Linux Mii management/mdio子系统分析之一 总体概述

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从本章开始，我们介绍linux的mii management对应的mdio子模块，该模块主要用于管理phy设备，实现phy device创建与phy driver的注册等功能。本系统主要涉及如下按如下几个篇章进行分析：

一、总线概述（介绍mdio驱动模型的简要逻辑模型）

二、mdio总线-设备-驱动模型分析

三、虚拟mii_bus模型分析（即fixed-mii_bus，主要的应用场景为2个cpu间网口通过rgmii/sgmii等直接相连，无需phy时，如何让net-device绑定一个逻辑phy-device）

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设备间的逻辑关联图及抽象

如下图为cpu与mac、phy之间的逻辑关联图，针对mac与phy之间的连接，包括两部分：

1. 通过mii/rgmii/sgmii/…与phy连接，进行数据的通信；
2. 通过mdc/mdio与phy连接，实现对phy设备的控制命令的下发等功能

本次我们主要介绍mac与phy之间控制接口间的设备驱动模型（即mac通过mii management

控制phy设备的驱动模型），而针对netdevice子系统模块，此次暂不介绍，留待后续介绍。

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????? MII Management interface用于MAC层芯片控制和配置phy设备，而ieee 802.3中规定了phy device寄存器的额地址空间为5位，最多可定义32各寄存器，而ieee 802.3定义了地址为0-15这16个寄存器的功能，主要包括control、status、phy identifer、auto-neg相关等，而16-31由厂家自行定义。

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结合我们之前介绍的i2c、spi、mmc子系统，我们可以针对上面的设备逻辑图进行如下的设备驱动模型的抽象：

1. 针对mii management而言，应该抽象控制器对应的类型；
2. 针对该控制器，需要提供访问phy的方法，包括读写方法
3. 针对phy 设备，应该抽象出对应的设备类型；
4. 针对phy设备的驱动，应该抽象出对应的phy设备驱动类型；
5. 针对mdc/mdio，应该抽象出对应的总线类型。

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而在linux的mdio子系统中，和上述我们的猜想类似，该子系统抽象的内容如下：

1. 针对mii management，抽象为struct mii_bus；
2. 针对phy设备，抽象为struct phy_device；
3. 针对phy设备的驱动，抽象为struct phy_driver ；
4. 为mdc/mdio定义了名为“mdio_bus”的总线类型。

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MDIO设备驱动模型介绍

??? 在mdio子模块中，针对mii_bus、phy_device、phy_driver、mdio_bus而建立了对应的驱动模型，下面我们分析下该子系统的驱动模型。借助于设备-总线-驱动模型，实现将这几个数据结构关联起来，这些数据结构之间的关联说明如下：

1. 借助于设备-总线-驱动模型，通过device_register、driver_register接口，即实现了phy_device、phy_driver注册至mdio bus行，并完成它们之间device与device_driver的关联；
2. phy_device通过其drv指针，实现与phy_driver的关联与绑定（其实借助设备-总线-驱动模型的device、device_driver数据结构，也可以获取该phy_device对应的phy_driver，个人认为phy_device中的drv指针有点多余）；
3. mii_bus借助其成员phy_map，将所有连接至该mii management的phy device关联起来。

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此处mdio 驱动模型的数据结构的抽象，该驱动模型与spi驱动模型、i2c驱动模型类似，但也有些区别：

1. mii_bus总定义了phy_map，将所有连接至该mii management的phy device关联一起，而在spi模型中，是spi_device中定义指针指向所依附的spi_master（spi master和mii_bus的操作刚好相反）；
2. spi模型中定义了一个全局链表，将所有注册的spi master链接在一起，而mdio模型中并没有为mii_bus创建相应的全局链表；
3. spi模型与mdio模型，均没有将spi master/mii_bus注册至spi_bus/mdio_bus中，这是与i2c模型的区别（i2c adapter是注册至i2c bus的）。
4. mii_bus提供了read、write方法，用于和具体的phy device进行通信（主要是控制命令的交互）

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? ? 其实mdio子模块也是比较简单的，只涉及到寄存器的读写操作（借助mii_bus提供的方法），理解起来 也相对简单点。

本篇主要是简要介绍mdio驱动模型，让大家有一个感性印象，下一篇文章我们主要介绍mdio总线-设备-驱动模型。