千兆网口Freescale ETSEC + Marvell 88E1111 uboot Linux 驱动分析Word格式.docx

1、如果CPU与PHY之间是RTBI接口，那么PCS层的工作在ETSEC中已经做完了，ETSEC中的TBI模块可以做PCS层的工作，PHY只需要做PMA和PMD的工作即可；如果CPU与PHY之间是SGMII接口，那么PHY只需要完成PMD的工作，ETSEC中的PCS由TBI完成，而PMA由CPU自带的Serdes模块完成。3 BD表结构在千兆以太网的驱动中，现在一般都使用一个叫BD表的东西来管理MAC层发送和接收的内存区域，如下图所示：在IMMR映射的寄存器空间中有两组寄存器TBASEn和RBASEn，分别为TxBD Ringn和RxBD Ringn的指针。MPC8314的ETSEC允许有8个Tx

2、BD Ring和8个RxBD Ring，他们都存放在内存的某个区域中。每个Buffer Descriptor都是有8个字节构成，两个字节的状态，两个字节的数据长度和四个字节的数据指针，这个指针指向内存的另一块地方，这才是真正存储发送接收数据的地方。Buffer Descriptor必须在网口初始化的时候初始化，并将自己的地址赋给TBASEn和RBASEn。在网口驱动程序中可以看到，每个BD Ring中的BD数量是可变的（我们设为64），而他们之间并没有指针连接，只是一段连续的空间，顺序下来的，所谓的环只是一个虚拟的概念，在最后一个BD时，需要将BD状态位中的W位（Wrap）置一，表示这是最后一

3、个BD，他的下一个BD就是第一个BD。如下图所示：下面一节将结合uboot源码分析一下网口初始化以及PHY配置的过程，再下一节会分析内核中的驱动。为什么先说uboot，因为在我看来，驱动程序就是分为两个部分，1按照Datasheet的说明去配置寄存器，2添加符合操作系统规范去融入操作系统。在uboot下系统很简单，代码一目了然，所以我们应该在boot下先把寄存器配置好，再去分析复杂的多的内核代码。这节分析uboot中的网口驱动代码。网口驱动函数列表函数名函数用途tsec_initialize（）网口初始化函数tsec_init（）网口启动函数tsec_local_mdio_write（）MDI

4、O口写函数tsec_local_mdio_read（）MDIO口读函数tsec_send（）网口发送函数tsec_recv（）网口接收函数tsec_configure_serdes（）配置TBI PHY的函数fsl_serdes_init（）Serdes模块初始化函数init_phy（）PHY初始化函数adjust_link（）根据PHY状态配置MAC的函数2 tsec_initialize（）函数该函数为ETSEC的初始化函数，在该函数中要初始化eth_device结构和私有的tsec_private结构，并初始化PHY。int tsec_initialize（bd_t * bis, int

5、 index, char *devname）struct eth_device *dev;int i;struct tsec_private *priv;/*为dev分配空间*/dev = （struct eth_device *）malloc（sizeof *dev）;if （NULL = dev）return 0;memset（dev, 0, sizeof *dev）;/*为priv分配空间*/priv = （struct tsec_private *）malloc（sizeof（*priv）;if （NULL = priv）/*从tsec_info 数组中取合适的值去初始化私有结构tse

6、c_private*/privlistnum_tsecs+ = priv;priv-regs = tsec_infoindex.regs;/每个tsec寄存器的基址phyregs = tsec_infoindex.miiregs;/PHY MDIO读写状态寄存器基址/*TBI PHY的MDIO读写状态寄存器基址*/phyregs_sgmii = tsec_infoindex.miiregs_sgmii;phyaddr = tsec_infoindex.phyaddr;/PHY 地址flags = tsec_infoindex.flags;ID = index;/*使用将priv结构体挂到dev

7、结构体下，挂载tsec的打开、关闭、发送、接收函数*/sprintf（dev-name, tsec_infoindex.devname）;dev-iobase = 0;priv = priv;init = tsec_init;halt = tsec_halt;send = tsec_send;recv = tsec_recv;/*初始化IP地址*/for （i = 0; i maccfg1 |= MACCFG1_SOFT_RESET;udelay（2）;/* Soft Reset must be asserted for 3 TX clocks */maccfg1 &= （MACCFG1_SO

8、FT_RESET）;/*挂载MII口的读写函数*/#if defined（CONFIG_MII） | defined（CONFIG_CMD_MII） /& !defined（BITBANGMII）miiphy_register（dev-name, tsec_miiphy_read, tsec_miiphy_write）;#endif/* 初始化PHY，并返回 */return init_phy（dev）;3 init_phy（）static int init_phy（struct eth_device *dev）struct tsec_private *priv = （struct tsec_

9、private *）dev-priv;struct phy_info *curphy;volatile tsec_t *regs = priv-regs;/*在TBIPA的寄存器中写入TBI PHY的地址*/tbipa = CONFIG_SYS_TBIPA_VALUE + priv-ID;asm（sync）;/* 重启MII接口 */phyregs-miimcfg = MIIMCFG_RESET;miimcfg = MIIMCFG_INIT_VALUE;while （priv-miimind & MIIMIND_BUSY） ;/* 通过读PHY的2号3号寄存器获得该ETSEC外连的PHY的ID

10、，搜索phy_info数组，找到符合ID的PHY信息返回。 */curphy = get_phy_info（dev）;if （curphy = NULL）phyinfo = NULL;printf（%s: No PHY found/n, dev-name）;/*如果是SGMII的接口，需要使用TBI PHY，初始化TBI PHY，注意这里名字竟然叫serdes配置，Linux里面也这么叫，真是误人子弟啊。*/if （regs-ecntrl & ECNTRL_SGMII_MODE）tsec_configure_serdes（priv）;/*在符合条件的PHY的phy_info数组中调用其初始化配

11、置函数*/phyinfo = curphy;phy_run_commands（priv, priv-phyinfo-config）;return 1;4 phy_info结构Uboot中使用这个结构来完成phy的操作，所有的phy都要使用这个结构表示，下面是88E1111的phy_info结构：struct phy_info phy_info_M88E1111S = 0x01410cc,/ PHY IDMarvell 88E1111S,/ PHY名称4,（struct phy_cmd）/* 配置数组，在调用priv-config时将依次调用下面的内容，每个大括号内，第一个为PHY寄存器地址，第

12、二个为value*/* Reset and configure the PHY */MIIM_CONTROL, MIIM_CONTROL_RESET, NULL,/* Delay RGMII TX and RX */MIIM_GBIT_CONTROL, MIIM_GBIT_CONTROL_INIT, NULL,MIIM_ANAR, MIIM_ANAR_INIT, NULL,MIIM_CONTROL, MIIM_CONTROL_INIT, &mii_cr_init,miim_end,/* 启动数组，在ETSEC启动的时候要依次调用。/* Status is read once to clear

13、old link state */MIIM_STATUS, miim_read, NULL,/* Auto-negotiate */MIIM_STATUS, miim_read, &mii_parse_sr,/* Read the status */MIIM_88E1011_PHY_STATUS, miim_read, &mii_parse_88E1011_psr,miim_end,/* shutdown */,;需要注意的是，这个数组时uboot的源码中提供的，但是由于PHY与MAC之间接口使用的不同，这个数组中的内容需要根据需要，参考相应PHY的datasheet作出一定的修改。5 tse

14、c_init（）该函数不会在初始化的时候调用，它在每当你使用网口的时候被调用，使用网口，不管是ping，还是tftp。int tsec_init（struct eth_device *dev, bd_t * bd）uint tempval;char tmpbufMAC_ADDR_LEN;/* 初始化MACCFG2和ECNTRL两个寄存器，这两个寄存器非常重要，它们主要是用来是配置MAC对PHY的接口。在这里先给个初始化的值，默认为GMII。*/tsec_halt（dev）;maccfg2 = MACCFG2_INIT_SETTINGS;ecntrl = ECNTRL_INIT_SETTINGS

15、;/* 配置MAC地址。 MAC_ADDR_LEN; i+）tmpbufMAC_ADDR_LEN - 1 - i = dev-enetaddri;tempval = （tmpbuf0 24） | （tmpbuf1 16） | （tmpbuf2 link ? 0 : -1）;6 startup_tsec（）static void startup_tsec（struct eth_device *dev）/* 初始化BD表基址指针 */tbase = （unsigned int）（&rtx.txbdtxIdx）;rbase = （unsigned int）（&rtx.rxbdrxIdx）;/* 初始

16、化RX BD*/ PKTBUFSRX; i+） rtx.rxbdi.status =（ RXBD_EMPTY | RXBD_INTERRUPT）;rtx.rxbdi.length = 0;rtx.rxbdi.bufPtr = （uint） NetRxPacketsi;rtx.rxbdPKTBUFSRX - 1.status |= RXBD_WRAP;/*初始化TX BD*/ TX_BUF_CNT;rtx.txbdi.status = 0;rtx.txbdi.length = 0;rtx.txbdi.bufPtr = 0;rtx.txbdTX_BUF_CNT - 1.status |= TXBD

17、_WRAP;/*又要去找phy_info数组了，这次调用的是startup中的命令和函数*/if（priv-phyinfo）startup）;/*根据PHY的Copper侧值配置MAC寄存器*/adjust_link（dev）;/* 使能MACCFG1中的发送接收使能 */maccfg1 |= （MACCFG1_RX_EN | MACCFG1_TX_EN）;/* 让DMA知道可以准备搬运了这里的DMA是ETSEC内部的，并不是CPU中的DMA单元。dmactrl |= DMACTRL_INIT_SETTINGS;tstat = TSTAT_CLEAR_THALT;dmactrl &= （DMACTRL_GRS | DMACTRL_GTS）;参照上面的phy_info数组的startup中的内容得知这里phy_run_commands（priv, priv-st