以太網(wǎng)PHY的控制器驅(qū)動(dòng)框架分析

1. 概述

PHY芯片為OSI的最底層-物理層(Physical Layer)，通過(guò)MII/GMII/RMII/SGMII/XGMII等多種媒體獨(dú)立接口(介質(zhì)無(wú)關(guān)接口)與數(shù)據(jù)鏈路層的MAC芯片相連，并通過(guò)MDIO接口實(shí)現(xiàn)對(duì)PHY狀態(tài)的監(jiān)控、配置和管理。

PHY與MAC整體的大致連接框架如下(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))：

PHY的整個(gè)硬件系統(tǒng)組成比較復(fù)雜，PHY與MAC相連(也可以通過(guò)一個(gè)中間設(shè)備相連)，MAC與CPU相連(有集成在內(nèi)部的，也有外接的方式)。

PHY與MAC通過(guò)MII和MDIO/MDC相連，MII是走網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的，MDIO/MDC是用來(lái)與PHY的寄存器通訊的，對(duì)PHY進(jìn)行配置。

PHY的驅(qū)動(dòng)與I2C/SPI的驅(qū)動(dòng)一樣，分為控制器驅(qū)動(dòng)和設(shè)備器驅(qū)動(dòng)。本節(jié)先講控制器驅(qū)動(dòng)。

2. PHY的控制器驅(qū)動(dòng)總述

PHY的控制器驅(qū)動(dòng)和SPI/I2C非常類似，控制器的核心功能是實(shí)現(xiàn)具體的讀寫功能。區(qū)別在于PHY的控制器讀寫功能的實(shí)現(xiàn)大致可以分為兩種方式()：

直接調(diào)用CPU的MDIO控制器(直接調(diào)用cpu對(duì)應(yīng)的寄存器)的方式；

通過(guò)GPIO/外圍soc模擬MDIO時(shí)序的方式；

PHY的控制器一般被描述為mdio_bus平臺(tái)設(shè)備(注意：這是一個(gè)設(shè)備，等同于SPI/I2C中的master設(shè)備；和總線、驅(qū)動(dòng)、設(shè)備中的bus不是一個(gè)概念)。

既然是平臺(tái)設(shè)備，那么設(shè)備樹(shù)中必定要有可以被解析為平臺(tái)設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，也要有對(duì)應(yīng)的平臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。與SPI驅(qū)動(dòng)類似，PHY設(shè)備模型也是在控制器驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)中注冊(cè)的。

3. 通過(guò)GPIO/外圍soc模擬MDIO時(shí)序的方式

3.1 控制器平臺(tái)設(shè)備在設(shè)備樹(shù)中的大致描述方式(不完全準(zhǔn)確，主要描述匹配的規(guī)則)

#linux-4.9.225Documentationdevicetreeindingssocfslcpm_qe
etwork.txt
*MDIO
Currentlydefinedcompatibles:fsl,pq1-fec-mdio(regissameasfirstresourceofFECdevice)fsl,cpm2-mdio-bitbang(regisportCregisters)
Propertiesforfsl,cpm2-mdio-bitbang:
fsl,mdio-pin:pinofportCcontrollingmdiodata
fsl,mdc-pin:pinofportCcontrollingmdioclock
Example:mdio@10d40{
compatible="fsl,mpc8272ads-mdio-bitbang",
"fsl,mpc8272-mdio-bitbang",
"fsl,cpm2-mdio-bitbang";
reg=<10d40?14>;
#address-cells=<1>;
#size-cells=<0>;
fsl,mdio-pin=<12>;
fsl,mdc-pin=<13>;

#linux-4.9.225Documentationdevicetreeindingsphy
xxx_phy:xxx-phy@xxx{//描述控制器下掛PHY設(shè)備的節(jié)點(diǎn)
reg=<0x0>;//PHY的地址
};
};

3.2 控制器平臺(tái)驅(qū)動(dòng)代碼走讀

3.2.1 控制器平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)

staticconststructof_device_idfs_enet_mdio_bb_match[]={
{
.compatible="fsl,cpm2-mdio-bitbang",//匹配平臺(tái)設(shè)備的名稱
},
{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of,fs_enet_mdio_bb_match);

staticstructplatform_driverfs_enet_bb_mdio_driver={
.driver={
.name="fsl-bb-mdio",
.of_match_table=fs_enet_mdio_bb_match,
},
.probe=fs_enet_mdio_probe,
.remove=fs_enet_mdio_remove,
};

module_platform_driver(fs_enet_bb_mdio_driver);//注冊(cè)控制器平臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)

3.2.2 控制器平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)走讀

/**********************************************************************************************
通過(guò)GPIO/外圍soc模擬MDIO時(shí)序方式的MDIO驅(qū)動(dòng)(probe函數(shù)中完成PHY設(shè)備的創(chuàng)建和注冊(cè))
***********************************************************************************************/
#linux-4.9.225drivers
etethernetfreescalefs_enetmii-bitbang.c

fs_enet_mdio_probe(structplatform_device*ofdev)
|---bitbang=kzalloc(sizeof(structbb_info),GFP_KERNEL)
|
|---bitbang->ctrl.ops=&bb_ops----------------------------------------------->|staticstructmdiobb_opsbb_ops={
||.owner=THIS_MODULE,
||.set_mdc=mdc,
||.set_mdio_dir=mdio_dir,
||.set_mdio_data=mdio,|-->實(shí)現(xiàn)為GPIO的讀寫
||.get_mdio_data=mdio_read,
||};
|<---------------------------------------------------------|
|---?new_bus?=?alloc_mdio_bitbang(&bitbang->ctrl)|
||---bus=mdiobus_alloc()-----------||structmdiobb_ctrl*ctrl=bus->priv||
||---bus->read=mdiobb_read-----------||ctrl->ops->set_mdc||
||---bus->write=mdiobb_write-----------|--mdiobb_read/mdiobb_write/mdiobb_reset函數(shù)的實(shí)現(xiàn)-|ctrl->ops->set_mdio_dir|--|
||---bus->reset=mdiobb_reset-----------|/|ctrl->ops->set_mdio_data|
||---bus->priv=ctrl<----------------------------????????????????????????????????????????????|?ctrl->ops->get_mdio_data|
|
|---fs_mii_bitbang_init//設(shè)置用來(lái)模擬mdc和mdio的管腳資源
||---of_address_to_resource(np,0,&res)//轉(zhuǎn)換設(shè)備樹(shù)地址并作為資源返回,設(shè)備樹(shù)中指定
||
||---snprintf(bus->id,MII_BUS_ID_SIZE,"%x",res.start)//把資源的起始地址設(shè)置為bus->id
||
||---data=of_get_property(np,"fsl,mdio-pin",&len)
||---mdio_pin=*data//決定控制mdio數(shù)據(jù)的端口的引腳
||
||---data=of_get_property(np,"fsl,mdc-pin",&len)
||---mdc_pin=*data//控制mdio時(shí)鐘的端口引腳
||
||---bitbang->dir=ioremap(res.start,resource_size(&res))
||
||---bitbang->dat=bitbang->dir+4
||---bitbang->mdio_msk=1<mdc_msk=1<dev.of_node)//注冊(cè)mii_bus設(shè)備,并通過(guò)設(shè)備樹(shù)子節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建PHY設(shè)備<===of_mdiobus_register(struct?mii_bus?*mdio,?struct?device_node?*np)
|????|---?mdio->phy_mask=~0//屏蔽所有PHY,防止自動(dòng)探測(cè)。相反，設(shè)備樹(shù)中列出的phy將在總線注冊(cè)后填充
||---mdio->dev.of_node=np
||---mdiobus_register(mdio)//@注意@注冊(cè)MDIO總線設(shè)備(注意是總線設(shè)備不是總線,因?yàn)榭偩€也是一種設(shè)備。mdio_bus是在其他地方注冊(cè)的,后面會(huì)講到)
|||---__mdiobus_register(bus,THIS_MODULE)
||||---bus->owner=owner
||||---bus->dev.parent=bus->parent
||||---bus->dev.class=&mdio_bus_class
||||---bus->dev.groups=NULL
||||---dev_set_name(&bus->dev,"%s",bus->id)//設(shè)置總線設(shè)備的名稱
||||---device_register(&bus->dev)//注冊(cè)總線設(shè)備
||
||---for_each_available_child_of_node(np,child)//遍歷這個(gè)平臺(tái)設(shè)備的子節(jié)點(diǎn)并為每個(gè)phy注冊(cè)一個(gè)phy_device
||---addr=of_mdio_parse_addr(&mdio->dev,child)//從子節(jié)點(diǎn)的"reg"屬性中獲得PHY設(shè)備的地址
|||---of_property_read_u32(np,"reg",&addr)
||---if(addrmdio//mdiodev是最新的內(nèi)核引入,較老的版本沒(méi)有這個(gè)結(jié)構(gòu)
||||---mdiodev->dev.release=phy_device_release
||||---mdiodev->dev.parent=&bus->dev
||||---mdiodev->dev.bus=&mdio_bus_type//PHY設(shè)備和驅(qū)動(dòng)都會(huì)掛在mdio_bus下,匹配時(shí)會(huì)調(diào)用對(duì)應(yīng)的match函數(shù)---|
||||---mdiodev->bus=bus|
||||---mdiodev->pm_ops=MDIO_BUS_PHY_PM_OPS|
||||---mdiodev->bus_match=phy_bus_match//真正實(shí)現(xiàn)PHY設(shè)備和驅(qū)動(dòng)匹配的函數(shù)<--------------------------------|
|?????????|????|?????????????|---?mdiodev->addr=addr
||||---mdiodev->flags=MDIO_DEVICE_FLAG_PHY
||||---mdiodev->device_free=phy_mdio_device_free
||||---diodev->device_remove=phy_mdio_device_remove
||||---dev->speed=SPEED_UNKNOWN
||||---dev->duplex=DUPLEX_UNKNOWN
||||---dev->pause=0
||||---dev->asym_pause=0
||||---dev->link=1
||||---dev->interface=PHY_INTERFACE_MODE_GMII
||||---dev->autoneg=AUTONEG_ENABLE//默認(rèn)支持自協(xié)商
||||---dev->is_c45=is_c45
||||---dev->phy_id=phy_id
||||---if(c45_ids)
|||||---dev->c45_ids=*c45_ids
||||---dev->irq=bus->irq[addr]
||||---dev_set_name(&mdiodev->dev,PHY_ID_FMT,bus->id,addr)
||||---dev->state=PHY_DOWN//指示PHY設(shè)備和驅(qū)動(dòng)程序尚未準(zhǔn)備就緒,在PHY驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)中會(huì)更改為READY
||||---INIT_DELAYED_WORK(&dev->state_queue,phy_state_machine)//PHY的狀態(tài)機(jī)(核心WORK)
||||---INIT_WORK(&dev->phy_queue,phy_change)//由phy_interrupt/timer調(diào)度以處理PHY狀態(tài)的更改
||||---request_module(MDIO_MODULE_PREFIXMDIO_ID_FMT,MDIO_ID_ARGS(phy_id))//加載內(nèi)核模塊(這里沒(méi)有細(xì)致研究過(guò))
||||---device_initialize(&mdiodev->dev)//設(shè)備模型中的一些設(shè)備,主要是kset、kobject、ktype的設(shè)置
|||
|||---irq_of_parse_and_map(child,0)//將中斷解析并映射到linuxvirq空間(未深入研究)
|||---if(of_property_read_bool(child,"broken-turn-around"))//MDIO總線中的TA(Turnaroundtime)
||||---mdio->phy_ignore_ta_mask|=1<mdio.dev.of_node=child
|||
|||---phy_device_register(phy)//注冊(cè)PHY設(shè)備
||||---mdiobus_register_device(&phydev->mdio)//注冊(cè)到mdiodev->bus,其實(shí)筆者認(rèn)為這是一個(gè)虛擬的注冊(cè),僅僅是根據(jù)PHY的地址在mdiodev->bus->mdio_map數(shù)組對(duì)應(yīng)位置填充這個(gè)mdiodev
|||||---mdiodev->bus->mdio_map[mdiodev->addr]=mdiodev//方便通過(guò)mdiodev->bus統(tǒng)一管理和查找,以及關(guān)聯(lián)bus的讀寫函數(shù)，方便PHY的功能配置
||||
||||---device_add(&phydev->mdio.dev)//注冊(cè)到linux設(shè)備模型框架中
||
||---if(!scanphys)//如果從子節(jié)點(diǎn)的"reg"屬性中獲得PHY設(shè)備的地址,scanphys=false,這里就直接返回了,因?yàn)椴恍枰賿呙枇?|||---return0
||
/******************************************************************************************************************
一般來(lái)說(shuō)只要設(shè)備樹(shù)種指定了PHY設(shè)備的"reg"屬性，后面的流程可以自動(dòng)忽略
******************************************************************************************************************
||---for_each_available_child_of_node(np,child)//自動(dòng)掃描具有空"reg"屬性的PHY
||---if(of_find_property(child,"reg",NULL))//跳過(guò)具有reg屬性集的PHY
|||---continue
||
||---for(addr=0;addrdev,"scanphy%sataddress%i
",child->name,addr)//打印掃描的PHY,建議開(kāi)發(fā)人員設(shè)置"reg"屬性
||
||---if(of_mdiobus_child_is_phy(child))
||---of_mdiobus_register_phy(mdio,child,addr)//注冊(cè)PHY設(shè)備
|
******************************************************************************************************************/

4. 直接調(diào)用CPU的MDIO控制器的方式

4.1 控制器平臺(tái)設(shè)備在設(shè)備樹(shù)中的大致描述方式(不完全準(zhǔn)確，主要描述匹配的規(guī)則)

#linux4.9.225Documentationdevicetreeindingspowerpcfslfman.txt
ExampleforFManv3internalMDIO:
mdio@e3120{//描述MDIO控制器驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)
compatible="fsl,fman-mdio";
reg=<0xe3120?0xee0>;
fsl,fman-internal-mdio;
tbi1:tbi-phy@8{//描述控制器下掛PHY設(shè)備的節(jié)點(diǎn)
reg=<0x8>;
device_type="tbi-phy";
};
};

4.2 控制器平臺(tái)驅(qū)動(dòng)代碼走讀

4.2.1 控制器平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)

#linux-4.9.225drivers
etethernetfreescalefsl_pq_mdio.c
staticconststructof_device_idfsl_pq_mdio_match[]={
......

/*NoKconfigoptionforFmansupportyet*/
{
.compatible="fsl,fman-mdio",//匹配平臺(tái)設(shè)備的名稱
.data=&(structfsl_pq_mdio_data){
.mii_offset=0,
/*FmanTBIoperationsarehandledelsewhere*/
},
},
......
{},
};

staticstructplatform_driverfsl_pq_mdio_driver={
.driver={
.name="fsl-pq_mdio",
.of_match_table=fsl_pq_mdio_match,
},
.probe=fsl_pq_mdio_probe,
.remove=fsl_pq_mdio_remove,
};

module_platform_driver(fsl_pq_mdio_driver);//注冊(cè)控制器平臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)

4.2.2 控制器平臺(tái)驅(qū)動(dòng)的probe函數(shù)走讀

/****************************************************************************************
直接調(diào)用CPU的MDIO控制器的方式的MDIO控制器驅(qū)動(dòng)(probe函數(shù)中涉及PHY設(shè)備的創(chuàng)建和注冊(cè))
****************************************************************************************/
#linux-4.9.225drivers
etethernetfreescalefsl_pq_mdio.c

fsl_pq_mdio_probe(structplatform_device*pdev
|---structfsl_pq_mdio_priv*priv
|---structmii_bus*new_bus
|
|---new_bus=mdiobus_alloc_size(sizeof(*priv))//分配結(jié)構(gòu)體
|---priv=new_bus->priv
|---new_bus->name="FreescalePowerQUICCMIIBus"
|---new_bus->read=&fsl_pq_mdio_read//總線的讀接口
|---new_bus->write=&fsl_pq_mdio_write//總線的寫接口
|---new_bus->reset=&fsl_pq_mdio_reset//總線的復(fù)位接口
|
|---of_address_to_resource(np,0,&res)//獲取控制器地址資源
|---snprintf(bus->id,MII_BUS_ID_SIZE,"%x",res.start)//把資源的起始地址設(shè)置為bus->id
|
|---of_mdiobus_register(new_bus,np)//注冊(cè)mii_bus設(shè)備,并通過(guò)設(shè)備樹(shù)中控制器的子節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建PHY設(shè)備,這一點(diǎn)與模擬方式流程相同

of_mdiobus_register的流程與第四小節(jié)一致，這里就不再列出。

5. 控制器的讀寫會(huì)在哪里得到調(diào)用？

在PHY設(shè)備的注冊(cè)中(讀PHY ID)、PHY的初始化、自協(xié)商、中斷、狀態(tài)、能力獲取等流程中經(jīng)?？梢钥吹絧hy_read和phy_write兩個(gè)函數(shù)(下一節(jié)要講的PHY驅(qū)動(dòng))，這兩個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)就依賴于控制器設(shè)備mii_bus的讀寫。

phy_read和phy_write定義在linux-4.9.225includelinuxphy.h中，如下：

staticinlineintphy_read(structphy_device*phydev,u32regnum)
{
returnmdiobus_read(phydev->mdio.bus,phydev->mdio.addr,regnum);
}

staticinlineintphy_write(structphy_device*phydev,u32regnum,u16val)
{
returnmdiobus_write(phydev->mdio.bus,phydev->mdio.addr,regnum,val);
}

其中mdiobus_read和mdiobus_write定義在linux-4.9.225drivers etphymdio_bus.c中，如下：

/**
*mdiobus_read-ConveniencefunctionforreadingagivenMIImgmtregister
*@bus:themii_busstruct
*@addr:thephyaddress
*@regnum:registernumbertoread
*
*NOTE:MUSTNOTbecalledfrominterruptcontext,
*becausethebusread/writefunctionsmaywaitforaninterrupt
*toconcludetheoperation.
*/
intmdiobus_read(structmii_bus*bus,intaddr,u32regnum)
{
intretval;

BUG_ON(in_interrupt());

mutex_lock(&bus->mdio_lock);
retval=bus->read(bus,addr,regnum);
mutex_unlock(&bus->mdio_lock);

returnretval;
}

/**
*mdiobus_write-ConveniencefunctionforwritingagivenMIImgmtregister
*@bus:themii_busstruct
*@addr:thephyaddress
*@regnum:registernumbertowrite
*@val:valuetowriteto@regnum
*
*NOTE:MUSTNOTbecalledfrominterruptcontext,
*becausethebusread/writefunctionsmaywaitforaninterrupt
*toconcludetheoperation.
*/
intmdiobus_write(structmii_bus*bus,intaddr,u32regnum,u16val)
{
interr;

BUG_ON(in_interrupt());

mutex_lock(&bus->mdio_lock);
err=bus->write(bus,addr,regnum,val);
mutex_unlock(&bus->mdio_lock);

returnerr;
}

可以清楚的看到bus->read和bus->write讀寫接口在這里得到調(diào)用。

6. mdio_bus總線

接下來(lái)要講的PHY設(shè)備驅(qū)動(dòng)是基于device、driver、bus的連接方式。其驅(qū)動(dòng)涉及如下幾個(gè)重要部分：

總線 - sturct mii_bus (mii stand for media independent interface)

設(shè)備 - struct phy_device

驅(qū)動(dòng) - struct phy_driver

關(guān)于PHY設(shè)備的創(chuàng)建和注冊(cè)已經(jīng)在第5節(jié)的probe函數(shù)中有過(guò)詳細(xì)的描述(需要注意的是：phy設(shè)備不像i2c/spi有一個(gè)board_info函數(shù)進(jìn)行設(shè)備的添加，而是直接讀取phy中的寄存器<根據(jù)IEEE的規(guī)定，PHY芯片的前16個(gè)寄存器的內(nèi)容必須是固定的>)，本節(jié)就不再描述；

6.1 總線注冊(cè)的入口函數(shù)

#linux-4.9.225drivers
etphyphy_device.c
staticint__initphy_init(void)
{
intrc;

rc=mdio_bus_init();//mdio_bus總線的注冊(cè)
if(rc)
returnrc;

rc=phy_drivers_register(genphy_driver,ARRAY_SIZE(genphy_driver),THIS_MODULE);//通用PHY驅(qū)動(dòng)
if(rc)
mdio_bus_exit();

returnrc;
}

subsys_initcall(phy_init);

subsys_initcall(phy_init) 這行的作用非常重要，這一行就決定了內(nèi)核在啟動(dòng)的時(shí)候會(huì)調(diào)用該函數(shù)，注冊(cè)完了之后緊接著又注冊(cè)一個(gè)通用的PHY驅(qū)動(dòng)。

6.2 總線注冊(cè)函數(shù)--- mdio_bus_init解析

#linux-4.9.225drivers
etphymdio_bus.c
staticstructclassmdio_bus_class={
.name="mdio_bus",
.dev_release=mdiobus_release,
};

staticintmdio_bus_match(structdevice*dev,structdevice_driver*drv)
{
structmdio_device*mdio=to_mdio_device(dev);

if(of_driver_match_device(dev,drv))
return1;

if(mdio->bus_match)
returnmdio->bus_match(dev,drv);

return0;
}

structbus_typemdio_bus_type={
.name="mdio_bus",//總線名稱
.match=mdio_bus_match,//用來(lái)匹配總線上設(shè)備和驅(qū)動(dòng)的函數(shù)
.pm=MDIO_BUS_PM_OPS,
};
EXPORT_SYMBOL(mdio_bus_type);

int__initmdio_bus_init(void)
{
intret;

ret=class_register(&mdio_bus_class);//注冊(cè)設(shè)備類(在linux設(shè)備模型中，我再仔細(xì)講這個(gè)類的概念)
if(!ret){
ret=bus_register(&mdio_bus_type);//總線注冊(cè)
if(ret)
class_unregister(&mdio_bus_class);
}

returnret;
}

其中(1) class_register(&mdio_bus_class)執(zhí)行后會(huì)有以下設(shè)備類：

/sys/class/mdio_bus

(2)bus_register(&mdio_bus_type)執(zhí)行后會(huì)有以下總線類型：

/sys/bus/mdio_bus

6.3 總線中的match函數(shù)解析

/**
*mdio_bus_match-determineifgivenMDIOdriversupportsthegiven
*MDIOdevice
*@dev:targetMDIOdevice
*@drv:givenMDIOdriver
*
*Description:GivenaMDIOdevice,andaMDIOdriver,return1if
*thedriversupportsthedevice.Otherwise,return0.Thismay
*requirecallingthedevicesownmatchfunction,sincedifferentclasses
*ofMDIOdeviceshavedifferentmatchcriteria.
*/
staticintmdio_bus_match(structdevice*dev,structdevice_driver*drv)
{
structmdio_device*mdio=to_mdio_device(dev);

if(of_driver_match_device(dev,drv))
return1;

if(mdio->bus_match)//實(shí)現(xiàn)匹配的函數(shù)
returnmdio->bus_match(dev,drv);

return0;
}

7. 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)

在phy_init函數(shù)中不僅注冊(cè)了mdio_bus總線，還注冊(cè)了一個(gè)通用的PHY驅(qū)動(dòng)作為缺省的內(nèi)核PHY驅(qū)動(dòng)，但是如果PHY芯片的內(nèi)部寄存器和802.3定義的并不一樣或者需要特殊的功能配置以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的功能，這就需要專有的驅(qū)動(dòng)。

關(guān)于通用PHY驅(qū)動(dòng)的知識(shí)，網(wǎng)上有一大堆講解，本節(jié)就不再重復(fù)的去描述。

對(duì)于市場(chǎng)上存在的主流PHY品牌，一般在內(nèi)核源碼 drivers etphy目錄下都有對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)。本節(jié)主要以realtek RTL8211F為例，講述PHY的驅(qū)動(dòng)，代碼如下：

#linux-4.9.225drivers
etphy
ealtek.c
staticstructphy_driverrealtek_drvs[]={
......
,{
.phy_id=0x001cc916,
.name="RTL8211FGigabitEthernet",
.phy_id_mask=0x001fffff,
.features=PHY_GBIT_FEATURES,
.flags=PHY_HAS_INTERRUPT,
.config_aneg=&genphy_config_aneg,
.config_init=&rtl8211f_config_init,
.read_status=&genphy_read_status,
.ack_interrupt=&rtl8211f_ack_interrupt,
.config_intr=&rtl8211f_config_intr,
.suspend=genphy_suspend,
.resume=genphy_resume,
},
};

module_phy_driver(realtek_drvs);//注冊(cè)PHY驅(qū)動(dòng)

staticstructmdio_device_id__maybe_unusedrealtek_tbl[]={
{0x001cc912,0x001fffff},
{0x001cc914,0x001fffff},
{0x001cc915,0x001fffff},
{0x001cc916,0x001fffff},
{}
};

MODULE_DEVICE_TABLE(mdio,realtek_tbl);

7.1 phy驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)

（1）同一品牌的PHY設(shè)備有多種不同的型號(hào)，內(nèi)核為了支持一次可以注冊(cè)多個(gè)型號(hào)的PHY的驅(qū)動(dòng)，在includelinuxphy.h中提供了用于注冊(cè)PHY驅(qū)動(dòng)的宏module_phy_driver。該宏的定義如下：

#linux-4.9.225includelinuxphy.h

#definephy_module_driver(__phy_drivers,__count)
staticint__initphy_module_init(void)
{
returnphy_drivers_register(__phy_drivers,__count,THIS_MODULE);
}

#definemodule_phy_driver(__phy_drivers)
phy_module_driver(__phy_drivers,ARRAY_SIZE(__phy_drivers))

（2）其中phy_driver_register定義如下(注意這里與老版本內(nèi)核有一定的改動(dòng))

/**
*phy_driver_register-registeraphy_driverwiththePHYlayer
*@new_driver:newphy_drivertoregister
*@owner:moduleowningthisPHY
*/
intphy_driver_register(structphy_driver*new_driver,structmodule*owner)
{
intretval;

new_driver->mdiodrv.flags|=MDIO_DEVICE_IS_PHY;
new_driver->mdiodrv.driver.name=new_driver->name;//驅(qū)動(dòng)名稱
new_driver->mdiodrv.driver.bus=&mdio_bus_type;//驅(qū)動(dòng)掛載的總線
new_driver->mdiodrv.driver.probe=phy_probe;//PHY設(shè)備和驅(qū)動(dòng)匹配后調(diào)用的probe函數(shù)
new_driver->mdiodrv.driver.remove=phy_remove;
new_driver->mdiodrv.driver.owner=owner;

retval=driver_register(&new_driver->mdiodrv.driver);//向linux設(shè)備模型框架中注冊(cè)device_driver驅(qū)動(dòng)
if(retval){
pr_err("%s:Error%dinregisteringdriver
",
new_driver->name,retval);

returnretval;
}

pr_debug("%s:Registerednewdriver
",new_driver->name);

return0;
}

intphy_drivers_register(structphy_driver*new_driver,intn,
structmodule*owner)
{
inti,ret=0;

for(i=0;i0)
phy_driver_unregister(new_driver+i);
break;
}
}
returnret;
}

7.2 MODULE_DEVICE_TABLE宏的作用

7.2.1 C語(yǔ)言宏定義##連接符和#符的使用

1 . ## 連接符號(hào)"##" 連接符號(hào)其功能是在帶參數(shù)的宏定義中將兩個(gè)子串(token)聯(lián)接起來(lái)，從而形成一個(gè)新的子串。但它不可以是第一個(gè)或者最后一個(gè)子串。所謂的子串(token)就是指編譯器能夠識(shí)別的最小語(yǔ)法單元。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，“##”是一種分隔連接方式，它的作用是先分隔，然后進(jìn)行強(qiáng)制連接。其中，分隔的作用類似于空格。

我們知道在普通的宏定義中，預(yù)處理器一般把空格解釋成分段標(biāo)志，并把分隔后的每一段和前面的定義比較，相同的就被替換。

如果采用空格來(lái)分隔，被替換后段與段之間存在一些空格。如果我們不希望出現(xiàn)這些空格，就可以通過(guò)添加一些 “##”來(lái)替代空格。例如：

#defineexample(name,type)name_##type##_type

"name"和第一個(gè) *之間，以及第2個(gè)*和第二個(gè) "type" 之間沒(méi)有被分隔，所以預(yù)處理器會(huì)把name_##type##*type解釋成3段："name*"、"type"、以及"_type"，其中只有"type"是在宏前面出現(xiàn)過(guò)的，所以它可以被宏替換。

2 . # 符號(hào)單獨(dú)的一個(gè) "#" 則表示: 替換這個(gè)變量后，再加雙引號(hào)引起來(lái)。例如,宏定義 __stringify_1(x) :

#linux-4.9.225includelinuxstringify.h
#define__stringify_1(x)#x

那么 __stringify_1(realtek_tbl) <=等價(jià)于=> ”realtek_tbl"

7.2.2 alias函數(shù)

alias定義的函數(shù)將作為另一個(gè)函數(shù)的別名。gcc官方的說(shuō)明部分內(nèi)容如下：5.24 Declaring Attributes of Functions:

alias (“target”)The alias attribute causes the declaration to be emitted as an alias for another symbol, which must be specified. For instance,

void__f(){/*Dosomething.*/;}
voidf()__attribute__((weak,alias("__f")));

declares f' to be a weak alias for__f'. In C++, the mangled name for the target must be used. It is an error if `__f' is not defined in the same translation unit.

7.2.3 指定變量的屬性 - - - unused的用法

unused 表示該函數(shù)或變量可能不使用，這個(gè)屬性可以避免編譯器產(chǎn)生警告信息。在gcc官方的說(shuō)明部分內(nèi)容如下：

5.31 Specifying Attributes of Variables：unusedThis attribute, attached to a variable, means that the variable is meant to be possibly unused. GCC will not produce a warning for this variable.

7.2.4 MODULE_DEVICE_TABLE解析

MODULE_DEVICE_TABLE宏定義在 /include/linux/module.h中,如下：

/*Createsanaliassofile2alias.ccanfinddevicetable.*/
#defineMODULE_DEVICE_TABLE(type,name)
externconsttypeof(name)__mod_##type##__##name##_device_table
__attribute__((unused,alias(__stringify(name))))

根據(jù)代碼把這個(gè)宏展開(kāi)之后會(huì)發(fā)現(xiàn)：生成了一個(gè) _mod_type__name_device_table 的符號(hào)表，其中type為類型，name是這個(gè)驅(qū)動(dòng)的名稱。在內(nèi)核編譯的時(shí)候?qū)⑦@部分符號(hào)單獨(dú)放置在一個(gè)區(qū)域。

當(dāng)內(nèi)核運(yùn)行的時(shí)，用戶可以通過(guò)類型（tpye）和類型對(duì)應(yīng)的設(shè)備表中名稱（name）中動(dòng)態(tài)的加載驅(qū)動(dòng)，在表中查找到了這個(gè)符號(hào)之后可以迅速的加載驅(qū)動(dòng)。

MODULE_DEVICE_TABLE的第一個(gè)參數(shù)是設(shè)備的類型，如果是PHY設(shè)備，那自然是MDIO（如果是PCI設(shè)備，那將是pci）。后面一個(gè)參數(shù)是設(shè)備表，這個(gè)設(shè)備表的最后一個(gè)元素是空的，用于標(biāo)識(shí)結(jié)束。

7.2.5 MODULE_DEVICE_TABLE(mdio, realtek_tbl)解析（待驗(yàn)證，后續(xù)再來(lái)修改）

1. 定義

/**
*structmdio_device_id-identifiesPHYdevicesonanMDIO/MIIbus
*@phy_id:Theresultof
*(mdio_read(&MII_PHYSID1)<

	

	2 . 展開(kāi)：

	
#defineMODULE_DEVICE_TABLE(mdio,realtek_tbl)
externconststructmdio_device_id__mod_mdio__realtek_tbl_device_table
__attribute__((unused,"realtek_tbl")))


	

	生成一個(gè)名為_(kāi)_mod_mdio__realtek_tbl_device_table，內(nèi)核構(gòu)建時(shí)，depmod程序會(huì)在所有模塊中搜索符號(hào)__mod_mdio__realtek_tbl_device_table，把數(shù)據(jù)（設(shè)備列表）從模塊中抽出，添加到映射文件 /lib/modules/KERNEL_VERSION/modules.mdiomap 中，當(dāng)depmod結(jié)束之后，所有的MDIO設(shè)備連同他們的模塊名字都被該文件列出。在需要驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，由modules.mdiomap 文件來(lái)找尋恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)程序。

	8. 設(shè)備驅(qū)動(dòng)與控制器驅(qū)動(dòng)之間的關(guān)系圖

	

	審核編輯：湯梓紅