以太網驅動的流程淺析(三)-ifconfig的-19錯誤最底層分析【原創】

以太網驅動流程淺析（三）-ifconfig的-19錯誤最底層分析

Author：張昺華
Email：920052390@qq.com
Time：2019年3月23日星期六

此文也在個人我的公衆號以及《Linux內核之旅》上有發表：以太網驅動流程淺析（三）-ifconfig的-19錯誤最底層分析

很喜歡一羣人在研究技術，一塊兒作有意思的東西，一塊兒分享技術帶給咱們的快樂，也但願中國有更多的人熱愛技術，喜歡一塊兒研究、分享技術，而後能夠一塊兒用咱們的技術來作一些好玩的東西，能夠爲這個社會創造一些東西來改善人們的生活。

以下是本人調試過程當中的一點經驗分享，以太網驅動架構畢竟涉及的東西太多，以下僅僅是針對加載流程和圍繞這個問題產生的分析過程和驅動加載流程部分，並不涉及以太網協議層的數據流程分析。

【硬件環境】 Imx6ul

【Linux kernel版本】 Linux4.1.15

【以太網phy】 Realtek8201f

1. 以太網流程分析跟蹤

1.1 ifconfig的-19錯誤最底層分析

看了後咱們知道是fec_enet_mii_probe函數返回的-19，繼續跟蹤進去：

哈哈，看到這裏答案出來了，-19就是這裏返回的，也就是說phy_dev是NULL
那爲何呢？咱們跟進去看下，of_phy_connect，功能註釋已經寫的很清楚了
Connect to the phy described in the device tree，從設備樹上獲取phy的相關描述信息，路徑：drivers/of/of_mdio.c

既然phy_device是空的，也就是說struct phy_device *phy = of_phy_find_device(phy_np);
沒有從這裏面拿到phy_device

看下以下兩個函數

這裏我須要解釋下了，bus_find_device(&mdio_bus_type, NULL, phy_np, of_phy_match);
從bus總線上找到device，也就是咱們的phy_device，

若是找到就返回phy_device，不然就返回NULL
這個bus是指mdio_bus_type，以下：

1.2 以太網硬件知識

那mdio又是什麼呢？這就是以太網的知識了，咱們看下以太網的硬件接法：

以下內容轉自：https://blog.csdn.net/fun_tion/article/details/70270632

1.概述
MII即「媒體獨立接口」，也叫「獨立於介質的接口」。它是IEEE-802.3定義的以太網行業標準。它包括一個數據接口，以及一個MAC和PHY之間的管理接口。RMII全稱爲「簡化的媒體獨立接口」，是IEEE-802.3u標準中除MII接口以外的另外一種實現。（此處內容來源於網絡）

2.獨立於介質的接口（MII）
獨立於介質的接口(MII)用於MAC與外接的PHY互聯，支持10Mbit/s和100Mbit/s數據傳輸模式。MII的信號線以下圖所示：

MII_TX_CLK：發送數據使用的時鐘信號，對於10M位/s的數據傳輸，此時鐘爲2.5MHz，對於100M位/s的數據傳輸，此時鐘爲25MHz。
MII_RX_CLK：接收數據使用的時鐘信號，對於10M位/s的數據傳輸，此時鐘爲2.5MHz，對於100M位/s的數據傳輸，此時鐘爲25MHz。
MII_TX_EN：傳輸使能信號，此信號必需與數據前導符的起始位同步出現，並在傳輸完畢前一直保持。
MII_TXD[3:0]：發送數據線，每次傳輸4位數據，數據在MII_TX_EN信號有效時有效。MII_TXD[0]是數據的最低位，MII_TXD[3]是最高位。當MII_TX_EN信號無效時，PHY忽略傳輸的數據。
MII_CRS：載波偵聽信號，僅工做在半雙工模式下，由PHY控制，當發送或接收的介質非空閒時，使能此信號。 PHY必需保證MII_CRS信號在發生衝突的整個時間段內都保持有效，不須要此信號與發送/接收的時鐘同步。
MII_COL：衝突檢測信號，僅工做在半雙工模式下，由PHY控制，當檢測到介質發生衝突時，使能此信號，而且在整個衝突的持續時間內，保持此信號有效。此信號不須要和發送/接收的時鐘同步。
MII_RXD[3:0]：接收數據線，每次接收4位數據，數據在MII_RX_DV信號有效時有效。MII_RXD[0]是數據的最低位，MII_RXD[3]是最高位。當MII_RX_EN無效，而MII_RX_ER有效時，MII_RXD[3:0]數據值表明特定的信息(請參考表194)。
MII_RX_DV：接收數據使能信號，由PHY控制，當PHY準備好數據供MAC接收時，使能該信號。此信號必需和幀數據的首位同步出現，並保持有效直到數據傳輸完成。在傳送最後4位數據後的第一個時鐘以前，此信號必需變爲無效狀態。爲了正確的接收一個幀，有效電平不能滯後於數據線上的SFD位出現。
MII_RX_ER：接收出錯信號，保持一個或多個時鐘週期(MII_RX_CLK)的有效狀態，代表MAC在接收過程當中檢測到錯誤。具體錯誤緣由需配合MII_RX_DV的狀態及MII_RXD[3:0]的數據值。
3.精簡的獨立於介質的接口（RMII）
精簡的獨立於介質接口(RMII)規範減小了以太網通訊所須要的引腳數。根據IEEE802.3標準，MII接口須要16個數據和控制信號引腳，而RMII標準則將引腳數減小到了7個。RMII具備如下特性：
時鐘信號須要提升到50MHz。
MAC和外部的以太網PHY須要使用一樣的時鐘源
使用2位寬度的數據收發
RMII的信號線以下圖所示：

如上內容轉自：https://blog.csdn.net/fun_tion/article/details/70270632

1.3 Mdio總線沒有找到phy_device

接下來回歸到軟件層面，那以太網的通訊收發數據包就是使用MDC/MDIO這樣的硬件接口
軟件的接口是：mdiobus_read與mdiobus_write

那這塊最終的read / write的實現函數在哪裏呢？去以太網控制器drvier裏看就行了fec_main.c中：

迴歸到剛剛的-19錯誤最終發現是phy_device爲NULL了，也就是在mdio bus上沒有找到對應的phy_device，那麼從這裏咱們能夠猜測註冊的時候是否根本就沒註冊進去呢？或者是註冊成功了後，在某個階段phy_device消失了？帶着這個疑問咱們就要看下以太網控制器加載的流程了。

4. 網址分享

http://stackoverflow.com/questions/5308090/set-ip-address-using-siocsifaddr-ioctl
http://www.ibm.com/support/knowledgecenter/ssw_aix_72/com.ibm.aix.commtrf2/ioctl_socket_control_operations.htm
https://lkml.org/lkml/2017/2/3/396
linux PHY驅動
http://www.latelee.org/programming-under-linux/linux-phy-driver.html
Linux PHY幾個狀態的跟蹤
http://www.latelee.org/programming-under-linux/linux-phy-state.html
第十六章PHY -基於Linux3.10
https://blog.csdn.net/shichaog/article/details/44682931

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End