WIP FPC-III support
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / networking / sfp-phylink.rst
blob5aec7c8857d05d236436a1a0f1dff57940a3bcec
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
3 =======
4 phylink
5 =======
7 Overview
8 ========
10 phylink is a mechanism to support hot-pluggable networking modules
11 directly connected to a MAC without needing to re-initialise the
12 adapter on hot-plug events.
14 phylink supports conventional phylib-based setups, fixed link setups
15 and SFP (Small Formfactor Pluggable) modules at present.
17 Modes of operation
18 ==================
20 phylink has several modes of operation, which depend on the firmware
21 settings.
23 1. PHY mode
25    In PHY mode, we use phylib to read the current link settings from
26    the PHY, and pass them to the MAC driver.  We expect the MAC driver
27    to configure exactly the modes that are specified without any
28    negotiation being enabled on the link.
30 2. Fixed mode
32    Fixed mode is the same as PHY mode as far as the MAC driver is
33    concerned.
35 3. In-band mode
37    In-band mode is used with 802.3z, SGMII and similar interface modes,
38    and we are expecting to use and honor the in-band negotiation or
39    control word sent across the serdes channel.
41 By example, what this means is that:
43 .. code-block:: none
45   &eth {
46     phy = <&phy>;
47     phy-mode = "sgmii";
48   };
50 does not use in-band SGMII signalling.  The PHY is expected to follow
51 exactly the settings given to it in its :c:func:`mac_config` function.
52 The link should be forced up or down appropriately in the
53 :c:func:`mac_link_up` and :c:func:`mac_link_down` functions.
55 .. code-block:: none
57   &eth {
58     managed = "in-band-status";
59     phy = <&phy>;
60     phy-mode = "sgmii";
61   };
63 uses in-band mode, where results from the PHY's negotiation are passed
64 to the MAC through the SGMII control word, and the MAC is expected to
65 acknowledge the control word.  The :c:func:`mac_link_up` and
66 :c:func:`mac_link_down` functions must not force the MAC side link
67 up and down.
69 Rough guide to converting a network driver to sfp/phylink
70 =========================================================
72 This guide briefly describes how to convert a network driver from
73 phylib to the sfp/phylink support.  Please send patches to improve
74 this documentation.
76 1. Optionally split the network driver's phylib update function into
77    two parts dealing with link-down and link-up. This can be done as
78    a separate preparation commit.
80    An older example of this preparation can be found in git commit
81    fc548b991fb0, although this was splitting into three parts; the
82    link-up part now includes configuring the MAC for the link settings.
83    Please see :c:func:`mac_link_up` for more information on this.
85 2. Replace::
87         select FIXED_PHY
88         select PHYLIB
90    with::
92         select PHYLINK
94    in the driver's Kconfig stanza.
96 3. Add::
98         #include <linux/phylink.h>
100    to the driver's list of header files.
102 4. Add::
104         struct phylink *phylink;
105         struct phylink_config phylink_config;
107    to the driver's private data structure.  We shall refer to the
108    driver's private data pointer as ``priv`` below, and the driver's
109    private data structure as ``struct foo_priv``.
111 5. Replace the following functions:
113    .. flat-table::
114     :header-rows: 1
115     :widths: 1 1
116     :stub-columns: 0
118     * - Original function
119       - Replacement function
120     * - phy_start(phydev)
121       - phylink_start(priv->phylink)
122     * - phy_stop(phydev)
123       - phylink_stop(priv->phylink)
124     * - phy_mii_ioctl(phydev, ifr, cmd)
125       - phylink_mii_ioctl(priv->phylink, ifr, cmd)
126     * - phy_ethtool_get_wol(phydev, wol)
127       - phylink_ethtool_get_wol(priv->phylink, wol)
128     * - phy_ethtool_set_wol(phydev, wol)
129       - phylink_ethtool_set_wol(priv->phylink, wol)
130     * - phy_disconnect(phydev)
131       - phylink_disconnect_phy(priv->phylink)
133    Please note that some of these functions must be called under the
134    rtnl lock, and will warn if not. This will normally be the case,
135    except if these are called from the driver suspend/resume paths.
137 6. Add/replace ksettings get/set methods with:
139    .. code-block:: c
141         static int foo_ethtool_set_link_ksettings(struct net_device *dev,
142                                                   const struct ethtool_link_ksettings *cmd)
143         {
144                 struct foo_priv *priv = netdev_priv(dev);
145         
146                 return phylink_ethtool_ksettings_set(priv->phylink, cmd);
147         }
149         static int foo_ethtool_get_link_ksettings(struct net_device *dev,
150                                                   struct ethtool_link_ksettings *cmd)
151         {
152                 struct foo_priv *priv = netdev_priv(dev);
153         
154                 return phylink_ethtool_ksettings_get(priv->phylink, cmd);
155         }
157 7. Replace the call to::
159         phy_dev = of_phy_connect(dev, node, link_func, flags, phy_interface);
161    and associated code with a call to::
163         err = phylink_of_phy_connect(priv->phylink, node, flags);
165    For the most part, ``flags`` can be zero; these flags are passed to
166    the of_phy_attach() inside this function call if a PHY is specified
167    in the DT node ``node``.
169    ``node`` should be the DT node which contains the network phy property,
170    fixed link properties, and will also contain the sfp property.
172    The setup of fixed links should also be removed; these are handled
173    internally by phylink.
175    of_phy_connect() was also passed a function pointer for link updates.
176    This function is replaced by a different form of MAC updates
177    described below in (8).
179    Manipulation of the PHY's supported/advertised happens within phylink
180    based on the validate callback, see below in (8).
182    Note that the driver no longer needs to store the ``phy_interface``,
183    and also note that ``phy_interface`` becomes a dynamic property,
184    just like the speed, duplex etc. settings.
186    Finally, note that the MAC driver has no direct access to the PHY
187    anymore; that is because in the phylink model, the PHY can be
188    dynamic.
190 8. Add a :c:type:`struct phylink_mac_ops <phylink_mac_ops>` instance to
191    the driver, which is a table of function pointers, and implement
192    these functions. The old link update function for
193    :c:func:`of_phy_connect` becomes three methods: :c:func:`mac_link_up`,
194    :c:func:`mac_link_down`, and :c:func:`mac_config`. If step 1 was
195    performed, then the functionality will have been split there.
197    It is important that if in-band negotiation is used,
198    :c:func:`mac_link_up` and :c:func:`mac_link_down` do not prevent the
199    in-band negotiation from completing, since these functions are called
200    when the in-band link state changes - otherwise the link will never
201    come up.
203    The :c:func:`validate` method should mask the supplied supported mask,
204    and ``state->advertising`` with the supported ethtool link modes.
205    These are the new ethtool link modes, so bitmask operations must be
206    used. For an example, see drivers/net/ethernet/marvell/mvneta.c.
208    The :c:func:`mac_link_state` method is used to read the link state
209    from the MAC, and report back the settings that the MAC is currently
210    using. This is particularly important for in-band negotiation
211    methods such as 1000base-X and SGMII.
213    The :c:func:`mac_link_up` method is used to inform the MAC that the
214    link has come up. The call includes the negotiation mode and interface
215    for reference only. The finalised link parameters are also supplied
216    (speed, duplex and flow control/pause enablement settings) which
217    should be used to configure the MAC when the MAC and PCS are not
218    tightly integrated, or when the settings are not coming from in-band
219    negotiation.
221    The :c:func:`mac_config` method is used to update the MAC with the
222    requested state, and must avoid unnecessarily taking the link down
223    when making changes to the MAC configuration.  This means the
224    function should modify the state and only take the link down when
225    absolutely necessary to change the MAC configuration.  An example
226    of how to do this can be found in :c:func:`mvneta_mac_config` in
227    drivers/net/ethernet/marvell/mvneta.c.
229    For further information on these methods, please see the inline
230    documentation in :c:type:`struct phylink_mac_ops <phylink_mac_ops>`.
232 9. Remove calls to of_parse_phandle() for the PHY,
233    of_phy_register_fixed_link() for fixed links etc. from the probe
234    function, and replace with:
236    .. code-block:: c
238         struct phylink *phylink;
239         priv->phylink_config.dev = &dev.dev;
240         priv->phylink_config.type = PHYLINK_NETDEV;
242         phylink = phylink_create(&priv->phylink_config, node, phy_mode, &phylink_ops);
243         if (IS_ERR(phylink)) {
244                 err = PTR_ERR(phylink);
245                 fail probe;
246         }
248         priv->phylink = phylink;
250    and arrange to destroy the phylink in the probe failure path as
251    appropriate and the removal path too by calling:
253    .. code-block:: c
255         phylink_destroy(priv->phylink);
257 10. Arrange for MAC link state interrupts to be forwarded into
258     phylink, via:
260     .. code-block:: c
262         phylink_mac_change(priv->phylink, link_is_up);
264     where ``link_is_up`` is true if the link is currently up or false
265     otherwise. If a MAC is unable to provide these interrupts, then
266     it should set ``priv->phylink_config.pcs_poll = true;`` in step 9.
268 11. Verify that the driver does not call::
270         netif_carrier_on()
271         netif_carrier_off()
273    as these will interfere with phylink's tracking of the link state,
274    and cause phylink to omit calls via the :c:func:`mac_link_up` and
275    :c:func:`mac_link_down` methods.
277 Network drivers should call phylink_stop() and phylink_start() via their
278 suspend/resume paths, which ensures that the appropriate
279 :c:type:`struct phylink_mac_ops <phylink_mac_ops>` methods are called
280 as necessary.
282 For information describing the SFP cage in DT, please see the binding
283 documentation in the kernel source tree
284 ``Documentation/devicetree/bindings/net/sff,sfp.txt``