phy控制器驱动

在Linux中，PHY控制器驱动用于管理以太网PHY设备，它通过MDIO接口与PHY芯片通信。PHY控制器驱动主要包括以下几个方面：

1. PHY控制器和MDIO总线

PHY控制器驱动负责在MDIO（Management Data Input/Output）总线上执行读写操作。大部分以太网控制器集成了一个MDIO控制器，负责通过MDC时钟信号与PHY芯片通信。

2. Linux内核中的PHY子系统

Linux内核中的PHY子系统提供了标准化的PHY设备管理方式。核心组件包括：

• mii_bus结构：表示MDIO总线，用于管理总线和注册PHY设备。
• phy_device结构：表示具体的PHY设备，包含PHY地址、支持的链路模式等信息。

3. 实现PHY控制器驱动的步骤

3.1 初始化并注册MDIO总线

MDIO总线通常由mii_bus结构表示。可以使用mdiobus_alloc()分配一个MDIO总线，然后使用mdiobus_register()注册它。典型的初始化步骤如下：

#include <linux/phy.h>
#include <linux/ethtool.h>
#include <linux/mii.h>

struct mii_bus *mdio_bus;

static int mdio_bus_init(void)
{
    // 分配MDIO总线
    mdio_bus = mdiobus_alloc();
    if (!mdio_bus) {
        pr_err("Failed to allocate MDIO bus\n");
        return -ENOMEM;
    }

    // 配置MDIO总线名称和ID
    snprintf(mdio_bus->id, MII_BUS_ID_SIZE, "mdio-bus-0");
    mdio_bus->name = "Custom MDIO Bus";

    // 注册总线
    int ret = mdiobus_register(mdio_bus);
    if (ret) {
        pr_err("Failed to register MDIO bus\n");
        mdiobus_free(mdio_bus);
        return ret;
    }
    return 0;
}

3.2 PHY设备扫描和注册

在MDIO总线上可以扫描所有PHY设备，并将它们注册到内核PHY子系统。mdiobus_scan()可以帮助完成这一过程。

struct phy_device *phydev;
int phy_addr = 0; // PHY地址，通常为0到31

phydev = mdiobus_scan(mdio_bus, phy_addr);
if (IS_ERR(phydev)) {
    pr_err("Failed to scan PHY device at address %d\n", phy_addr);
} else {
    pr_info("PHY device found at address %d\n", phy_addr);
}

3.3 自定义PHY驱动注册

实现一个自定义PHY驱动，定义读写操作、自协商配置等功能。通过注册phy_driver结构，将自定义驱动添加到内核中。

static struct phy_driver my_phy_driver = {
    .phy_id         = 0x12345678,   // 设置为实际PHY设备ID
    .phy_id_mask    = 0xffffffff,
    .name           = "My PHY Driver",
    .features       = PHY_BASIC_FEATURES,
    .config_aneg    = genphy_config_aneg,   // 自动协商配置
    .read_status    = genphy_read_status,   // 读取状态
    .suspend        = genphy_suspend,
    .resume         = genphy_resume,
};

static int __init my_phy_driver_init(void)
{
    return phy_driver_register(&my_phy_driver, THIS_MODULE);
}

static void __exit my_phy_driver_exit(void)
{
    phy_driver_unregister(&my_phy_driver);
}

module_init(my_phy_driver_init);
module_exit(my_phy_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("Custom PHY driver");

4. PHY驱动编译、加载和测试

• 编译：编写Makefile，并使用make命令编译生成.ko模块。
• 加载：使用insmod命令加载模块，例如sudo insmod my_phy_driver.ko。
• 测试：使用ethtool检查PHY设备状态，确认驱动是否正常工作。

5. 驱动卸载和资源释放

使用mdiobus_unregister()和mdiobus_free()释放MDIO总线资源；在卸载时，释放phy_driver_unregister()。

此流程涵盖了PHY控制器驱动的基本实现，帮助管理以太网PHY芯片，实现自协商和链路管理等功能。