基于335X平台的UBOOT中交换芯片驱动移植
一、软硬件平台资料
1、开发板：创龙AM3359核心板，网口采用RMII形式。
2、UBOOT版本：U-Boot-2016.05，采用FDT和DM。
3、交换芯片MARVELL的88E6321.
4、参考文章：本博客基于335X的UBOOT网口驱动分析。
二、移植主要步骤
1、准备工作：
（1）、必须熟悉U-Boot-2016.05中的网口驱动构架，熟悉其中各个网口设备结构体的意义，网口初始化流程。重点详细分析常规基于phydev的驱动初始化的过程。大多数switch的访问和PHY类似,但是寄存器功能较PHY更为复杂，也是两类设备，我们这里只是基于UBOOT中原有MII-PHY的方式，基于现有PHY架构的驱动模型，添加SW的相关驱动.
（2）、熟悉switch的相关内容，参见相关datasheet，主要熟悉寄存器的寻址方式。
2、主要需要实现的步骤：
（1）、在 /driver/net/phy/目录下，添加mv88e6321.c和mv88e6321.h文件，构造一个类PHY的SW设备，及所需所有驱动接口。
(2)/driver/net/phy/目录下，修改Makefile，增加obj-$(CONFIG_MV88E6321_SWITCH) += mv88e6321.o
（3）、在 /driver/net/phy/目录下的phy.c文件中的create_phy_by_mask函数中添加相关内容。实现查询到相关SW驱动及设备的功能。
三、具体代码分析
3.1.新建文件
根据/driver/net/phy/目录下的mv88e61xx以及mv88e6352的相关内容，建立我们需要的mv88e6321.c和mv88e6321.h文件。
3.2 mv88e6321.h文件内容
3.2.1.寄存器定义
主要为相关PORT寄存器，PHY寄存器，以及PORT寄存器中的状态寄存器中的MODE定义。主要定义如下：
#define MV88E6321_CPU_PORT 0x12
#define MV88E6321_PHY_TIMEOUT 100000
/* port dev-addr (= port + 0x10) */
#define MV88E6321_PRT_OFST 0x10
/* port registers */
#define MV88E6321_Port_Status_REG 0x0
#define MV88E6321_Physical_Control_REG 0x1
#define MV88E6321_Jamming_Control_REG 0x2
#define MV88E6321_Product_Identifier_REG 0x3
#define MV88E6321_Port_Control_REG 0x4
#define MV88E6321_Port_Control_1_REG 0x5
#define MV88E6321_Port_Based_VLAN_REG 0x6
#define MV88E6321_Port_VLAN_ID_REG 0x7
#define MV88E6321_LED_Control_REG 0x16
#define MV88E6321_internal_phy3_addr 0x03
#define MV88E6321_internal_phy4_addr 0x04
#define MV88E6321_internal_serdes0_addr 0x0c
#define MV88E6321_internal_serdes1_addr 0x0d
#define MV88E6321_internal_phyid1_REG 0x02
#define MV88E6321_internal_phyid2_REG 0x03
/* global 1 registers dev-addr */
#define MV88E6321_GLBREG_DEVADR 0x1B
/* global registers */
#define MV88E6321_SGSR 0x00
#define MV88E6321_SGCR 0x04
/* global 2 registers dev-addr */
#define MV88E6321_GLB2REG_DEVADR 0x1C
/* global 2 registers */
#define MV88E6321_PHY_CMD 0x18
#define MV88E6321_PHY_DATA 0x19
/* global 2 phy commands */
#define MV88E6321_PHY_WRITE_CMD 0x9400
#define MV88E6321_PHY_READ_CMD 0x9800
#define MV88E6321_BUSY_OFST 15
#define MV88E6321_MODE_OFST 12
#define MV88E6321_OP_OFST 10
#define MV88E6321_ADDR_OFST 5
/* Basic mode PortStatus REG. */
#define mv88e6321_LINK_STA 0x0800
#define mv88e6321_FULL_DPX 0x0400
#define mv88e6321_SPEED_100M 0x0100
#define mv88e6321_C_Mode_RMII 0x0004
3.2.2.寄存器读写函数定义
#ifdef CONFIG_MV88E6321_MULTICHIP_ADRMODE
static int mv88e6321_busychk_multic(char *name, u32 devaddr);
static void mv88e6321_switch_write(char *name, u32 phy_adr,
u32 reg_ofs, u16 data);
static void mv88e6321_switch_read(char *name, u32 phy_adr,
u32 reg_ofs, u16 *data);
#define wr_switch_reg mv88e6321_switch_write
#define rd_switch_reg mv88e6321_switch_read
#else
/* switch appears a s simple PHY and can thus use miiphy */
#define wr_switch_reg miiphy_write
#define rd_switch_reg miiphy_read
#endif /* CONFIG_MV88E6321_MULTICHIP_ADRMODE */
#endif /* _MV88E6321_H */
根据88E6321的 datasheet描述，寄存器访问有单芯片和多芯片两种方式，这里采用单芯片方式。
3.3 mv88e6321.c文件内容
mv88e6321.c文件中的内容为主要需要实现的驱动接口，主要分为：
3.3.1建立M88E6321_driver结构体
参考其它phydev驱动模型，建立一个M88E6321驱动结构体如下：
static struct phy_driver M88E6321_driver = {
.name = "Marvell 88E6321",
.uid = 0x00003100,
.mask = 0xffffff0,
.features = PHY_GBIT_FEATURES | SUPPORTED_MII |
SUPPORTED_AUI | SUPPORTED_FIBRE |
SUPPORTED_BNC,
.config = &m88e6321_config,
.startup = &m88e6321_startup,
.shutdown = &genphy_shutdown,
};
并且完成M88E6321驱动的注册函数.
int phy_marvell_sw_init(void)
{
phy_register(&M88E6321_driver);
return 0;
}
此函数会在phy_init中被调用，进行M88E6321_driver的注册。主要是将M88E6321_driver添加至drv->list链表中，在create_phy_by_mask创建phydev时，根据MDIO读取的phyid进行查找，与相关 phy_driver中的uid以及mask进行比较，找到相应的phydev。
3.3.2完成驱动结构体中的函数
static int m88e6321_config(struct phy_device *phydev)
{
u32 features;
// u32 features;
/*******
可以添加一些m88e6321的初始化配置
********/
#ifdef DEBUG
m88e6321_port_reg_test(phydev);
m88e6321_phy_reg_test(phydev);
#endif
features = (SUPPORTED_TP | SUPPORTED_MII
| SUPPORTED_AUI | SUPPORTED_FIBRE |
SUPPORTED_BNC|SUPPORTED_100baseT_Full|SUPPORTED_Autoneg|SUPPORTED_10baseT_Full);
phydev->supported &= features;
phydev->advertising &= features;
phydev->autoneg == AUTONEG_DISABLE;
return 0;
}
m88e6321_config这个函数暂时没有太多实际的作用，主要是关闭自动协商，这里暂时不需要自动协商功能，对phydev设备进行一些相关网卡能力的赋值（也是常规默认设置，暂无实际意义，后期可调整）。其中还可以添加一些寄存器读测试。
static int m88e6321_startup(struct phy_device *phydev)
{
printf("********m88e6321_startup******* ");
m88e6321_update_link(phydev);
m88e6321_parse_link(phydev);
return 0;
}
m88e6321_startup函数中包含m88e6321_update_link和m88e6321_parse_link，m88e6321_update_link在这里的主要作用是进行link状态的更新，m88e6321_parse_link中则是根据CPU_PORT端口Status_REG中的相关BIT进行网卡工作模式的设置。具体代码如下：
static int m88e6321_update_link(struct phy_device *phydev)
{
unsigned short mii_reg;
if (phydev->link)
return 0;
/* 由于是交换芯片，所以去掉了有关自动协商的判断*/
/* Read the link a second time to clear the latched state */
RD_SWITCH_REG(phydev->dev->name, MV88E6321_CPU_PORT, MV88E6321_Port_Status_REG, &mii_reg);
if ((mii_reg &mv88e6321_LINK_STA)&&(mii_reg &mv88e6321_C_Mode_RMII)) //RMII linked
phydev->link = 1;
else
phydev->link = 0;
return 0;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////
static int m88e6321_parse_link(struct phy_device *phydev)
{
unsigned short mii_reg;
/* We're using autonegotiation */
RD_SWITCH_REG(phydev->dev->name, MV88E6321_CPU_PORT, MV88E6321_Port_Status_REG, &mii_reg);
phydev->speed = SPEED_10;
phydev->duplex = DUPLEX_HALF;
if (mii_reg & mv88e6321_FULL_DPX)
phydev->duplex = DUPLEX_FULL;
if (mii_reg & mv88e6321_SPEED_100M)
phydev->speed = SPEED_100;
return 0;
}
上述已经完成了mv88e6321相关驱动接口函数的添加。
3.4添加编译设置
在/include/configs/目录下的am335x_evm.h文件中，添加相关宏定义：
/* Network. */
#define CONFIG_PHY_GIGE
#define CONFIG_PHYLIB
#define CONFIG_PHY_SMSC
#define CONFIG_MV88E6321_SWITCH(new added)
在/driver/net/phy/目录下的makefile 中添加相关编译设置：
obj-$(CONFIG_BITBANGMII) += miiphybb.o
obj-$(CONFIG_MV88E61XX_SWITCH) += mv88e61xx.o
obj-$(CONFIG_MV88E6352_SWITCH) += mv88e6352.o
obj-$(CONFIG_MV88E6321_SWITCH) += mv88e6321.o（new added）
3.5 phy.c文件中的相关补充
因为335X平台的UBOOT有关网口驱动的结构都是按照CPSW->MII->phy这个层次来进行相关结构和设备驱动的定义，我们添加的SWITCH驱动也是类PHY驱动的模型，并没有舍弃PHY设备驱动的这部分结构。
所以，这里我们需要在phy.c中添加或修改相关部分，完成MV88E6321设备的查找以及相关驱动调用。
3.5.1添加相关初始化内容
在int phy_init(void)中，添加：
#ifdef CONFIG_MV88E6321_SWITCH
printf("CONFIG_MV88E6321_SWITCH now ");
phy_marvell_sw_init();
#endif
在这里进行了MV88E6321_SWITCH驱动的添加
3.5.2 添加 get_sw_id函数
仿照get_phy_id函数的内容，添加get_sw_id函数，主要是读取SWITCH的PORT2口（CPU_PORT）中Product_Identifier寄存器的值。
int get_sw_id(struct mii_dev *bus, int addr, int devad, u32 *phy_id)//add to connect SW
{
int phy_reg,Product_Id;
Product_Id=0x3; //MV88E6321_Port_Product_Identifier
/* Grab the bits from sw id reg, and put them
* in the upper half */
printf("phy_addr=0x%08X ",addr);
phy_reg = bus->read(bus, addr, devad, Product_Id);
if (phy_reg < 0)
return -EIO;
*phy_id = (phy_reg & 0xffff);
return 0;
}
3.5.3修改create_phy_by_mask函数
create_phy_by_mask函数中主要是根据phy_id读取的值进行相关phydev的创建，这里我们主要用get_sw_id函数，代替get_phy_id函数。主要部分为：
{
u32 phy_id = 0xffffffff;
int i,port_reg[32];
printf("phy_mask=0x%08X ",phy_mask);
int addr = ffs(phy_mask) - 1;
int r = get_sw_id(bus, addr, devad, &phy_id);
/* If the PHY ID is mostly f's, we didn't find anything */
printf("phy_id=0x%08X ",phy_id);
if (r == 0 && (phy_id & 0x1fffffff) != 0x1fffffff)
return phy_device_create(bus, addr, phy_id, interface);////
else
return NULL;
}
这里需要注意的是phy_mask是根据设备树中的相关phy_id = <&davinci_mdio>, <0x12>来定义，这里的<0x12>为addr,类似phyaddr.这里0x12为SWITH的PORT2的地址，我们的CPU连接SWITH的PORT2，可参考下图：
综上，完成了 phy.c中相关部分的修改
四、驱动的调用
4.1．.config函数的调用
cpsw_phy_init函数中，进行完phy_connect后，就会找到我们创建的类PHY设备及驱动，接下来会有如下赋值：
priv->phydev = phydev;
此后就将次phydev与priv结构相关联了。之后会调用phy_config(phydev)函数，进一步调用m88e6321_config函数。
4.2 .startup函数的调用
在完成cpsw_eth_probe函数的调用后，就激活了m88e6321的驱动，后期在UBOOT命令行中使用PING命令时，会发生如下调用：
ping 192.168.1.10
|-eth_init
|- _cpsw_init
|- cpsw_update_link
|- cpsw_slave_update_link
|- phy_startup(phy)
|-m88e6321_startup
分析可知，主要是通过m88e6321_startup函数中返回的LINK状态下的相关MODE，在cpsw_slave_update_link中对cpsw_slave->sliver->mac_control寄存器进行设置。正确的配置了cpsw_slave模式及功能。
综上总结，类似网卡设备的移植中，主要是完成PHY驱动结构体额添加，完整其中相关函数的内容。最终是在cpsw_slave_update_link函数中根据网卡的状态设置cpsw的相关寄存器。只有cpsw_slave->sliver->mac_control寄存器被正确设置，才能启动网络数据的传输。
备注：若暂时没有完成PHY设备的驱动，也可在cpsw_slave_update_link
函数中作如下修改，自行设置mac_control寄存器的值。也可以实现网络数据传输。
if (!phy)
{
/* mac_control=0x00008021;//test no phy, write mac_control in slave->sliver->mac_control by self
__raw_writel(mac_control, &slave->sliver->mac_control);
slave->mac_control = mac_control;
printf("mac_control :0x%08lX ",mac_control); */
printf("!phy ");
return;
}