Linux 内核中PHY子系统(网络)：PHY设备

原创 已于 2024-04-01 01:10:29 修改 · 1.5k 阅读 · 6 ·
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#linux #arm开发 #网络

于 2024-04-01 01:07:40 首次发布

一.  简介

前面一篇文章说明了有线网络的网络硬件方案。常用到的一种方案是：内部集成了MAC网络外设的SOC芯片（处理器），外接一个 PHY网络芯片。

注意：Linux内核中的 PHY子系统，就是针对 PHY网络芯片的驱动实现而提供的。

本文开始就来简单了解一下 PHY 子系统。PHY 子系统就是用于 PHY 设备相关内容的，分为 PHY 设备和 PHY 驱动，和 platform 总线一样，PHY 子系统也是一个设备、总线和驱动模型。

本文具体来学习一下PHY子系统中的 PHY设备相关的驱动代码。

二.  Linux 内核中PHY子系统（网络）：PHY设备

1.  phy_device 结构体

首先看一下 PHY
最低0.47元/天 解锁文章
MDIO总线上phy_device与phy_driver的匹配 单片机
qq_37934722的博客
08-03 530
在现代的网络中，以太网是最常用的协议。在该驱动程序的 probe 回调函数中，我们获取 PHY 设备，并通过它的 drv 指针找到相应的 PHY 驱动程序。在 Linux 内核中，当探测到一个新的 PHY 设备时，会按照预定义的方式搜索并加载与之对应的 PHY 驱动程序，然后创建一个 PHY 设备，并将其与相应的 PHY 驱动程序进行匹配。根据 PHY ID 和 PHY ID Mask，在 PHY 驱动程序注册表（即 struct phy_driver 结构体）中查找与之匹配的 PHY 驱动程序。
MDIO总线中phy_device与phy_driver的匹配，单片机实现方法
LqmSchedule的博客
09-21 331
在单片机应用中，需要正确匹配phy_device和phy_driver，以实现对PHY设备的正确操作和配置。通过这些步骤，开发者可以在单片机中成功实现phy_device和phy_driver的匹配，并对PHY设备进行操作和配置。实现phy_device结构体：定义一个phy_device结构体，用于表示PHY设备的相关信息。该结构体通常包括PHY的地址、ID、状态等。通过上述步骤，我们可以在单片机中实现phy_device和phy_driver的匹配，并使用驱动程序对PHY设备进行操作和配置。
PHY设备驱动综合分析
小强看星星
03-14 8061
PHY设备驱动分析 声明： 使用原创资料较多就不一一列举，望海涵。我原创也不少咯。 MAC和PHY可能是集成在CPU中可能独立，下图介绍典型的MAC集成，PHY独立。两者搭配实现网卡功能。 struct phy_device { struct phy_driver *drv; //PHY设备驱动 struct mii_bus *bus; //对应的MII总线 struct device dev; ...
phy
12-12 5025
一.结构体 1.PHY设备 [cpp] view plaincopy struct phy_device {      struct phy_driver *drv; //PHY设备驱动      struct mii_bus *bus;    //对应的MII总线      struct device dev;  //设备文件      u32 phy_id; //PH
linux phy处理流程一:探测phy设备
Amelio Ming
01-09 2899
如果从节点中无法获取到"reg"值,然后对无"reg"值的节点调用of_mdiobus_child_is_phy()判断其是否为phy设备,如果为phy设备则尝试phy addr从0-31(跳过以存在phy设备的phy addr)调用of_mdiobus_register_phy()注册phy设备，4).mdiobus_scan()函数通过mido获取phy id成功则创建phy设备，否则返回设备不存在错误码(-ENODEV),创建phy设备成功后则注册phy设备(phy设备和phy驱动进行匹配操作)。
Linux 内核中PHY子系统(网络)：PHY驱动
wojiaxiaohuang2014的博客
04-01 1546
Linux 内核中PHY子系统(网络)：PHY驱动
Linux 内核中PHY子系统(网络)：MDIO 总线
wojiaxiaohuang2014的博客
04-01 1512
Linux 内核中PHY子系统(网络)：MDIO 总线
YT85XX系列，linux网络phy驱动代码
最新发布
09-14
驱动程序的编写需要深入理解Linux内核的网络子系统，包括网络接口、网络协议栈等核心组件。开发者需要根据Linux内核提供的网络设备API来编写驱动，确保驱动能够正确处理内核与PHY设备之间的交互。例如，开发者需要...
嵌入式linux开发，Linux下访问PHY芯片寄存器，获取phyID号，获取phy的link状态
寞水
06-25 5985
寞水
Linux网络设备--PHY
yzs_110的博客
03-05 1726
一.结构体 1.PHY设备（） struct phy_device { struct phy_driver *drv; //PHY设备驱动 struct mii_bus *bus; //对应的MII总线 struct device dev; //设备文件 u32 phy_id; //PHY ID enum phy_state state; //PHY状态 u32 dev_flags; ...
linux mdio 读写phy 寄存器工具
12-31
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LINUX平台下命令行访问ethernet phy 的寄存器工具
06-09
个人写的LINUX平台下，命令行访问ethernet phy 的寄存器工具，驱动和硬件调试非常实用。具体使用如下： 打印寄存器：./mdio eth0 dump 修改寄存器：./mdio eth0 0x00 0x1200，修改0x00寄存器的值为0x1200
linux下查看网卡phy,Linux下网卡phy状态检测与控制
weixin_35762250的博客
05-01 1029
https://blog.youkuaiyun.com/vc66vcc/article/details/51193010最近在一个项目中，集成一个交换机芯片的时候，遇到一些麻烦，发现交换机的性能总是上不去，100M的交换机，实际交换能力只有10M。跟做硬件的同事一起，花了几周时间调试，才找到问题。原来是接到交换机芯片上的几个子系统，用的Micrel 8041PHY芯片，默认关闭了硬件流控，导致交换机无法通过流...
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LAN9220 MII并行接口 PHY设备
one shot,one kill.
01-21 948
今天看LAN9220的驱动相关内容。LAN9220的这个网络模块包含mac模块和phy物理收发器模块，LAN9220把这两个模块集成到一个芯片里。mac模块和PHY模块通过mii（Meida Independent Interface)并行接口通信。           MAC把一帧数据（frame) 通过并行总线MII发送给的PHY物理收发器模块, 物理收发器PHY把并行数据转换为串行数据，然
网络驱动简介==PHY子系统（linux驱动开发篇）
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02-21 5647
一、PHY芯片简介 PHY是IEEE 802.3规定的一个标准模块 SOC可以对PHY 进行配置或者读取PHY 相关状态，这个就需要 PHY 内部寄存器去实现了。 PHY 芯片寄存器地址空间为 5位（支持访问32个寄存器).IEEE 定义了0~15这 16个寄存器的功能16~31这16 个寄存器由厂商自行实现。 也就是说不管你用的哪个厂家的 PHY 芯片，其中 0~15 这 16 个寄存器是一模一样的。仅靠这16个寄存器是完全可以驱动起 PHY 芯片的，至少能保证基本的网络数据通信，因此 L
linux 系统下网卡phy读写程序
一叶知秋的博客
01-24 883
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liushi558
05-18 1017
linux网络设备—PHY        分类：            linux设备驱动2013-11-14 09:372486人阅读评论(3)收藏举报 一.结构体 1.PHY设备 [cpp] view plaincopyprint? struct phy_device {      struct phy_driver *drv; //PHY设备
PHY 子系统
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05-05 1711
PHY 子系统是 Linux 内核中的一个子系统，它的全称是物理层子系统（Physical Layer Subsystem），主要负责硬件物理层的驱动和管理，是 Linux 内核中与硬件物理层通信的接口。PHY 子系统包含了许多控制器和 PHY 驱动，这些驱动用于管理系统中的不同 PHY 设备。在 Linux 内核中，PHY 设备通常被描述为一个两部分的设备：一个是控制器（Controller），另一个是 PHY 设备本身。
Linux内核如何匹配phy_id
08-22
<think>我们正在讨论Linux内核中PHY设备的匹配机制，特别是如何通过phy_id来匹配。在Linux内核中，PHY设备是网络子系统的一部分，用于管理物理层接口（如以太网PHY）。匹配过程涉及设备树（Device Tree）、总线（如MDIO总线）以及驱动模型。 根据引用[1]和引用[2]，我们可以了解到PHY驱动涉及几个关键部分：MDIO总线（mii_bus）、PHY设备（phy_device）和PHY驱动（phy_driver）。在初始化过程中，MDIO总线会扫描其上的设备，并为每个地址创建phy_device。然后，内核会尝试为每个phy_device匹配相应的phy_driver。 匹配的核心在于phy_id。每个PHY设备都有一个唯一的标识符（phy_id），通常由制造商ID和设备ID组成。同样，每个PHY驱动都会声明它支持的phy_id（或一个范围）。当内核检测到一个PHY设备时，它会读取设备的phy_id，然后与已注册的PHY驱动进行匹配。 具体过程如下： 1. 在MDIO总线初始化时（mdio_bus_init），会注册MDIO总线（类型为mii_bus）和PHY设备类（phy_class）。 2. 当MDIO总线被注册（mdiobus_register）时，总线会扫描其上的每个地址（0到31）。对于每个地址，总线会尝试读取设备的PHY标识符（通过mdiobus_read函数读取MII_PHYSID1和MII_PHYSID2寄存器）。 3. 如果读取成功，则会创建一个phy_device（通过get_phy_device函数），并将读取到的phy_id存储在phy_device中。 4. 然后，内核会将该phy_device注册到设备模型中（phy_device_register）。 5. 当PHY驱动被注册（phy_driver_register）时，它会将自己添加到全局的PHY驱动列表中。每个phy_driver结构体包含一个phy_id和一个掩码（phy_id_mask），用于标识该驱动支持的PHY设备。 6. 当phy_device被注册时，设备模型会尝试为其匹配驱动。匹配函数（phy_bus_match）会比较phy_device的phy_id与每个phy_driver的phy_id和掩码。如果满足以下条件，则匹配成功： (phy_device->phy_id & phy_driver->phy_id_mask) == phy_driver->phy_id 7. 匹配成功后，会调用phy_driver的probe函数进行初始化。 引用[2]中提到，如果PHY设备没有被正确识别（例如，由于复位时序问题导致无法读取phy_id），则会导致匹配失败，从而在后续的网络接口打开操作（如fec_enet_open）中无法连接到PHY设备（出现-19错误）。 因此，确保PHY设备能够正确响应MDIO总线的读取操作（即在复位后能够正确读取PHYID寄存器）是匹配成功的关键。 下面是一个简化的代码示例，展示PHY驱动如何定义其支持的phy_id： ```c static struct phy_driver my_phy_driver = { .phy_id = 0x01410de0, // 制造商ID和设备ID的组合 .phy_id_mask = 0xfffffff0, // 掩码，表示只匹配高28位 .name = "My PHY", .probe = my_phy_probe, .config_init = my_phy_config_init, .suspend = my_phy_suspend, .resume = my_phy_resume, .driver = { .owner = THIS_MODULE, }, }; ``` 在这个例子中，该驱动将匹配任何phy_id的高28位等于0x01410de0的PHY设备。 总结：Linux内核通过读取PHY设备的phy_id，并与注册的PHY驱动中的phy_id和掩码进行比较，从而完成匹配。这一过程依赖于MDIO总线的设备扫描和内核的设备驱动模型。 相关问题： 1. 如何调试Linux内核中PHY设备未被识别的问题？ 2. 在设备树中如何配置PHY设备？ 3. PHY驱动中除了phy_id，还有哪些重要的字段？ 4. 当有多个PHY驱动匹配同一个PHY设备时，内核如何处理？</think>### Linux内核中PHY设备与phy_id的匹配机制 在Linux内核中，PHY设备（物理层网络设备）通过`phy_id`匹配驱动，主要涉及以下核心机制： #### 1. **MDIO总线扫描与设备创建** - MDIO总线初始化时调用`mdiobus_register()`注册总线 - 总线扫描每个地址（0-31），调用`mdiobus_scan()`检测设备 - 通过`get_phy_device()`读取PHY的`phy_id`（组合寄存器MII_PHYSID1和MII_PHYSID2的值） - 创建`phy_device`结构体并存储`phy_id`： ```c struct phy_device { u32 phy_id; // 设备唯一标识符 struct mii_bus *bus; // 所属MDIO总线 ... }; ``` #### 2. **驱动注册与匹配表** - PHY驱动通过`phy_driver_register()`注册 - 驱动定义匹配表声明支持的`phy_id`： ```c static struct phy_driver genphy_driver = { .phy_id = 0xffffffff, // 通配符ID .phy_id_mask = 0xffffffff, // 掩码 .name = "Generic PHY", .match_phy_device = genphy_match_phy_device, // 匹配函数 ... }; ``` - 匹配逻辑：`(phy_device->phy_id & driver->phy_id_mask) == driver->phy_id` #### 3. **设备-驱动绑定流程** 1. 总线扫描时创建`phy_device`对象 2. 驱动注册时添加到全局驱动列表 3. 内核调用`driver->match_phy_device()`进行匹配 4. 匹配成功后绑定驱动，调用`driver->probe()` 5. 创建`/sys/class/net/ethX/phy`设备节点 #### 4. **关键函数调用链** ``` mdiobus_register() └─ mdiobus_scan() └─ get_phy_device() // 读取phy_id └─ phy_device_create() // 创建设备对象 └─ device_register() // 注册到设备模型 └─ driver_probe_device() // 触发驱动匹配 └─ driver->match_phy_device() // 执行匹配 ``` #### 5. **常见匹配失败原因 - PHY复位时序问题（如引用[2]所述） - MDIO总线通信异常（时钟/数据线故障） - `phy_id_mask`配置错误 - 设备树（Device Tree）PHY节点缺失 > 示例：Realtek PHY驱动匹配定义 > ```c > static struct phy_driver rtl8211e_driver = { > .phy_id = 0x001cc915, // Realtek OUI + 设备ID > .phy_id_mask = 0x001fffff, > .name = "RTL8211E Gigabit Ethernet", > ... > }; > ``` ### 相关问题 1. **如何调试PHY设备识别失败的问题？** 2. **设备树中PHY节点如何配置才能正确匹配驱动？** 3. **当多个驱动匹配同一个phy_id时，内核如何处理冲突？** 4. **PHY驱动中的软复位（soft reset）流程如何实现？** 5. **如何通过sysfs查看已注册PHY设备的phy_id信息？** [^1]: MDIO总线初始化与PHY设备创建流程 [^2]: PHY复位时序问题导致的识别失败分析 [^3]: 设备资源管理机制在驱动中的应用
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