xilinx uboot网卡驱动分析和一些概念扫盲
1、mac控制器、网卡、phy、mdio、mii、gmii、rgmii概念扫盲
网卡在功能上包含osi模型的两个层，数据链路层和物理层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。网卡中负责数据链路的芯片叫做mac控制器，负责物理层的芯片叫做phy。所以，一个网卡由mac控制器和phy组成。
mac控制器与phy连接使用mii（medium independent interface）媒体独立接口，这个接口是ieee-802.3定义的以太网行业标准定义的接口，包括一个数据接口和一个mac和phy之间的管理接口即mdio。mii标准接口用于连接mac和phy，媒体独立表示不对mac硬件重新设计或替换的情况下，任何类型的phy设备接到当前mac控制器上都可以正常工作。
mii支持10m和100m的网络速率，由于网卡的速率不同，所以在其他速率下工作的与mii等效的接口有：aui（10m 以太网）、gmii（gigabit 以太网）和xaui（10-gigabit 以太网）。此外还有rmii、rgmii、smii、sgmii等。所有这些接口都是由mii而来。mii支持10兆和100兆的操作，一个接口由14根线组成。 rmii是简化的mii接口，在数据的收发上它比mii接口少了一倍的信号线。smii是由思科提出的一种媒体接口，它有比rmii更少的信号线数目，s表示串行的意思。因为它只用一根信号线传送发送数据，一根信号线传输接受数据，所以在时钟上为了满足100的需求，它的时钟频率很高，达到了125兆，为什么用125兆，是因为数据线里面会传送一些控制信息。gmii采用8位接口数据，工作时钟125mhz，因此传输速率可达1000mbps。同时兼容mii所规定的10/100 mbps工作方式。rgmii又是gmii接口的精简版。sgmii又是gmii的串行版。
mac控制器和phy除了数据传输的交流外，mac和phy控制信息的交流通过mdio（管理数据输入输出）接口来完成。具体mac控制器进行phy检测、mac控制器回去phy当前状态、mac控制器控制phy速率等操作就通过mdio来完成。
2. xilinx uboot网卡驱动分析
xilinx网卡模式比较灵活，可以外接phy芯片也可以用fpga做phy芯片。
以zynqmp_zcu102为例，在其dts中定义的网卡设备树为
&gem3 {
status = “okay”;
local-mac-address = ［00 0a 35 00 02 90］;
phy-handle = 《&phy0》;
phy-mode = “rgmii-id”;
phy0： phy@21 {
reg = 《21》;
ti，rx-internal-delay = 《0x8》;
ti，tx-internal-delay = 《0xa》;
ti，fifo-depth = 《0x1》;
};
};
uboot加载设备树种的信息创建device后，与driver匹配后执行zynq_gem_probe函数。
在uboot中管理整个网卡驱动的结构为
struct zynq_gem_priv {
struct emac_bd *tx_bd;
struct emac_bd *rx_bd;
char *rxbuffers;
u32 rxbd_current;
u32 rx_first_buf;
int phyaddr;
u32 emio;
int init;
struct zynq_gem_regs *iobase;
phy_interface_t interface;
struct phy_device *phydev;
int phy_of_handle;
struct mii_dev *bus;
};
由变量名可知，它包含了所有操作网卡需要的信息。
zynq_gem_probe（struct udevice *dev）函数中具体做的操作有：
priv-》rxbuffers = memalign（arch_dma_minalign， rx_buf * pktsize_align）; 为priv分配接收buffers
priv-》tx_bd = （struct emac_bd *）bd_space; //分配tx_bd的空间
priv-》rx_bd = （struct emac_bd *）（（ulong）bd_space + bd_seprn_space）;//分配rx_bd的空间
priv-》bus = mdio_alloc（）;//分配mdio bus，主要是初始化了一个bus链表
priv-》bus-》read = zynq_gem_miiphy_read; //mdio总线读函数，用于读取phy信息
priv-》bus-》write = zynq_gem_miiphy_write;//mdio写总线函数
priv-》bus-》priv = priv;
strcpy（priv-》bus-》name， “gem”）;//总线名为gem
ret = mdio_register（priv-》bus）;//注册mdio，主要进行的操作是list_add_tail（&bus-》link， &mii_devs）;
return zynq_phy_init（dev）; //phy初始化
接下来看下 zynq_phy_init函数里干了啥。
zynq_phy_init（struct udevice *dev）
writel（zynq_gem_nwctrl_mden_mask， ®s-》nwctrl）;写mac控制器寄存器，enable mdio bus
ret = phy_detection（dev）;//通过mdio来检测phy，通过phyread函数检测正确的phy地址，如果没有检测到，zynq_phy_init将会退出，后面的初始化就不会有，网卡就不能使用，在调试的时候可以注意下这个过程。
priv-》phydev = phy_connect（priv-》bus， priv-》phyaddr， dev，priv-》interface）;
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mac控制器与phy连接使用mii（medium independent interface）媒体独立接口，这个接口是ieee-802.3定义的以太网行业标准定义的接口，包括一个数据接口和一个mac和phy之间的管理接口即mdio。mii标准接口用于连接mac和phy，媒体独立表示不对mac硬件重新设计或替换的情况下，任何类型的phy设备接到当前mac控制器上都可以正常工作。
mii支持10m和100m的网络速率，由于网卡的速率不同，所以在其他速率下工作的与mii等效的接口有：aui（10m 以太网）、gmii（gigabit 以太网）和xaui（10-gigabit 以太网）。此外还有rmii、rgmii、smii、sgmii等。所有这些接口都是由mii而来。mii支持10兆和100兆的操作，一个接口由14根线组成。 rmii是简化的mii接口，在数据的收发上它比mii接口少了一倍的信号线。smii是由思科提出的一种媒体接口，它有比rmii更少的信号线数目，s表示串行的意思。因为它只用一根信号线传送发送数据，一根信号线传输接受数据，所以在时钟上为了满足100的需求，它的时钟频率很高，达到了125兆，为什么用125兆，是因为数据线里面会传送一些控制信息。gmii采用8位接口数据，工作时钟125mhz，因此传输速率可达1000mbps。同时兼容mii所规定的10/100 mbps工作方式。rgmii又是gmii接口的精简版。sgmii又是gmii的串行版。
mac控制器和phy除了数据传输的交流外，mac和phy控制信息的交流通过mdio（管理数据输入输出）接口来完成。具体mac控制器进行phy检测、mac控制器回去phy当前状态、mac控制器控制phy速率等操作就通过mdio来完成。
2. xilinx uboot网卡驱动分析
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phy-mode = “rgmii-id”;
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reg = 《21》;
ti，rx-internal-delay = 《0x8》;
ti，tx-internal-delay = 《0xa》;
ti，fifo-depth = 《0x1》;
};
};
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struct emac_bd *tx_bd;
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char *rxbuffers;
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u32 rx_first_buf;
int phyaddr;
u32 emio;
int init;
struct zynq_gem_regs *iobase;
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struct phy_device *phydev;
int phy_of_handle;
struct mii_dev *bus;
};
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ret = phy_detection（dev）;//通过mdio来检测phy，通过phyread函数检测正确的phy地址，如果没有检测到，zynq_phy_init将会退出，后面的初始化就不会有，网卡就不能使用，在调试的时候可以注意下这个过程。
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