PHY启动

问题： PHY 是怎么启动的

当执行ifconfig eth0 up 希望启动网络的时候，会执行 网卡设备的操作集 open()

struct net_device
	const struct net_device_ops *netdev_ops; = &stmmac_netdev_ops-------+
																		|
																		|
static const struct net_device_ops stmmac_netdev_ops = {----------------+
	.ndo_open = stmmac_open,
	...
};

stmmac_open()会去尝试到mdio总线上 匹配 phy device 与 phy driver 。 当匹配成功后 会调用 phy driver的 probe()函数，设置 phy 状态为准备状态PHY_READY，启动phy 状态机任务phy_state_machine 函数。然后做一系列操作后 最终 切换phy 状态为驱动 PHY_UP，这样 状态机任务就会继续执行下去。该函数一直在运行（每隔一秒检测一次网络状态），判断不同的网络状态作出不同的动作。其中CHANGELINK是会根据网络连、断来判断是RUNNING还是NOLINK。这样，就知道网络是连接上还是断开。

关于PHY 状态机的状态切换

enum phy_state {
	PHY_DOWN = 0,//PHY 没准备好
	PHY_STARTING,//PHY 芯片OK了
	PHY_READY,//准备好了，会在phy driver probe()中切换状态机状态到 PHY_UP
	PHY_PENDING,
	PHY_UP, //PHY 启动
	PHY_AN, //自动协商
	PHY_RUNNING, //正在运行
	PHY_NOLINK, //断网
	PHY_FORCING, 
	PHY_CHANGELINK, //状态变化
	PHY_HALTED,
	PHY_RESUMING
};

phy状态变化主要在 phy_state_machine 函数。该函数一直在运行（每隔一秒检测一次网络状态），该函数判断不同的网络状态作出不同的动作。其中CHANGELINK是会根据网络连、断来判断是RUNNING还是NOLINK。这样，就知道网络是连接上还是断开

rivers\net\ethernet\stmicro\stmmac\stmmac_main.c

static int stmmac_open(struct net_device *dev)
{
	
	...
	/*
	目前分析的工作：
		如 
		1 到 mdio 总线上查找目标 phy 设备
		2 匹配到对应 phy driver 后 调用 phy driver 的probe()，设置phy 状态为 "准备好了"
		3 启动phy 状态机任务
	*/
	ret = stmmac_init_phy(dev);
	if (ret) {
		netdev_err(priv->dev,
			   "%s: Cannot attach to PHY (error: %d)\n",
			   __func__, ret);
		return ret;
	}

	...
	
	//分配TX/RX资源
	ret = alloc_dma_desc_resources(priv);
	
	//初始化RX/TX的回环描述
	ret = init_dma_desc_rings(dev, GFP_KERNEL);

	//检查MAC 地址
	stmmac_check_ether_addr(priv);
	
	//设置mac为可用状态，配置mac核心寄存器，然后DMA数据准备接收和发送
	ret = stmmac_hw_setup(dev, true);
	...
	
	//启动PHY设备
	// PHY 状态切换： PHY_READY---->PHY_UP
	phy_start(dev->phydev);
	
	...
}




/**
 * stmmac_init_phy - PHY initialization  PHY初始化
 * @dev: net device structure

工作：	
	如 到mdio 总线上查找 目标phy device,当
 */
static int stmmac_init_phy(struct net_device *dev)
{
	//获取网卡设备的 私有数据
	struct stmmac_priv *priv = netdev_priv(dev);
	...

	/* 在 GMAC控制器初始化的时候，已经解析了 phy配置节点
		struct net_device{
			
		}+网卡私有数据 
		struct stmmac_priv 
			//gmac控制器所有配置信息
			struct plat_stmmacenet_data *plat;
				struct device_node *phy_node; //phy配置节点
	*/
	if (priv->plat->phy_node) {
		/*
		struct net_device *dev
		
		struct net_device{
			
		}+网卡私有数据 
		struct stmmac_priv 
			//gmac控制器所有配置信息
			struct plat_stmmacenet_data *plat;
				struct device_node *phy_node; //phy配置节点
				
		 void stmmac_adjust_link(struct net_device *dev)
		 
		 0
		 
		 struct net_device{
			
		}+网卡私有数据 
		struct stmmac_priv 
			//gmac控制器所有配置信息
			struct plat_stmmacenet_data *plat;
				int interface;
		
		
		
		
		*/
		phydev = of_phy_connect(dev, priv->plat->phy_node,&stmmac_adjust_link, 0, interface);
	}

	...
}



drivers\of\of_mdio.c
/** 连接到设备树中描述的phy
 * of_phy_connect - Connect to the phy described in the device tree

目前分析的工作：
如 
1 到 mdio 总线上查找目标 phy 设备
2 匹配到对应 phy driver 后 调用 phy driver 的probe()，设置phy 状态为 "准备好了"
3 启动phy 状态机任务

 */
/*
	struct net_device *dev

	struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			struct device_node *phy_node; //phy配置节点
			
	 void stmmac_adjust_link(struct net_device *dev)
	 
	 0
	 
	 struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			int interface;

*/
struct phy_device *of_phy_connect(struct net_device *dev,
				  struct device_node *phy_np,
				  void (*hndlr)(struct net_device *), u32 flags,
				  phy_interface_t iface)
{
	
	/* 到 mdio 总线上查找目标 phy 设备
	
	struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			struct device_node *phy_node; //phy配置节点
	*/
	struct phy_device *phy = of_phy_find_device(phy_np);
	int ret;

	if (!phy)
		return NULL;

	phy->dev_flags = flags;

	/*
	struct net_device *dev
	
	目标 phy 设备  struct phy_device
	
	void stmmac_adjust_link(struct net_device *dev)
	
	struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			int interface = PHY_INTERFACE_MODE_RMII;
			
	*/
	ret = phy_connect_direct(dev, phy, hndlr, iface);

	/* refcount is held by phy_connect_direct() on success */
	put_device(&phy->mdio.dev);

	return ret ? NULL : phy;
}
EXPORT_SYMBOL(of_phy_connect);


/**
 * of_phy_find_device - Give a PHY node, find the phy_device
 * @phy_np: Pointer to the phy's device tree node

	/*
	struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			struct device_node *phy_node; //phy配置节点
 */
struct phy_device *of_phy_find_device(struct device_node *phy_np)
{
	struct device *d;
	struct mdio_device *mdiodev;

	if (!phy_np)
		return NULL;

	/*
		
	在 GMAC 控制器初始化注册的时候，检索并创建了mdio总线上的 phy 设备，并注册了phy设备到 mdio_bus 总线
	所以这里 可以获取到目标 phy_device 
	*/
	d = bus_find_device(&mdio_bus_type, NULL, phy_np, of_phy_match);
	if (d) {
		/*
			struct phy_device
				struct mdio_device mdio
					struct device dev;
		*/
		mdiodev = to_mdio_device(d);
		if (mdiodev->flags & MDIO_DEVICE_FLAG_PHY){
			//获取 struct phy_device 
			return to_phy_device(d);
		}
		put_device(d);
	}

	return NULL;
}
EXPORT_SYMBOL(of_phy_find_device);
 
/** 
 * phy_connect_direct - connect an ethernet device to a specific phy_device
 * @dev: the network device to connect
 * @phydev: the pointer to the phy device
 * @handler: callback function for state change notifications
 * @interface: PHY device's interface
 */
 
/*
	struct net_device *dev

	目标 phy 设备  struct phy_device

	void stmmac_adjust_link(struct net_device *dev)

	struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			int interface = PHY_INTERFACE_MODE_RMII;
			

*/
int phy_connect_direct(struct net_device *dev, struct phy_device *phydev,
		       void (*handler)(struct net_device *),
		       phy_interface_t interface)
{
	int rc;

	if (!dev)
		return -EINVAL;

	/*
	struct net_device *dev

	目标 phy 设备  struct phy_device
	
	...
	
	struct net_device{
		
	}+网卡私有数据 
	struct stmmac_priv 
		//gmac控制器所有配置信息
		struct plat_stmmacenet_data *plat;
			int interface = PHY_INTERFACE_MODE_RMII;
			
	工作 ：
		比如 调用 phy driver 的probe() ，设置phy 状态为 "准备好了"
	*/
	rc = phy_attach_direct(dev, phydev, phydev->dev_flags, interface);
	if (rc)
		return rc;

	phy_prepare_link(phydev, handler);
	
	// 启动phy 状态机任务
	phy_start_machine(phydev);
	if (phydev->irq > 0)
		phy_start_interrupts(phydev);

	return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(phy_connect_direct);


/** 将网络设备附加到给定的PHY设备指针
 * phy_attach_direct - attach a network device to a given PHY device pointer
 * @dev: network device to attach
 * @phydev: Pointer to phy_device to attach
 * @flags: PHY device's dev_flags
 * @interface: PHY device's interface
 *
	工作 ：
		比如 调用 phy driver 的probe() ，设置phy 状态为 "准备好了"
 */
int phy_attach_direct(struct net_device *dev, struct phy_device *phydev,
		      u32 flags, phy_interface_t interface)
{
	/*
		struct phy_device 
			struct mdio_device mdio
				struct device dev;
	*/
	struct device *d = &phydev->mdio.dev;
	
	...
	/* 执行 phy driver 的probe()
		struct device 
			// which driver has allocated this device 
			struct device_driver *driver;	
				int (*probe) (struct device *dev);
					   
	工作：
		比如 设置 phy 状态为 "准备好了"
	*/
	err = d->driver->probe(d);

	...
	
	
}

drivers\net\phy\phy_device.c

/**
 * phy_probe - probe and init a PHY device
 * @dev: device to probe and init
 *
 * Description: Take care of setting up the phy_device structure,
 *   set the state to READY (the driver's init function should
 *   set it to STARTING if needed).
 */
static int phy_probe(struct device *dev)
{
	struct phy_device *phydev = to_phy_device(dev);
	
	
	...
	
	/* Set the state to READY by default */
	//设置 phy 状态为 "准备好了"
	phydev->state = PHY_READY;
	
	...
}




/**
 * phy_start_machine - start PHY state machine tracking
 * @phydev: the phy_device struct
 */
void phy_start_machine(struct phy_device *phydev)
{
	/* 启动phy 状态机任务
	在创建 phy 设备的时候 建立了状态机任务 
		INIT_DELAYED_WORK(&dev->state_queue, phy_state_machine);
	*/
	queue_delayed_work(system_power_efficient_wq, &phydev->state_queue, HZ);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(phy_start_machine);