1. 前言

　内核版本：linux 4.9.225，以freescale为例。

2. 概述

PHY芯片为OSI的最底层-物理层(Physical Layer)，通过MII/GMII/RMII/SGMII/XGMII等多种媒体独立接口(介质无关接口)与数据链路层的MAC芯片相连，并通过MDIO接口实现对PHY状态的监控、配置和管理。

PHY与MAC整体的大致连接框架如下(图片来源于网络)：

PHY的整个硬件系统组成比较复杂，PHY与MAC相连(也可以通过一个中间设备相连)，MAC与CPU相连(有集成在内部的，也有外接的方式)，PHY与MAC通过MII和MDIO/MDC相连，MII是走网络数据的，MDIO/MDC是用来与PHY的寄存器通讯的，对PHY进行配置。

PHY的驱动与I2C/SPI的驱动一样，分为控制器驱动和设备器驱动。本节先讲控制器驱动。

3. PHY的控制器驱动总述

PHY的控制器驱动和SPI/I2C非常类似，控制器的核心功能是实现具体的读写功能。区别在于PHY的控制器读写功能的实现大致可以分为两种方式()：

• 直接调用CPU的MDIO控制器(直接调用cpu对应的寄存器)的方式；
• 通过GPIO/外围soc模拟MDIO时序的方式；

PHY的控制器一般被描述为mdio_bus平台设备(注意：这是一个设备，等同于SPI/I2C中的master设备；和总线、驱动、设备中的bus不是一个概念)。
既然是平台设备，那么设备树中必定要有可以被解析为平台设备的节点，也要有对应的平台设备驱动。与SPI驱动类似，PHY设备模型也是在控制器驱动的probe函数中注册的。
本文两者都会涉及，主要讲后者。

4. 通过GPIO/外围soc模拟MDIO时序的方式

4.1 控制器平台设备在设备树中的大致描述方式(不完全准确，主要描述匹配的规则)

# linux-4.9.225\Documentation\devicetree\bindings\soc\fsl\cpm_qe\network.txt
* MDIO
Currently defined compatibles: fsl,pq1-fec-mdio (reg is same as first resource of FEC device) fsl,cpm2-mdio-bitbang (reg is port C registers)
Properties for fsl,cpm2-mdio-bitbang: 
fsl,mdio-pin : pin of port C controlling mdio data 
fsl,mdc-pin : pin of port C controlling mdio clock
Example: mdio@10d40 { 
	compatible = "fsl,mpc8272ads-mdio-bitbang",
				 "fsl,mpc8272-mdio-bitbang",
			     "fsl,cpm2-mdio-bitbang";
		reg = <10d40 14>;
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <0>;
		fsl,mdio-pin = <12>;
		fsl,mdc-pin = <13>; 
		
	# linux-4.9.225\Documentation\devicetree\bindings\phy	
	xxx_phy: xxx-phy@xxx {                       //描述控制器下挂PHY设备的节点
		reg = <0x0>;                             //PHY的地址
	}; 		
};

4.2 控制器平台驱动代码走读

4.2.1 控制器平台驱动的注册

static const struct of_device_id fs_enet_mdio_bb_match[] = {
	{
		.compatible = "fsl,cpm2-mdio-bitbang",           //匹配平台设备的名称
	},
	{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, fs_enet_mdio_bb_match);

static struct platform_driver fs_enet_bb_mdio_driver = {
	.driver = {
		.name = "fsl-bb-mdio",
		.of_match_table = fs_enet_mdio_bb_match,
	},
	.probe = fs_enet_mdio_probe,
	.remove = fs_enet_mdio_remove,
};

module_platform_driver(fs_enet_bb_mdio_driver);     //注册控制器平台设备驱动

4.2.2 控制器平台驱动的probe函数走读

/**********************************************************************************************
            通过GPIO/外围soc模拟MDIO时序方式的MDIO驱动(probe函数中完成PHY设备的创建和注册)
***********************************************************************************************/
# linux-4.9.225\drivers\net\ethernet\freescale\fs_enet\mii-bitbang.c

fs_enet_mdio_probe(struct platform_device *ofdev)
|--- bitbang = kzalloc(sizeof(struct bb_info), GFP_KERNEL)
|
|--- bitbang->ctrl.ops = &bb_ops  ----------------------------------------------->| static struct mdiobb_ops bb_ops = { 
|									          |  .owner = THIS_MODULE,	
|                                                                                 |  .set_mdc = mdc,
|                                                                                 |  .set_mdio_dir = mdio_dir,
|										  |  .set_mdio_data = mdio,               |-->实现为GPIO的读写
|										  |  .get_mdio_data = mdio_read,
|										  | };		
|                                                                                  \<---------------------------------------------------------|
|--- new_bus = alloc_mdio_bitbang(&bitbang->ctrl)                                                                                             |
|    |--- bus = mdiobus_alloc()        -----------|					             | struct mdiobb_ctrl *ctrl = bus->priv|  |
|    |--- bus->read = mdiobb_read      -----------|                                                  | ctrl->ops->set_mdc                  |  |
|    |---