基于335X平台的UBOOT中交换芯片驱动移植

Posted 2021-02-13 lh03061238

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;

      }