]> git.sur5r.net Git - u-boot/blob - drivers/net/rtl8139.c
Merge branch 'master' of git://git.denx.de/u-boot-arm
[u-boot] / drivers / net / rtl8139.c
1 /*
2  * rtl8139.c : U-Boot driver for the RealTek RTL8139
3  *
4  * Masami Komiya (mkomiya@sonare.it)
5  *
6  * Most part is taken from rtl8139.c of etherboot
7  *
8  */
9
10 /* rtl8139.c - etherboot driver for the Realtek 8139 chipset
11
12   ported from the linux driver written by Donald Becker
13   by Rainer Bawidamann (Rainer.Bawidamann@informatik.uni-ulm.de) 1999
14
15   This software may be used and distributed according to the terms
16   of the GNU Public License, incorporated herein by reference.
17
18   changes to the original driver:
19   - removed support for interrupts, switching to polling mode (yuck!)
20   - removed support for the 8129 chip (external MII)
21
22 */
23
24 /*********************************************************************/
25 /* Revision History                                                  */
26 /*********************************************************************/
27
28 /*
29   28 Dec 2002   ken_yap@users.sourceforge.net (Ken Yap)
30      Put in virt_to_bus calls to allow Etherboot relocation.
31
32   06 Apr 2001   ken_yap@users.sourceforge.net (Ken Yap)
33      Following email from Hyun-Joon Cha, added a disable routine, otherwise
34      NIC remains live and can crash the kernel later.
35
36   4 Feb 2000    espenlaub@informatik.uni-ulm.de (Klaus Espenlaub)
37      Shuffled things around, removed the leftovers from the 8129 support
38      that was in the Linux driver and added a bit more 8139 definitions.
39      Moved the 8K receive buffer to a fixed, available address outside the
40      0x98000-0x9ffff range.  This is a bit of a hack, but currently the only
41      way to make room for the Etherboot features that need substantial amounts
42      of code like the ANSI console support.  Currently the buffer is just below
43      0x10000, so this even conforms to the tagged boot image specification,
44      which reserves the ranges 0x00000-0x10000 and 0x98000-0xA0000.  My
45      interpretation of this "reserved" is that Etherboot may do whatever it
46      likes, as long as its environment is kept intact (like the BIOS
47      variables).  Hopefully fixed rtl_poll() once and for all.  The symptoms
48      were that if Etherboot was left at the boot menu for several minutes, the
49      first eth_poll failed.  Seems like I am the only person who does this.
50      First of all I fixed the debugging code and then set out for a long bug
51      hunting session.  It took me about a week full time work - poking around
52      various places in the driver, reading Don Becker's and Jeff Garzik's Linux
53      driver and even the FreeBSD driver (what a piece of crap!) - and
54      eventually spotted the nasty thing: the transmit routine was acknowledging
55      each and every interrupt pending, including the RxOverrun and RxFIFIOver
56      interrupts.  This confused the RTL8139 thoroughly.  It destroyed the
57      Rx ring contents by dumping the 2K FIFO contents right where we wanted to
58      get the next packet.  Oh well, what fun.
59
60   18 Jan 2000   mdc@thinguin.org (Marty Connor)
61      Drastically simplified error handling.  Basically, if any error
62      in transmission or reception occurs, the card is reset.
63      Also, pointed all transmit descriptors to the same buffer to
64      save buffer space.  This should decrease driver size and avoid
65      corruption because of exceeding 32K during runtime.
66
67   28 Jul 1999   (Matthias Meixner - meixner@rbg.informatik.tu-darmstadt.de)
68      rtl_poll was quite broken: it used the RxOK interrupt flag instead
69      of the RxBufferEmpty flag which often resulted in very bad
70      transmission performace - below 1kBytes/s.
71
72 */
73
74 #include <common.h>
75 #include <malloc.h>
76 #include <net.h>
77 #include <netdev.h>
78 #include <asm/io.h>
79 #include <pci.h>
80
81 #define RTL_TIMEOUT     100000
82
83 #define ETH_FRAME_LEN           1514
84 #define ETH_ALEN                6
85 #define ETH_ZLEN                60
86
87 /* PCI Tuning Parameters
88    Threshold is bytes transferred to chip before transmission starts. */
89 #define TX_FIFO_THRESH 256      /* In bytes, rounded down to 32 byte units. */
90 #define RX_FIFO_THRESH  4       /* Rx buffer level before first PCI xfer.  */
91 #define RX_DMA_BURST    4       /* Maximum PCI burst, '4' is 256 bytes */
92 #define TX_DMA_BURST    4       /* Calculate as 16<<val. */
93 #define NUM_TX_DESC     4       /* Number of Tx descriptor registers. */
94 #define TX_BUF_SIZE     ETH_FRAME_LEN   /* FCS is added by the chip */
95 #define RX_BUF_LEN_IDX 0        /* 0, 1, 2 is allowed - 8,16,32K rx buffer */
96 #define RX_BUF_LEN (8192 << RX_BUF_LEN_IDX)
97
98 #define DEBUG_TX        0       /* set to 1 to enable debug code */
99 #define DEBUG_RX        0       /* set to 1 to enable debug code */
100
101 #define bus_to_phys(a)  pci_mem_to_phys((pci_dev_t)dev->priv, a)
102 #define phys_to_bus(a)  pci_phys_to_mem((pci_dev_t)dev->priv, a)
103
104 /* Symbolic offsets to registers. */
105 enum RTL8139_registers {
106         MAC0=0,                 /* Ethernet hardware address. */
107         MAR0=8,                 /* Multicast filter. */
108         TxStatus0=0x10,         /* Transmit status (four 32bit registers). */
109         TxAddr0=0x20,           /* Tx descriptors (also four 32bit). */
110         RxBuf=0x30, RxEarlyCnt=0x34, RxEarlyStatus=0x36,
111         ChipCmd=0x37, RxBufPtr=0x38, RxBufAddr=0x3A,
112         IntrMask=0x3C, IntrStatus=0x3E,
113         TxConfig=0x40, RxConfig=0x44,
114         Timer=0x48,             /* general-purpose counter. */
115         RxMissed=0x4C,          /* 24 bits valid, write clears. */
116         Cfg9346=0x50, Config0=0x51, Config1=0x52,
117         TimerIntrReg=0x54,      /* intr if gp counter reaches this value */
118         MediaStatus=0x58,
119         Config3=0x59,
120         MultiIntr=0x5C,
121         RevisionID=0x5E,        /* revision of the RTL8139 chip */
122         TxSummary=0x60,
123         MII_BMCR=0x62, MII_BMSR=0x64, NWayAdvert=0x66, NWayLPAR=0x68,
124         NWayExpansion=0x6A,
125         DisconnectCnt=0x6C, FalseCarrierCnt=0x6E,
126         NWayTestReg=0x70,
127         RxCnt=0x72,             /* packet received counter */
128         CSCR=0x74,              /* chip status and configuration register */
129         PhyParm1=0x78,TwisterParm=0x7c,PhyParm2=0x80,   /* undocumented */
130         /* from 0x84 onwards are a number of power management/wakeup frame
131          * definitions we will probably never need to know about.  */
132 };
133
134 enum ChipCmdBits {
135         CmdReset=0x10, CmdRxEnb=0x08, CmdTxEnb=0x04, RxBufEmpty=0x01, };
136
137 /* Interrupt register bits, using my own meaningful names. */
138 enum IntrStatusBits {
139         PCIErr=0x8000, PCSTimeout=0x4000, CableLenChange= 0x2000,
140         RxFIFOOver=0x40, RxUnderrun=0x20, RxOverflow=0x10,
141         TxErr=0x08, TxOK=0x04, RxErr=0x02, RxOK=0x01,
142 };
143 enum TxStatusBits {
144         TxHostOwns=0x2000, TxUnderrun=0x4000, TxStatOK=0x8000,
145         TxOutOfWindow=0x20000000, TxAborted=0x40000000,
146         TxCarrierLost=0x80000000,
147 };
148 enum RxStatusBits {
149         RxMulticast=0x8000, RxPhysical=0x4000, RxBroadcast=0x2000,
150         RxBadSymbol=0x0020, RxRunt=0x0010, RxTooLong=0x0008, RxCRCErr=0x0004,
151         RxBadAlign=0x0002, RxStatusOK=0x0001,
152 };
153
154 enum MediaStatusBits {
155         MSRTxFlowEnable=0x80, MSRRxFlowEnable=0x40, MSRSpeed10=0x08,
156         MSRLinkFail=0x04, MSRRxPauseFlag=0x02, MSRTxPauseFlag=0x01,
157 };
158
159 enum MIIBMCRBits {
160         BMCRReset=0x8000, BMCRSpeed100=0x2000, BMCRNWayEnable=0x1000,
161         BMCRRestartNWay=0x0200, BMCRDuplex=0x0100,
162 };
163
164 enum CSCRBits {
165         CSCR_LinkOKBit=0x0400, CSCR_LinkChangeBit=0x0800,
166         CSCR_LinkStatusBits=0x0f000, CSCR_LinkDownOffCmd=0x003c0,
167         CSCR_LinkDownCmd=0x0f3c0,
168 };
169
170 /* Bits in RxConfig. */
171 enum rx_mode_bits {
172         RxCfgWrap=0x80,
173         AcceptErr=0x20, AcceptRunt=0x10, AcceptBroadcast=0x08,
174         AcceptMulticast=0x04, AcceptMyPhys=0x02, AcceptAllPhys=0x01,
175 };
176
177 static int ioaddr;
178 static unsigned int cur_rx,cur_tx;
179
180 /* The RTL8139 can only transmit from a contiguous, aligned memory block.  */
181 static unsigned char tx_buffer[TX_BUF_SIZE] __attribute__((aligned(4)));
182 static unsigned char rx_ring[RX_BUF_LEN+16] __attribute__((aligned(4)));
183
184 static int rtl8139_probe(struct eth_device *dev, bd_t *bis);
185 static int read_eeprom(int location, int addr_len);
186 static void rtl_reset(struct eth_device *dev);
187 static int rtl_transmit(struct eth_device *dev, void *packet, int length);
188 static int rtl_poll(struct eth_device *dev);
189 static void rtl_disable(struct eth_device *dev);
190 #ifdef CONFIG_MCAST_TFTP/*  This driver already accepts all b/mcast */
191 static int rtl_bcast_addr (struct eth_device *dev, u8 bcast_mac, u8 set)
192 {
193         return (0);
194 }
195 #endif
196
197 static struct pci_device_id supported[] = {
198        {PCI_VENDOR_ID_REALTEK, PCI_DEVICE_ID_REALTEK_8139},
199        {PCI_VENDOR_ID_DLINK, PCI_DEVICE_ID_DLINK_8139},
200        {}
201 };
202
203 int rtl8139_initialize(bd_t *bis)
204 {
205         pci_dev_t devno;
206         int card_number = 0;
207         struct eth_device *dev;
208         u32 iobase;
209         int idx=0;
210
211         while(1){
212                 /* Find RTL8139 */
213                 if ((devno = pci_find_devices(supported, idx++)) < 0)
214                         break;
215
216                 pci_read_config_dword(devno, PCI_BASE_ADDRESS_1, &iobase);
217                 iobase &= ~0xf;
218
219                 debug ("rtl8139: REALTEK RTL8139 @0x%x\n", iobase);
220
221                 dev = (struct eth_device *)malloc(sizeof *dev);
222                 if (!dev) {
223                         printf("Can not allocate memory of rtl8139\n");
224                         break;
225                 }
226                 memset(dev, 0, sizeof(*dev));
227
228                 sprintf (dev->name, "RTL8139#%d", card_number);
229
230                 dev->priv = (void *) devno;
231                 dev->iobase = (int)bus_to_phys(iobase);
232                 dev->init = rtl8139_probe;
233                 dev->halt = rtl_disable;
234                 dev->send = rtl_transmit;
235                 dev->recv = rtl_poll;
236 #ifdef CONFIG_MCAST_TFTP
237                 dev->mcast = rtl_bcast_addr;
238 #endif
239
240                 eth_register (dev);
241
242                 card_number++;
243
244                 pci_write_config_byte (devno, PCI_LATENCY_TIMER, 0x20);
245
246                 udelay (10 * 1000);
247         }
248
249         return card_number;
250 }
251
252 static int rtl8139_probe(struct eth_device *dev, bd_t *bis)
253 {
254         int i;
255         int addr_len;
256         unsigned short *ap = (unsigned short *)dev->enetaddr;
257
258         ioaddr = dev->iobase;
259
260         /* Bring the chip out of low-power mode. */
261         outb(0x00, ioaddr + Config1);
262
263         addr_len = read_eeprom(0,8) == 0x8129 ? 8 : 6;
264         for (i = 0; i < 3; i++)
265                 *ap++ = le16_to_cpu (read_eeprom(i + 7, addr_len));
266
267         rtl_reset(dev);
268
269         if (inb(ioaddr + MediaStatus) & MSRLinkFail) {
270                 printf("Cable not connected or other link failure\n");
271                 return -1 ;
272         }
273
274         return 0;
275 }
276
277 /* Serial EEPROM section. */
278
279 /*  EEPROM_Ctrl bits. */
280 #define EE_SHIFT_CLK    0x04    /* EEPROM shift clock. */
281 #define EE_CS           0x08    /* EEPROM chip select. */
282 #define EE_DATA_WRITE   0x02    /* EEPROM chip data in. */
283 #define EE_WRITE_0      0x00
284 #define EE_WRITE_1      0x02
285 #define EE_DATA_READ    0x01    /* EEPROM chip data out. */
286 #define EE_ENB          (0x80 | EE_CS)
287
288 /*
289         Delay between EEPROM clock transitions.
290         No extra delay is needed with 33MHz PCI, but 66MHz may change this.
291 */
292
293 #define eeprom_delay()  inl(ee_addr)
294
295 /* The EEPROM commands include the alway-set leading bit. */
296 #define EE_WRITE_CMD    (5)
297 #define EE_READ_CMD     (6)
298 #define EE_ERASE_CMD    (7)
299
300 static int read_eeprom(int location, int addr_len)
301 {
302         int i;
303         unsigned int retval = 0;
304         long ee_addr = ioaddr + Cfg9346;
305         int read_cmd = location | (EE_READ_CMD << addr_len);
306
307         outb(EE_ENB & ~EE_CS, ee_addr);
308         outb(EE_ENB, ee_addr);
309         eeprom_delay();
310
311         /* Shift the read command bits out. */
312         for (i = 4 + addr_len; i >= 0; i--) {
313                 int dataval = (read_cmd & (1 << i)) ? EE_DATA_WRITE : 0;
314                 outb(EE_ENB | dataval, ee_addr);
315                 eeprom_delay();
316                 outb(EE_ENB | dataval | EE_SHIFT_CLK, ee_addr);
317                 eeprom_delay();
318         }
319         outb(EE_ENB, ee_addr);
320         eeprom_delay();
321
322         for (i = 16; i > 0; i--) {
323                 outb(EE_ENB | EE_SHIFT_CLK, ee_addr);
324                 eeprom_delay();
325                 retval = (retval << 1) | ((inb(ee_addr) & EE_DATA_READ) ? 1 : 0);
326                 outb(EE_ENB, ee_addr);
327                 eeprom_delay();
328         }
329
330         /* Terminate the EEPROM access. */
331         outb(~EE_CS, ee_addr);
332         eeprom_delay();
333         return retval;
334 }
335
336 static const unsigned int rtl8139_rx_config =
337         (RX_BUF_LEN_IDX << 11) |
338         (RX_FIFO_THRESH << 13) |
339         (RX_DMA_BURST << 8);
340
341 static void set_rx_mode(struct eth_device *dev) {
342         unsigned int mc_filter[2];
343         int rx_mode;
344         /* !IFF_PROMISC */
345         rx_mode = AcceptBroadcast | AcceptMulticast | AcceptMyPhys;
346         mc_filter[1] = mc_filter[0] = 0xffffffff;
347
348         outl(rtl8139_rx_config | rx_mode, ioaddr + RxConfig);
349
350         outl(mc_filter[0], ioaddr + MAR0 + 0);
351         outl(mc_filter[1], ioaddr + MAR0 + 4);
352 }
353
354 static void rtl_reset(struct eth_device *dev)
355 {
356         int i;
357
358         outb(CmdReset, ioaddr + ChipCmd);
359
360         cur_rx = 0;
361         cur_tx = 0;
362
363         /* Give the chip 10ms to finish the reset. */
364         for (i=0; i<100; ++i){
365                 if ((inb(ioaddr + ChipCmd) & CmdReset) == 0) break;
366                 udelay (100); /* wait 100us */
367         }
368
369
370         for (i = 0; i < ETH_ALEN; i++)
371                 outb(dev->enetaddr[i], ioaddr + MAC0 + i);
372
373         /* Must enable Tx/Rx before setting transfer thresholds! */
374         outb(CmdRxEnb | CmdTxEnb, ioaddr + ChipCmd);
375         outl((RX_FIFO_THRESH<<13) | (RX_BUF_LEN_IDX<<11) | (RX_DMA_BURST<<8),
376                 ioaddr + RxConfig);             /* accept no frames yet!  */
377         outl((TX_DMA_BURST<<8)|0x03000000, ioaddr + TxConfig);
378
379         /* The Linux driver changes Config1 here to use a different LED pattern
380          * for half duplex or full/autodetect duplex (for full/autodetect, the
381          * outputs are TX/RX, Link10/100, FULL, while for half duplex it uses
382          * TX/RX, Link100, Link10).  This is messy, because it doesn't match
383          * the inscription on the mounting bracket.  It should not be changed
384          * from the configuration EEPROM default, because the card manufacturer
385          * should have set that to match the card.  */
386
387         debug_cond(DEBUG_RX,
388                 "rx ring address is %lX\n",(unsigned long)rx_ring);
389         flush_cache((unsigned long)rx_ring, RX_BUF_LEN);
390         outl(phys_to_bus((int)rx_ring), ioaddr + RxBuf);
391
392         /* If we add multicast support, the MAR0 register would have to be
393          * initialized to 0xffffffffffffffff (two 32 bit accesses).  Etherboot
394          * only needs broadcast (for ARP/RARP/BOOTP/DHCP) and unicast.  */
395
396         outb(CmdRxEnb | CmdTxEnb, ioaddr + ChipCmd);
397
398         outl(rtl8139_rx_config, ioaddr + RxConfig);
399
400         /* Start the chip's Tx and Rx process. */
401         outl(0, ioaddr + RxMissed);
402
403         /* set_rx_mode */
404         set_rx_mode(dev);
405
406         /* Disable all known interrupts by setting the interrupt mask. */
407         outw(0, ioaddr + IntrMask);
408 }
409
410 static int rtl_transmit(struct eth_device *dev, void *packet, int length)
411 {
412         unsigned int status;
413         unsigned long txstatus;
414         unsigned int len = length;
415         int i = 0;
416
417         ioaddr = dev->iobase;
418
419         memcpy((char *)tx_buffer, (char *)packet, (int)length);
420
421         debug_cond(DEBUG_TX, "sending %d bytes\n", len);
422
423         /* Note: RTL8139 doesn't auto-pad, send minimum payload (another 4
424          * bytes are sent automatically for the FCS, totalling to 64 bytes). */
425         while (len < ETH_ZLEN) {
426                 tx_buffer[len++] = '\0';
427         }
428
429         flush_cache((unsigned long)tx_buffer, length);
430         outl(phys_to_bus((int)tx_buffer), ioaddr + TxAddr0 + cur_tx*4);
431         outl(((TX_FIFO_THRESH<<11) & 0x003f0000) | len,
432                 ioaddr + TxStatus0 + cur_tx*4);
433
434         do {
435                 status = inw(ioaddr + IntrStatus);
436                 /* Only acknlowledge interrupt sources we can properly handle
437                  * here - the RxOverflow/RxFIFOOver MUST be handled in the
438                  * rtl_poll() function.  */
439                 outw(status & (TxOK | TxErr | PCIErr), ioaddr + IntrStatus);
440                 if ((status & (TxOK | TxErr | PCIErr)) != 0) break;
441                 udelay(10);
442         } while (i++ < RTL_TIMEOUT);
443
444         txstatus = inl(ioaddr + TxStatus0 + cur_tx*4);
445
446         if (status & TxOK) {
447                 cur_tx = (cur_tx + 1) % NUM_TX_DESC;
448
449                 debug_cond(DEBUG_TX,
450                         "tx done, status %hX txstatus %lX\n",
451                         status, txstatus);
452
453                 return length;
454         } else {
455
456                 debug_cond(DEBUG_TX,
457                         "tx timeout/error (%d usecs), status %hX txstatus %lX\n",
458                         10*i, status, txstatus);
459
460                 rtl_reset(dev);
461
462                 return 0;
463         }
464 }
465
466 static int rtl_poll(struct eth_device *dev)
467 {
468         unsigned int status;
469         unsigned int ring_offs;
470         unsigned int rx_size, rx_status;
471         int length=0;
472
473         ioaddr = dev->iobase;
474
475         if (inb(ioaddr + ChipCmd) & RxBufEmpty) {
476                 return 0;
477         }
478
479         status = inw(ioaddr + IntrStatus);
480         /* See below for the rest of the interrupt acknowledges.  */
481         outw(status & ~(RxFIFOOver | RxOverflow | RxOK), ioaddr + IntrStatus);
482
483         debug_cond(DEBUG_RX, "rtl_poll: int %hX ", status);
484
485         ring_offs = cur_rx % RX_BUF_LEN;
486         /* ring_offs is guaranteed being 4-byte aligned */
487         rx_status = le32_to_cpu(*(unsigned int *)(rx_ring + ring_offs));
488         rx_size = rx_status >> 16;
489         rx_status &= 0xffff;
490
491         if ((rx_status & (RxBadSymbol|RxRunt|RxTooLong|RxCRCErr|RxBadAlign)) ||
492             (rx_size < ETH_ZLEN) || (rx_size > ETH_FRAME_LEN + 4)) {
493                 printf("rx error %hX\n", rx_status);
494                 rtl_reset(dev); /* this clears all interrupts still pending */
495                 return 0;
496         }
497
498         /* Received a good packet */
499         length = rx_size - 4;   /* no one cares about the FCS */
500         if (ring_offs+4+rx_size-4 > RX_BUF_LEN) {
501                 int semi_count = RX_BUF_LEN - ring_offs - 4;
502                 unsigned char rxdata[RX_BUF_LEN];
503
504                 memcpy(rxdata, rx_ring + ring_offs + 4, semi_count);
505                 memcpy(&(rxdata[semi_count]), rx_ring, rx_size-4-semi_count);
506
507                 NetReceive(rxdata, length);
508                 debug_cond(DEBUG_RX, "rx packet %d+%d bytes",
509                         semi_count, rx_size-4-semi_count);
510         } else {
511                 NetReceive(rx_ring + ring_offs + 4, length);
512                 debug_cond(DEBUG_RX, "rx packet %d bytes", rx_size-4);
513         }
514         flush_cache((unsigned long)rx_ring, RX_BUF_LEN);
515
516         cur_rx = (cur_rx + rx_size + 4 + 3) & ~3;
517         outw(cur_rx - 16, ioaddr + RxBufPtr);
518         /* See RTL8139 Programming Guide V0.1 for the official handling of
519          * Rx overflow situations.  The document itself contains basically no
520          * usable information, except for a few exception handling rules.  */
521         outw(status & (RxFIFOOver | RxOverflow | RxOK), ioaddr + IntrStatus);
522         return length;
523 }
524
525 static void rtl_disable(struct eth_device *dev)
526 {
527         int i;
528
529         ioaddr = dev->iobase;
530
531         /* reset the chip */
532         outb(CmdReset, ioaddr + ChipCmd);
533
534         /* Give the chip 10ms to finish the reset. */
535         for (i=0; i<100; ++i){
536                 if ((inb(ioaddr + ChipCmd) & CmdReset) == 0) break;
537                 udelay (100); /* wait 100us */
538         }
539 }