深入浅出Linux网络PHY驱动：以YT8531SH为例

在嵌入式Linux网络设备开发中，YT8531SH是一款常见的国产千兆以太网PHY芯片，由裕太微电子推出，符合IEEE 802.3标准，支持10/100/1000Mbps自适应。理解它的驱动实现，是掌握Linux PHY驱动框架的绝佳切入点。本文将从零开始，以YT8531SH为例，详细讲解Linux内核中PHY驱动的结构、编写方法和测试流程，帮助初学者快速上手网络设备驱动开发。

1. Linux网络驱动层次：MAC与PHY

在Linux内核中，网络设备驱动通常分为两个层次：MAC层驱动（控制DMA、描述符等）和PHY层驱动（管理物理层收发器）。PHY驱动通过phylib框架与MAC层交互，负责链路状态检测、自动协商、速度/双工切换等。phylib提供了通用接口，使得添加新PHY芯片变得非常简单，只需实现特定的phy_driver结构体即可。

2. PHY驱动核心数据结构

每个PHY驱动都由struct phy_driver描述，它包含以下关键成员：

• .phy_id 和 .phy_id_mask：用于匹配PHY芯片的标识符。
• .name：驱动名称。
• .features：支持的链路模式（如10/100/1000M）。
• .probe、.remove：设备探测和移除时的回调。
• .config_init：初始化PHY寄存器，常用来设置芯片特定功能。
• .config_aneg：配置自动协商。
• .read_status：读取当前链接状态、速度、双工模式。
• .ack_interrupt 和 .did_interrupt：中断处理相关。

当PHY设备被内核发现时，phy_device结构体会被创建，并绑定到匹配的phy_driver。

3. YT8531SH驱动实例分析

假设内核尚未支持YT8531SH，我们需要手动添加驱动。首先查阅数据手册，获取PHY ID（例如YT8531SH的ID可能为0x4F51E911）。然后定义驱动结构体：

static struct phy_driver yt8531_driver[] = {    {        .phy_id         = 0x4F51E911,        .name           = "YT8531SH Gigabit PHY",        .phy_id_mask    = 0xffffffff,        .features       = PHY_GBIT_FEATURES,        .probe          = yt8531_probe,        .config_init    = yt8531_config_init,        .config_aneg    = yt8531_config_aneg,        .read_status    = yt8531_read_status,        .ack_interrupt  = yt8531_ack_interrupt,        .did_interrupt  = yt8531_did_interrupt,    }};

其中，PHY芯片初始化通常在.config_init中完成，例如设置LED模式、关闭节能以太网等。而.read_status会读取MII寄存器（如BMCR、BMSR、PHY-specific寄存器）并更新phy_device中的speed、duplex等字段。此外，还需要实现中断处理函数（如果使用中断方式）。最后，通过module_phy_driver(yt8531_driver);宏注册驱动。

4. 设备树配置

在设备树中，需要在MAC节点下添加PHY子节点，指定PHY地址和兼容属性。对于YT8531SH，通常使用以太网PHY通用兼容性，或特定ID：

ð0: ethernet@10000000 {    compatible = "...";    reg = <...>;    phy-handle = <&phy0>;    phy-mode = "rgmii";    phy0: ethernet-phy@0 {        reg = <0>;        compatible = "ethernet-phy-id4f51.e911", "ethernet-phy-ieee802.3-c22";    };};

这里compatible使用了ethernet-phy-id4f51.e911，内核会通过PHY ID匹配驱动。也可以直接使用ethernet-phy，由内核自动探测。

5. 编译与测试

将驱动编译为模块或直接编入内核。启动内核后，检查启动日志：

# dmesg | grep yt8531[    2.345678] yt8531_probe: YT8531SH PHY detected[    2.345789] libphy: yt8531: probed

然后使用ethtool eth0查看链接状态，确保速度和双工正确。如果一切正常，就可以进行网络通信测试了。

6. 总结

通过YT8531SH驱动的编写，我们深入了解了Linux内核中PHY驱动的架构和开发流程。掌握Linux PHY驱动后，可以快速移植其他PHY芯片，并加深对整个网络设备驱动体系的理解。无论是PHY芯片初始化还是链路管理，phylib都提供了强大而灵活的支持，让开发者能够专注于芯片特有的逻辑。

本文关键词：YT8531SH, Linux PHY驱动, 网络设备驱动, PHY芯片初始化