_mdio_init);

3    --> davinci_mdio_init

4    -->platform_driver_register(&davinci_mdio_driver);

5 

6davinci_mdio_probe

7    --> mdiobus_register

PHY驱动

Linux内核有很多的PHY驱动，本文使用的是通用的驱动(驱动名：Generic PHY)，其它的驱动形式类似，实现了某一网络芯片/控制器驱动。

PHY注册，PHY被调用过程：

1代码路径：drivers/net/phy/phy_device.c

2phy_init

3--> mdio_bus_init 注册mdio总线

4    --> class_register(&mdio_bus_class);

5    --> bus_register(&mdio_bus_type);

6--> phy_driver_register(&genphy_driver);

7　// 赋值总线、probe等

8    --> driver_register

还是用cpsw作为实例：

01代码路径：drivers\net\ethernet\ti\cpsw.c

02cpsw_probe

03--> CPSW平台数据、资源、DMA初始化、赋值netdev_ops、ethtool_ops

04--> 注册网络设备：register_netdev

05--> cpsw_ndo_open (此处根据实际经验得到，目前还没有从源代码级别解答出调用过程)

06--> cpsw_slave_open

07    --> phy_connect (传递cpsw_adjust_link)

08    --> bus_find_device_by_name (从mdio总线上查找device)

09    --> to_phy_device （从device结构体中找到phy_device）

10    --> phy_connect_direct （传递handler，初始化 ***）

11        --> phy_attach_direct ()

12            --> d->driver = &genphy_driver[GENPHY_DRV_1G].driver;(通用驱动赋值，3.17支持1G和10G)

13            --> d->driver->probe (这里就调用到Generic PHY的检测函数phy_probe)

14            --> device_bind_driver (绑定驱动到设备)

15            --> phydev->attached_dev = dev; (有函数使用到attached_dev指针)

16            --> phydev->state = PHY_READY; （将PHY状态标记为PHY_READY）

17            --> phy_init_hw (硬件级的初始化，最后会调用genphy_config_init)

18        --> phy_prepare_link (赋值cpsw_adjust_link为adjust_link)

19        --> phy_start_machine (启动PHY状态机 ***)

20        --> phy_start_interrupts （经测了，但好像没调用到这里）

21--> phy_start(PHY_READY变成PHY_UP)

22--> 其它的CPSW的初始化

看看phy驱动的genphy_driver结构体：

01static struct phy_driver genphy_driver[] = {

02     .phy_id          = 0xffffffff,

03     .phy_id_mask     = 0xffffffff,

04     .name          = "Generic PHY",

05     .soft_reset     = genphy_soft_reset,

06     .config_init     = genphy_config_init,

07     .features     = PHY_GBIT_FEATURES | SUPPORTED_MII |

08                 SUPPORTED_AUI | SUPPORTED_FIBRE |

09                 SUPPORTED_BNC,

10     .config_aneg     = genphy_config_aneg,

11     .aneg_done     = genphy_aneg_done,

12     .read_status     = genphy_read_status,

13     .suspend     = genphy_suspend,

14     .resume          = genphy_resume,

15     .driver          = { .owner = THIS_MODULE, },

16};

features表示网卡支持的特性，看代码，在genphy_config_init会重新赋值的，这里的赋值似乎无效。
soft_reset->genphy_soft_reset：软复位PHY，写1到寄存器0的第15位，该位会自动清零，故要等待其清零后才认为复位成功
config_init ->genphy_config_init：初始化配置，主要初始化features，即supported和advertising
config_aneg -> genphy_config_aneg：自动协商，当自动协商使能时，配置advertising，并重新自动协商。如不是，则强制设置(写寄存器0)
aneg_done -> genphy_aneg_done： 读寄存器1，判断第5位，为1表示已经完成自动协商
read_status -> genphy_read_status：读取状态，是否连接上，当前速率、能力，等等，在phy状态机中，此函数经常被调用

下面给出probe的过程：

01代码路径：drivers/net/phy/phy_device.c

02phy_probe在phy_driver_register赋值new_driver，实际上就是genphy_driver，在phy_init调用

03 

04phy_probe

05--> to_phy_device (从device结构体得到phy_device指针)

06--> drv = phydev->dev.driver (赋值device_driver指针)

07--> to_phy_driver(从drv得到phy_driver指针)

08--> phydev->supported = phydrv->features;

09--> phydev->advertising = phydrv->features;

10--> phydev->state = PHY_READY;

为了更直观的了解，这里给出上电过程的主要函数，注意，默认情况下是自动协商的：

01--> tixxx_cpsw_init

02--> phy_init

03--> mdio_bus_init

04--> phy_driver_register

05--> davinci_mdio_probe

06--> cpsw_probe

07--> cpsw_ndo_open

08--> cpsw_slave_open

09--> phy_probe

10--> PHY_READY->PHY_UP

11--> phy_state_machine状态机函数

12--> phy_start_aneg

13    --> genphy_config_aneg

14        --> genphy_config_advert

15        --> genphy_restart_aneg

16    --> PHY_AN

17 

18--> PHY_AN->HY_RUNNING

19 

20--> _cpsw_adjust_link

21    --> phy_print_status

22        --> "Link is Up - xxxx"

23--> PHY_RUNNING->PHY_CHANGELINK->PHY_RUNNING（循环）

最后，系统在正常运行时会不断在PHY_RUNNING和PHY_CHANGELINK这两个状态之间切换，在PHY_CHANGELINK时会判断网络连接性而切换到PHY_RUNNING和PHY_NOLINK，这样，就能实时知道网络的状态了。具体参考phy_state_machine。 

以前写有文章专门讲网络状态切换的，这里也简单列一下：

拨掉网线：

1--> PHY_RUNNING ->PHY_NOLINK

插上网线(不进行自动协商)：

1--> PHY_NOLINK -> PHY_RUNNING