PHY Linux 驱动

以太网 MAC（链路层）+PHY（物理层/RTL8201F,88E1111）;集成型DM9000，RTL8139CP 由于网络数据传输量较大，不论是分开型还是集成型，通常会在MAC和PHY之间引入DMA，MAC和PHY之所以有分开，是因为MAC属于数字电路部分，而PHY则属于模拟部分，负责将接收到的数据传输给MAC层，MAC层将接收到的数据传输给上层协议，如IP层，IGMP层。PHY层也负责将由MAC层发送过来的数据，转换成差分信号，经过后边的变压器后送入RJ45接头的线缆中。 对应的数据格式为： 前导符+开始位+目的MAC地址+源MAC地址+类型长度+数据+padding（optional）+32bit CRC PHY层负责的任务还是比较多的，比如10M/100M速率的选择；全双工还是半双工；载波侦听和冲突检测，这些工作对应到具体芯片就是内部寄存器的一些设置。 PHY功能模块和MCU的链接采用MII/RMII方式链接，这样就可以使用MCU设置相关的寄存器。MII是16根线，RMII将收发数据线各减到两根，这其中涉及串并转换，即将MCU的类的并行总线最终转换成RJ45线上传输的单bit编码。100M是曼彻斯特编码，10M是NRZ编码，这类编码主要考虑负载均衡和纠错。也带来了额外的网络开销。 PHY层的初始化，主要是两个部分，一个是mdio总线的初始化，一个是PHY驱动初始化，对于通常可以使用缺省内核的PHY驱动程序，但是如果PHY芯片的内部寄存器和802.3定义的并不一样，这就需要自己实现该驱动，像8201这样的百兆速率PHY芯片就可以使用缺省的PHY驱动，但是对于一些功能强一点的集成多个PHY的switch而言，通常驱动可能需要自己实现，switch常用来更高速率传输的或者VLAN这种网络。 PHY层从driver/net/phy/phy_device.c文件开始。 subsys_initcall(phy_init); module_exit(phy_exit); 又见subsys_initcall，该调用表明其在系统初始化时完成， static int __init phy_init(void) { int rc; rc = mdio_bus_init(); if (rc) return rc; rc = phy_driver_register(&genphy_driver); if (rc) mdio_bus_exit(); return rc; }。 其驱动涉及如下几个重要部分： 总线- sturct mii_bus (mii stand for media independent interface) 设备- struct phy_device 驱动- struct phy_driver mdiobus_register ——probe函数会调用，创建该总线，总线然后扫描其上面的设备，如果发现有，则创建该设备。 _|_ drovers\net\phy\mdio_bus.c drivers\net\phy\phy_device.c struct phy_device *mdiobus_scan(struct mii_bus * bus, int addr) —-get_phy_device–phy_device_create | | drivers\base\Core.c —-device_register—device_add(kobject_add构建设备树) 驱动会调用phy_driver_register去注册驱动，这是phy驱动也会形成一个链表，这里之所以不是树而上面的设备成为树，是因为 mii可能挂载在pci总线上，当然pci上可能有其它设备，这些设备和phy设备不在一个链表上，而是通过kobject链接管理的，对应的还有 一个kset，kset其实是kobject的一个集合，相同的kobject对象会指向同一个kset，如USB鼠标、键盘就属于同一个kset集。 上述的总线，设备，以及驱动（假设驱动已经编写好了，驱动中多半会有一个标示符，暂且将其看作为id，这个id指明了其支持的设备）内； 假设不支持热插拔，那么启动时，系统就会扫描设备，并串联进设备树，当驱动注册（register时），驱动就会去设备树中，找id号和其对 应的相等的，如果找到，那么这两个就捆绑在一起了，通常为XXX_attcah函数，应用层对该设备的操作就变为调用驱动中对应的read、write、 ioctl等。如果支持热插拔，比上面的就复杂了，因为驱动可能先于设备（总线）存在，所以当有新硬件连接时，内核会调用XXX_probe函数去 探测，并注册设备，然后去驱动链表中查找驱动，如果找到，则attach。对其操作方法与上述一样。 剩下一个问题就是驱动的编写了。