phylink¶

概述¶

phylink 是一种机制，用于支持直接连接到 MAC 的热插拔网络模块，而无需在热插拔事件时重新初始化适配器。

phylink 目前支持传统的基于 phylib 的设置、固定链路设置和 SFP（小型可插拔）模块。

操作模式¶

phylink 有几种操作模式，具体取决于固件设置。

PHY 模式

在 PHY 模式下，我们使用 phylib 从 PHY 读取当前的链路设置，并将它们传递给 MAC 驱动程序。我们希望 MAC 驱动程序配置指定的模式，而不在链路上启用任何协商。
固定模式

就 MAC 驱动程序而言，固定模式与 PHY 模式相同。
带内模式

带内模式与 802.3z、SGMII 和类似的接口模式一起使用，我们期望使用和遵守通过 serdes 通道发送的带内协商或控制字。

举例来说，这意味着

&eth {
  phy = <&phy>;
  phy-mode = "sgmii";
};

不使用带内 SGMII 信令。 PHY 应严格遵循其 mac_config() 函数中给定的设置。链路应在 mac_link_up() 和 mac_link_down() 函数中强制启动或关闭。

&eth {
  managed = "in-band-status";
  phy = <&phy>;
  phy-mode = "sgmii";
};

使用带内模式，其中来自 PHY 协商的结果通过 SGMII 控制字传递给 MAC，并且 MAC 应确认控制字。mac_link_up() 和 mac_link_down() 函数不得强制 MAC 侧链路启动和关闭。

将网络驱动程序转换为 sfp/phylink 的粗略指南¶

本指南简要介绍了如何将网络驱动程序从 phylib 转换为 sfp/phylink 支持。请发送补丁来改进此文档。

可以选择将网络驱动程序的 phylib 更新函数拆分为处理链路断开和链路建立的两个部分。这可以作为单独的准备提交来完成。

可以在 git commit fc548b991fb0 中找到此准备工作的一个较旧示例，尽管它是拆分为三个部分；链路建立部分现在包括配置 MAC 以进行链路设置。有关此内容的更多信息，请参见 mac_link_up()。

替换

select FIXED_PHY
select PHYLIB

用

select PHYLINK

在驱动程序的 Kconfig 节中。

添加
```
#include <linux/phylink.h>
```
到驱动程序的头文件列表中。
添加
```
struct phylink *phylink;
struct phylink_config phylink_config;
```
到驱动程序的私有数据结构。我们将驱动程序的私有数据指针称为 priv，驱动程序的私有数据结构称为 struct foo_priv。

替换以下函数

原始函数	替换函数
phy_start(phydev)	phylink_start(priv->phylink)
phy_stop(phydev)	phylink_stop(priv->phylink)
phy_mii_ioctl(phydev, ifr, cmd)	phylink_mii_ioctl(priv->phylink, ifr, cmd)
phy_ethtool_get_wol(phydev, wol)	phylink_ethtool_get_wol(priv->phylink, wol)
phy_ethtool_set_wol(phydev, wol)	phylink_ethtool_set_wol(priv->phylink, wol)
phy_disconnect(phydev)	phylink_disconnect_phy(priv->phylink)

请注意，其中一些函数必须在 rtnl 锁下调用，否则会发出警告。通常情况下是这样，除非它们是从驱动程序的暂停/恢复路径中调用的。

使用以下方法添加/替换 ksettings 获取/设置方法

static int foo_ethtool_set_link_ksettings(struct net_device *dev,
                                          const struct ethtool_link_ksettings *cmd)
{
        struct foo_priv *priv = netdev_priv(dev);

        return phylink_ethtool_ksettings_set(priv->phylink, cmd);
}

static int foo_ethtool_get_link_ksettings(struct net_device *dev,
                                          struct ethtool_link_ksettings *cmd)
{
        struct foo_priv *priv = netdev_priv(dev);

        return phylink_ethtool_ksettings_get(priv->phylink, cmd);
}

替换对
```
phy_dev = of_phy_connect(dev, node, link_func, flags, phy_interface);
```
以及相关代码的调用，并将其替换为对
```
err = phylink_of_phy_connect(priv->phylink, node, flags);
```
在大多数情况下，flags 可以为零；如果在 DT 节点 node 中指定了 PHY，则这些标志将传递给此函数调用中的 phy_attach_direct()。

node 应该是包含网络 phy 属性、固定链路属性的 DT 节点，并且还将包含 sfp 属性。

还应删除固定链路的设置；这些由 phylink 在内部处理。

of_phy_connect() 还传递了用于链路更新的函数指针。此函数被 (8) 中描述的不同形式的 MAC 更新所取代。

PHY 的 supported/advertised 的操作发生在 phylink 内部，基于验证回调，请参见下面的 (8)。

请注意，驱动程序不再需要存储 phy_interface，还要注意 phy_interface 变成了一个动态属性，就像速度、双工等设置一样。

最后，请注意 MAC 驱动程序不再能够直接访问 PHY；这是因为在 phylink 模型中，PHY 可以是动态的。
向驱动程序添加一个 struct phylink_mac_ops 实例，它是一个函数指针表，并实现这些函数。用于 of_phy_connect() 的旧链路更新函数变成了三个方法：mac_link_up()、mac_link_down() 和 mac_config()。如果执行了步骤 1，则功能将被拆分到那里。

重要的是，如果使用了带内协商，则 mac_link_up() 和 mac_link_down() 不会阻止带内协商完成，因为这些函数是在带内链路状态更改时调用的 - 否则链路将永远不会启动。

mac_get_caps() 方法是可选的，如果提供，则应返回为传递的 interface 模式支持的 phylink MAC 功能。通常，无需实现此方法。 Phylink 将结合 interface 的允许功能使用这些功能来确定允许的 ethtool 链路模式。

mac_link_state() 方法用于从 MAC 读取链路状态，并报告 MAC 当前使用的设置。这对于带内协商方法（例如 1000base-X 和 SGMII）尤其重要。

mac_link_up() 方法用于通知 MAC 链路已启动。该调用仅包括协商模式和接口以供参考。还提供了最终的链路参数（速度、双工和流量控制/暂停启用设置），当 MAC 和 PCS 没有紧密集成的，或者当设置不是来自带内协商时，应使用这些参数来配置 MAC。

mac_config() 方法用于使用请求的状态更新 MAC，并且在更改 MAC 配置时必须避免不必要地断开链路。这意味着该函数应修改状态，并且仅在绝对需要更改 MAC 配置时才断开链路。可以在 drivers/net/ethernet/marvell/mvneta.c 中的 mvneta_mac_config() 中找到有关如何执行此操作的示例。

有关这些方法的更多信息，请参见 struct phylink_mac_ops 中的内联文档。

使用对与您的 struct net_device 关联的 struct device 的引用来填充 struct phylink_config 字段

priv->phylink_config.dev = &dev.dev;
priv->phylink_config.type = PHYLINK_NETDEV;

填充您的 MAC 可以处理的各种速度、暂停和双工模式

priv->phylink_config.mac_capabilities = MAC_SYM_PAUSE | MAC_10 | MAC_100 | MAC_1000FD;

某些以太网控制器与 PCS（物理编码子层）块配对工作，该块可以处理编码/解码、链路建立检测和自动协商等。虽然某些 MAC 具有内部 PCS，其操作是透明的，但其他一些 MAC 需要专用的 PCS 配置才能使链路正常工作。在这种情况下，phylink 通过 struct phylink_pcs 提供 PCS 抽象。

确定您的驱动程序是否有一个或多个内部 PCS 块，以及您的控制器是否可以使用可能在内部连接到您的控制器的外部 PCS 块。

如果您的控制器没有任何内部 PCS，则可以转到步骤 11。

如果您的以太网控制器包含一个或多个 PCS 块，请在驱动程序的私有数据结构中为每个 PCS 块创建一个 struct phylink_pcs 实例
```
struct phylink_pcs pcs;
```
填充相关的 struct phylink_pcs_ops 以配置您的 PCS。创建一个 pcs_get_state() 函数，该函数报告带内链路状态，一个 pcs_config() 函数，该函数根据 phylink 提供的参数配置您的 PCS，以及一个 pcs_validate() 函数，该函数向 phylink 报告您的 PCS 接受的所有配置参数
```
struct phylink_pcs_ops foo_pcs_ops = {
        .pcs_validate = foo_pcs_validate,
        .pcs_get_state = foo_pcs_get_state,
        .pcs_config = foo_pcs_config,
};
```
安排将 PCS 链路状态中断转发到 phylink 中，通过
```
phylink_pcs_change(pcs, link_is_up);
```
其中，如果链路当前已启动，则 link_is_up 为 true，否则为 false。如果 PCS 无法提供这些中断，则应在创建 PCS 时设置 pcs->pcs_poll = true;。
如果您的控制器依赖于或接受通过其自身驱动程序控制的外部 PCS 的存在，请在您的驱动程序私有数据结构中添加一个指向 phylink_pcs 实例的指针
```
struct phylink_pcs *pcs;
```
获取实际 PCS 实例的方式取决于平台，一些 PCS 位于 MDIO 总线上，并通过传递指向相应的 struct mii_bus 的指针和该总线上 PCS 的地址来获取。在此示例中，我们假设控制器连接到 Lynx PCS 实例
```
priv->pcs = lynx_pcs_create_mdiodev(bus, 0);
```
可以基于固件信息恢复一些 PCS
```
priv->pcs = lynx_pcs_create_fwnode(of_fwnode_handle(node));
```

填充 mac_select_pcs() 回调，并将其添加到您的 struct phylink_mac_ops ops 集中。此函数必须返回一个指向将用于请求的链路配置的相关 struct phylink_pcs 的指针

static struct phylink_pcs *foo_select_pcs(struct phylink_config *config,
                                          phy_interface_t interface)
{
        struct foo_priv *priv = container_of(config, struct foo_priv,
                                             phylink_config);

        if ( /* 'interface' needs a PCS to function */ )
                return priv->pcs;

        return NULL;
}

有关具有多个内部 PCS 的驱动程序的示例，请参见 mvpp2_select_pcs()。

填充您的 MAC 可以输出的所有 phy_interface_t（即，所有 MAC 到 PHY 链路模式）。以下示例显示了可以处理所有 RGMII 模式、SGMII 和 1000BaseX 的 MAC 的配置。您必须根据您的 MAC 和与此 MAC 关联的所有 PCS 的功能来调整这些设置，而不仅仅是您希望使用的接口
```
phy_interface_set_rgmii(priv->phylink_config.supported_interfaces);
 __set_bit(PHY_INTERFACE_MODE_SGMII,
           priv->phylink_config.supported_interfaces);
 __set_bit(PHY_INTERFACE_MODE_1000BASEX,
           priv->phylink_config.supported_interfaces);
```

从探测函数中删除对 PHY 的 of_parse_phandle() 的调用、对固定链路的 of_phy_register_fixed_link() 等，并将其替换为

struct phylink *phylink;

phylink = phylink_create(&priv->phylink_config, node, phy_mode, &phylink_ops);
if (IS_ERR(phylink)) {
        err = PTR_ERR(phylink);
        fail probe;
}

priv->phylink = phylink;

并通过调用来适当地安排在探测失败路径和移除路径中销毁 phylink

phylink_destroy(priv->phylink);

安排将 MAC 链路状态中断转发到 phylink 中，通过
```
phylink_mac_change(priv->phylink, link_is_up);
```
其中，如果链路当前已启动，则 link_is_up 为 true，否则为 false。
验证驱动程序是否不调用
```
netif_carrier_on()
netif_carrier_off()
```
因为这些会干扰 phylink 对链路状态的跟踪，并导致 phylink 省略通过 mac_link_up() 和 mac_link_down() 方法的调用。

网络驱动程序应通过其暂停/恢复路径调用 phylink_stop() 和 phylink_start()，这可确保根据需要调用适当的 struct phylink_mac_ops 方法。

有关在 DT 中描述 SFP 插槽的信息，请参见内核源代码树 Documentation/devicetree/bindings/net/sff,sfp.yaml 中的绑定文档。

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