linux网络驱动框架

有线网络的硬件框架如下图所示 ，CPU通过MAC控制PHY进行网络数据的收发。

我们知道，Linux内核中实现了TCP/IP协议栈的完整内容，其参考了ISO制定的OSI网络模型，但又做了适当的精简，对比如下图。

内核中的传输层，网络层和网络接口层的LLC子层属于纯协议，跟硬件平台无关，驱动开发人员无需修改，搞清楚各层功能即可，真正需要修改的是MAC控制器驱动和PHY控制器驱动。RK3288 SOC内置MAC使用的是DesignWare的IP， 跟ST的MAC一样， 所以MAC代码复用了ST的大部分，代码文件如下：
cros@cros-pc:~/work/asus/debian_kernel$ ls drivers/net/ethernet/stmicro/stmmac/ -ls
total 468
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 5096 2月 21 2022 chain_mode.c
20 -rwxrwxr-x 1 cros cros 16536 2月 21 2022 common.h
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 3793 2月 21 2022 descs_com.h
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 5612 2月 21 2022 descs.h
16 -rwxrwxr-x 1 cros cros 12328 2月 21 2022 dwmac1000_core.c #千兆MAC驱动代码
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 6758 2月 21 2022 dwmac1000_dma.c
16 -rwxrwxr-x 1 cros cros 12678 2月 21 2022 dwmac1000.h
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 6287 2月 21 2022 dwmac100_core.c # 百兆MAC驱动代码
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 4582 2月 21 2022 dwmac100_dma.c
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 5874 2月 21 2022 dwmac100.h
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 5521 2月 21 2022 dwmac_dma.h
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 2153 2月 21 2022 dwmac-generic.c # 默认平台相关代码
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 11021 2月 21 2022 dwmac-ipq806x.c
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 7260 2月 21 2022 dwmac_lib.c
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 2377 2月 21 2022 dwmac-lpc18xx.c
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 2457 2月 21 2022 dwmac-meson.c
48 -rwxrwxr-x 1 cros cros 46819 2月 21 2022 dwmac-rk.c # RK平台相关代码
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 8387 2月 21 2022 dwmac-socfpga.c
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 11175 2月 21 2022 dwmac-sti.c
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 4732 2月 21 2022 dwmac-sunxi.c
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 10993 2月 21 2022 enh_desc.c
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 943 2月 21 2022 eth_mac_tinker.c
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 240 2月 21 2022 eth_mac_tinker.h
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 3477 2月 21 2022 Kconfig
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 890 2月 21 2022 Makefile
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 11196 2月 21 2022 mmc_core.c
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 4672 2月 21 2022 mmc.h
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 7264 2月 21 2022 norm_desc.c
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 4144 2月 21 2022 ring_mode.c
24 -rwxrwxr-x 1 cros cros 22670 2月 21 2022 stmmac_ethtool.c
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 4211 2月 21 2022 stmmac.h
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 3903 2月 21 2022 stmmac_hwtstamp.c
96 -rwxrwxr-x 1 cros cros 94530 2月 21 2022 stmmac_main.c # 平台无关的MAC驱动代码
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 8477 2月 21 2022 stmmac_mdio.c # MDIO总线驱动代码
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 7188 2月 21 2022 stmmac_pci.c
12 -rwxrwxr-x 1 cros cros 11374 2月 21 2022 stmmac_platform.c
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 1441 2月 21 2022 stmmac_platform.h
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 5367 2月 21 2022 stmmac_ptp.c
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 3126 2月 21 2022 stmmac_ptp.h
RTL8211E PHY芯片的驱动代码如下：
cros@cros-pc:~/work/asus/debian_kernel$ ls drivers/net/phy/ -ls
total 520
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 7410 2月 21 2022 Kconfig
4 -rwxrwxr-x 1 cros cros 1757 2月 21 2022 Makefile
20 -rwxrwxr-x 1 cros cros 18018 2月 21 2022 mdio_bus.c # MDIO总线
32 -rwxrwxr-x 1 cros cros 32540 2月 21 2022 phy.c # PHY状态机以及读写控制接口
40 -rwxrwxr-x 1 cros cros 40278 2月 21 2022 phy_device.c # 通用默认phy驱动
8 -rwxrwxr-x 1 cros cros 4892 2月 21 2022 realtek.c # realtek phy驱动

各文件中核心函数及其功能描述如下：

除此之外，还有一个最重要的部分就是phy状态机，该部分代码位于phy.c中，我画了一张图描述状态机的状态转移，如下图：