原创为AM335x移植Linux内核主线代码(15)关于AM335x的Ethernet下

 2014-12-3 10:02  1134 9 9 分类: MCU/ 嵌入式文集: Linux Kernel的DTS

在理解MDIO的round-robin arbitration以及AR8031的寄存器含义之后，就要返回(11)关于AM335x的Ethernet中的内容中的步骤D，继续之前的代码分析：
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D. struct phy_device *phy_connect(struct mii_dev *bus, int addr,
                struct eth_device *dev, phy_interface interface)

get_phy_id函数会将PHYID读取回来，在这里就是0x004dd074；
它返回到create_phy_by_mask函数，则会根据上面的值创建phy_device；
它返回到get_phy_device_by_mask函数，return申请到的phy_dev的结构体地址；
它返回到phy_find_by_mask函数，return申请到的phy_dev的结构体地址；
它返回到phy_connect函数，继续往下执行phy_connect_dev函数;

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F. void phy_connect_dev(struct phy_device *phydev, struct eth_device *dev)

在此函数中，首先会执行phy_reset函数：
之前观察AR8031寄存器的时候，偏移地址为0的寄存器为Control register；
phy_reset函数会对其最高位RESET进行写操作，从而软件复位AR8031；

然后会使用dev给phydev->dev赋值：
dev是之前在cpsw_register申请的eth_device结构体；
phydev是之前在create_phy_by_mask中申请的phy_device结构体；

将它们的信息分别打印出来：
printf("dev->name = %s, phydev->drv->name = %s.\n", dev->name, phydev->drv->name);
则会显示：
dev->name = cpsw, phydev->drv->name = Generic PHY.

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C. int cpsw_phy_init(struct eth_device *dev, struct cpsw_slave *slave)

D会调用E和F；执行完毕D之后，会返回C执行。
C会做两件事情，第一是D包含的PHY connect操作，第二是PHY config操作。

而phy_config函数会调用下面的内容：
__attribute__((weak, alias("__board_phy_config")));
之前在《U-Boot for AM335x (8) spl如何调用u-boot.img》提到了weak关键字的用法，所以这个函数其实是默认什么都不做的，但如果用户在自己的board.c中定义了它，则会执行新定义的内容。否则就执行默认的。

默认__board_phy_config函数是：
static int __board_phy_config(struct phy_device *phydev)
{
        if (phydev->drv->config)
                return phydev->drv->config(phydev);
        return 0;
}

申请phydev的时候，就给它的drv赋值了：
dev->drv = get_phy_driver(dev, interface);
那dev->drv->config究竟是哪个函数呢？
（由于get_phy_driver函数使用了链表，我对链表不太熟悉，因此根据经验猜测）config函数应该是：
int genphy_config(struct phy_device *phydev);

* 它首先读取了AR8031里的Offset = 0x01的Status Register，此处为0x7949；
* 判断PHY是否支持auto negotiation，支持的话则features |= SUPPORTED_Autoneg; (N)
* 判断PHY是否支持100BASE-X Full-Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_100baseT_Full; (Y)
* 判断PHY是否支持100BASE-X Half-Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_100baseT_Half; (Y)
* 判断PHY是否支持10Mbs Full-Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_10baseT_Full; (Y)
* 判断PHY是否支持10Mbs Half-Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_10baseT_Half; (Y)
* 判断PHY是否有Extended Status Register信息，有的话则读取，此处为0xa000； (Y)
* 判断PHY是否支持1000BASE-T Full-Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_1000baseT_Full; (Y)
* 判断PHY是否支持1000BASE-T Half-Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_1000baseT_Half; (N)
* 判断PHY是否支持1000BASE-X Full Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_1000baseX_Full; (Y)
* 判断PHY是否支持1000BASE-T Half Duplex，支持的话则features |= SUPPORTED_1000baseX_Half; (N)
* 得到最终的features = 0x00400fef；
* 调用genphy_config_aneg(phydev)函数，在此函数中：
* 读取偏移地址为0x04的Auto-Negotiation Advertisement Register的值，此处为0x1de1；
* 经过一系列ADVERTISE选项的判断，得出应有的寄存器值为0x11e1；
* 读取偏移地址为0x09的1000Base-T Control Register，此处为0x0200；
* 经过一系列ADVERTISE选项的判断，得出应有的寄存器值为0x0200；
* 执行genphy_restart_aneg(phydev)，重启PHY芯片；

C函数执行完之后会返回B函数，B函数执行完之后则返回A函数。
至此，初始化工作就完成了！

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经过设置后的AR8031寄存器值：
config之前   config之后   是否相同
   \|/         \|/       \|/
0x20043100 0x20043100    Y
0x20247949 0x20247949    Y
0x2044004d 0x2044004d    Y
0x2064d074 0x2064d074    Y
0x20841de1 0x208411e1    N
0x20a445e1 0x20a40000    N
0x20c40006 0x20c40004    N
0x20e42001 0x20e42001    Y
0x21040000 0x21040000    Y
0x21240200 0x21240200    Y
0x21440000 0x21440000    Y
0x21640000 0x21640000    Y
0x21840000 0x21840000    Y
0x21a40000 0x21a40000    Y
0x21c40000 0x21c40000    Y
0x21e4a000 0x21e4a000    Y
0x22040862 0x22040862    Y
0x22240010 0x22240010    Y
0x22440000 0x22440000    Y
0x22649000 0x22640000    N
0x2284082c 0x2284082c    Y
0x22a40000 0x22a40000    Y
0x22c404e8 0x22c404e8    Y
0x22e40000 0x22e40000    Y
0x23043200 0x23043200    Y
0x23243000 0x23243000    Y
0x23440000 0x23440000    Y
0x23640600 0x23640600    Y
0x23840000 0x23840000    Y
0x23a40000 0x23a40000    Y
0x23c482ee 0x23c482ee    Y
0x23e48100 0x23e48100    Y

第一条不同：Offset = 0x04
Auto-Negotiation Advertisement Register
0x20841de1 -> 0x208411e1
bit 11: Asymmetric Pause -> No asymmetric pause.
bit 10: MAC PAUSE implemented -> MAC PAUSE not implemented.

第二条不同：Offset = 0x05
Link Partner Ability Register
0x20a445e1 -> 0x20a40000

第三条不同：Offset = 0x06
Auto-Negotiation Expansion Register
0x20c40006 -> 0x20c40004
bit 1: A new page has been received -> No new page.

第四条不同：Offset = 0x14
0x22649000 -> 0x22640000
Smart Speed Register
bit 15-11: 10010B -> 00000B.

MDIO的调试过程告一段落，下面是cpsw的调试：
（没有严谨的过程，调试到哪一步就记录什么～）
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NOTE1: 设置LOOPBACK：
为了方便调试，首先将PHY芯片设置为LOOPBACK模式，即将TX收到的所有数据都返回到RX上。
设置过程很简单，在函数：
int genphy_restart_aneg(struct phy_device *phydev)
中修改对控制寄存器操作的值：
ctl |= (BMCR_ANENABLE | BMCR_ANRESTART | (1 << 14));

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NOTE2: cpsw的初始化过程：
网卡调试，除了MDIO之外，更重要的是cpsw功能，因此这一节观察cpsw功能是如何被U-Boot初始化的。
它主要是由下面这个函数完成：
int eth_initialize(bd_t *bis);

函数具体内容是：
第一步，bootstage_mark(BOOTSTAGE_ID_NET_ETH_START);
第二步，miiphy_init();
第三步，phy_init(); （do nothing!）
第四步，eth_env_init(bis); (get zImage!)
第五步，board_eth_init(bis); (user action!)
第六步，bootstage_mark(BOOTSTAGE_ID_NET_ETH_INIT);
第七步，eth_current_changed();

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NOTE3: ping命令：
U-Boot支持ping命令，但这个ping命令到底是怎么执行的呢？
观察common/cmd_net.c中的这段程序：

#if defined(CONFIG_CMD_PING)
static int do_ping(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
{
        if (argc < 2)
                return -1;

        NetPingIP = string_to_ip(argv[1]);
        if (NetPingIP == 0)
                return CMD_RET_USAGE;

        if (NetLoop(PING) < 0) {
                printf("ping failed; host %s is not alive\n", argv[1]);
                return 1;
        }

        printf("host %s is alive\n", argv[1]);

        return 0;
}

U_BOOT_CMD(
        ping,   2,      1,      do_ping,
        "send ICMP ECHO_REQUEST to network host",
        "pingAddress"
);
#endif

而在NetLoop函数里面：
第一步，执行net_init()函数；

第二步，执行eth_is_on_demand_init()函数；
（* 因为逻辑或会从左往右，所以这个函数会被执行；）
（* 因为没有定义CONFIG_NETCONSOLE，因此直接返回1）

第三步，执行eth_halt()函数；
（* 因为eth_current存在，因此halt自身，并且将state置位；）

第四步，执行eth_set_current()函数；

第五步，执行eth_init(bd)函数；
（* cpsw_register()函数调用eth_register()函数；）
（* eth_register()为eth_current结构体指针赋值，值为cpsw_register()中申请的dev；）
（* 所以eth_init()函数调用的eth_current->init()函数，实际上就为cpsw_init()函数；）
（* 这是很关键的一步，它会建立negotiation。）
（* cpsw_init()函数分析: ）
（* 1. setbit_and_wait_for_clear32(&priv->regs->soft_reset); 它的作用是操作CPSW_SS SOFT_RESET Register，重启3G logic；）
（* 2. cpsw_ale_enable(priv, 1); 使能ALE(Address Look Engine)；）
（* 3. cpsw_ale_clear(priv, 1); 清零ALE的地址表；）
（* 4. cpsw_ale_vlan_aware(priv, 0); 当VLAN没有找到的时候则Flood；）
（* 5. __raw_writel(0x76543210, &priv->host_port_regs->cpdma_tx_pri_map); 设置P0_CPDMA_TX_PRI_MAP Register为0x76543210，设置header packet的优先级；）
（* 6. __raw_writel(0, &priv->host_port_regs->cpdma_rx_chan_map); 设置P0_CPDMA_RX_CH_MAP Register为0，packets发往的通道号；）
（* 7. __raw_writel(0, &priv->regs->ptype); 设置PTYPE Register的值为0，disable priority elevation and enable statistics on all ports.）
（* 8. __raw_writel(BIT(priv->host_port), &priv->regs->stat_port_en); 使能host port的静态采集；）
（* 9. __raw_writel(0x7, &priv->regs->stat_port_en); 使能所有ports的静态采集；）
（* 10. cpsw_ale_port_state(priv, priv->host_port, ALE_PORT_STATE_FORWARD); 设置ALE PORTCTLn寄存器，将Port State设置为Forward。）
（* 11. cpsw_ale_add_ucast(priv, priv->dev->enetaddr, priv->host_port, ALE_SECURE); ）
（* 12. cpsw_ale_add_mcast(priv, NetBcastAddr, 1 << priv->host_port); ）
（* 13. cpsw_slave_init(slave, priv);）
（* 14. cpsw_update_link(priv); 本函数会调用cpsw_slave_update_link()函数，后者再调用phy_startup()函数，后者再调用genphy_update_link()函数，此函数会重复读取AR8031的状态寄存器，直到LINK为真，也就是说，Auto-Negotiation成功了，才能接着往下执行！）
（* NOTE: 关于Auto-Negotiation：Auto-Negotiation通过和对端交换一中FLP（Fast Link Pulse）的特殊Frame，里面包含了自己这端可以支持的工作组合方式，对端收到之后和自己可以支持的工作组合方式相比较，选择一种最佳的工作方式。）

此时Auto-Negotiation应该已经完成，但我的板子貌似还有点问题，I think I should dig into the problem of "phyaddr==4"! Anyway, next chapter is about the Auto-Negotiation!等弄明白Auto-Negotiation的原理，再回过头来研究到底phyaddr是不是导致Auto-Negotiation失败的原因！

（NOTE：当把AR8031四周加焊，发现它的地址就是0，而不是4，说明是虚焊导致了phyaddr的偏移。但既然MDIO可以连接上，说明它的CLK和DATA线并没有问题！究竟虚焊是怎样影响phyaddr的，就不得而知了=_=!）