PHY

Linux 下smi/mdio总线通信

韩大卫@吉林师范大学

下面代码描述了在用户层访问smi／mdio总线， 读写phy芯片寄存器的通用代码。Linux内核2.6以上通用。

将下面代码编译后，将可执行文件a.out 重命名为mdio

mdio eth0 1  		读取phy寄存器1的数值
mdio eth0 0 0x1120  	将0x1120写入 phy寄存器1

eth0 为mac层控制器的名称， 一般为eth0 或mgmt0。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <linux/mii.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <net/if.h>
#include <linux/sockios.h>
#include <linux/types.h>
#include <netinet/in.h>


#define reteck(ret)     
        if(ret < 0){    
            printf("%m! "%s" : line: %d
", __func__, __LINE__);   
            goto lab;   
        }

#define help() 
    printf("mdio:
");                  
    printf("read operation: mdio reg_addr
");          
    printf("write operation: mdio reg_addr value
");    
    printf("For example:
");            
    printf("mdio eth0 1
");             
    printf("mdio eth0 0 0x12

");      
    exit(0);

int sockfd;

int main(int argc, char *argv[]){
        
    if(argc == 1 || !strcmp(argv[1], "-h")){
        help();
    }
    
    struct mii_ioctl_data *mii = NULL;
    struct ifreq ifr;
    int ret;

    memset(&ifr, 0, sizeof(ifr));
    strncpy(ifr.ifr_name, argv[1], IFNAMSIZ - 1);

    sockfd = socket(PF_LOCAL, SOCK_DGRAM, 0);
    reteck(sockfd);

    //get phy address in smi bus
    ret = ioctl(sockfd, SIOCGMIIPHY, &ifr);
    reteck(ret);

    mii = (struct mii_ioctl_data*)&ifr.ifr_data;

    if(argc == 3){

        mii->reg_num    = (uint16_t)strtoul(argv[2], NULL, 0);
        
        ret = ioctl(sockfd, SIOCGMIIREG, &ifr);
        reteck(ret);
    
        printf("read phy addr: 0x%x  reg: 0x%x   value : 0x%x

", mii->phy_id, mii->reg_num, mii->val_out);
	}else if(argc == 4){

        mii->reg_num    = (uint16_t)strtoul(argv[2], NULL, 0);
        mii->val_in     = (uint16_t)strtoul(argv[3], NULL, 0);

        ret = ioctl(sockfd, SIOCSMIIREG, &ifr);
        reteck(ret);

        printf("write phy addr: 0x%x  reg: 0x%x  value : 0x%x

", mii->phy_id, mii->reg_num, mii->val_in);
    }

lab:
    close(sockfd);
    return 0;
}

很多人在read操作里面判断phy的link状态，

if(mii->val_out& 0x0004){

printf("linkup ");

}else{

printf("linkdown ");

}

其实这个做法是比较通用可行的。

解释一下，关于 mii->val_out& 0x0004

大多数phy芯片的寄存器0为控制寄存器, 寄存器1 为状态寄存器， 

寄存器3和4为 Identifiier Register
， 这里的内容为phy芯片产商的识别码。

举个实例，marvell 88E1116， 无论是光口模式还是电口模式， 寄存器1都是 Status register 

一般寄存器有16个bit， 第2个bit为link 状态， 第5个bit为自动协商， 

一般这个状态寄存器的数值为： 0x796d

意思是：

14bit ： 有能力实现全双工100BASE-X工作模式

13bit :  有能力实现半双工 100BASE-X工作模式

12bit ：  有能力实现全双工 10BASE-T工作模式

11 bit ：  有能力实现半双工 10BASE-T工作模式

8bit ： 扩展信息描述在寄存器15.

6bit :  MF报头抑制

5bit ： 自动协商完成

3bit ： 有能力自动协商

2bit ： link 状态： up

0bit ： 有扩展寄存器


NOTE：

 上面的ioctl()在linux最底层的实现函数是在drivers/net/phy/
目录下， 如octeon处理器平台：

drivers/net/phy/mdio-octeon.c

这里面有mii总线读写phy寄存器的方法的实现函数：

octeon_mdiobus_read
octeon_mdiobus_write


ioctl的执行路径是：


用户层ioctl系统调用    -->   drivers/net层接口函数 ndo_do_ioctl   -->  

drivers/net/phy层接口函数 phy_mii_ioctl     -->   

通用接口函数mdiobus_read ， 封装了mii_bus->read    -->

最终是read的实现函数drivers/net/phy/mdio-octeon.c ： octeon_mdiobus_read