drivers/net/at91_emac.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2009 BuS Elektronik GmbH & Co. KG
   3  * Jens Scharsig (esw@bus-elektronik.de)
   4  *
   5  * (C) Copyright 2003
   6  * Author : Hamid Ikdoumi (Atmel)
   7
   8  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
   9  * project.
  10  *
  11  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  13  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  14  * the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19  * GNU General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  22  * along with this program; if not, write to the Free Software
  23  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  24  * MA 02111-1307 USA
  25  */
  26
  27 #include <common.h>
  28 #include <asm/io.h>
  29 #ifndef CONFIG_AT91_LEGACY
  30 #include <asm/arch/hardware.h>
  31 #include <asm/arch/at91_emac.h>
  32 #include <asm/arch/at91_pmc.h>
  33 #include <asm/arch/at91_pio.h>
  34 #else
  35 /* remove next 5 lines, if all RM9200 boards convert to at91 arch */
  36 #include <asm/arch-at91/at91rm9200.h>
  37 #include <asm/arch-at91/hardware.h>
  38 #include <asm/arch-at91/at91_emac.h>
  39 #include <asm/arch-at91/at91_pmc.h>
  40 #include <asm/arch-at91/at91_pio.h>
  41 #endif
  42 #include <net.h>
  43 #include <netdev.h>
  44 #include <malloc.h>
  45 #include <miiphy.h>
  46 #include <linux/mii.h>
  47
  48 #undef MII_DEBUG
  49 #undef ET_DEBUG
  50
  51 #if (CONFIG_SYS_RX_ETH_BUFFER > 1024)
  52 #error AT91 EMAC supports max 1024 RX buffers. \
  53         Please decrease the CONFIG_SYS_RX_ETH_BUFFER value
  54 #endif
  55
  56 #ifndef CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR
  57 #define CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR  0
  58 #endif
  59
  60 /* MDIO clock must not exceed 2.5 MHz, so enable MCK divider */
  61 #if (AT91C_MASTER_CLOCK > 80000000)
  62         #define HCLK_DIV        AT91_EMAC_CFG_MCLK_64
  63 #elif (AT91C_MASTER_CLOCK > 40000000)
  64         #define HCLK_DIV        AT91_EMAC_CFG_MCLK_32
  65 #elif (AT91C_MASTER_CLOCK > 20000000)
  66         #define HCLK_DIV        AT91_EMAC_CFG_MCLK_16
  67 #else
  68         #define HCLK_DIV        AT91_EMAC_CFG_MCLK_8
  69 #endif
  70
  71 #ifdef ET_DEBUG
  72 #define DEBUG_AT91EMAC  1
  73 #else
  74 #define DEBUG_AT91EMAC  0
  75 #endif
  76
  77 #ifdef MII_DEBUG
  78 #define DEBUG_AT91PHY   1
  79 #else
  80 #define DEBUG_AT91PHY   0
  81 #endif
  82
  83 #ifndef CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_QUIET
  84 #define VERBOSEP        1
  85 #else
  86 #define VERBOSEP        0
  87 #endif
  88
  89 #define RBF_ADDR      0xfffffffc
  90 #define RBF_OWNER     (1<<0)
  91 #define RBF_WRAP      (1<<1)
  92 #define RBF_BROADCAST (1<<31)
  93 #define RBF_MULTICAST (1<<30)
  94 #define RBF_UNICAST   (1<<29)
  95 #define RBF_EXTERNAL  (1<<28)
  96 #define RBF_UNKNOWN   (1<<27)
  97 #define RBF_SIZE      0x07ff
  98 #define RBF_LOCAL4    (1<<26)
  99 #define RBF_LOCAL3    (1<<25)
 100 #define RBF_LOCAL2    (1<<24)
 101 #define RBF_LOCAL1    (1<<23)
 102
 103 #define RBF_FRAMEMAX CONFIG_SYS_RX_ETH_BUFFER
 104 #define RBF_FRAMELEN 0x600
 105
 106 typedef struct {
 107         unsigned long addr, size;
 108 } rbf_t;
 109
 110 typedef struct {
 111         rbf_t           rbfdt[RBF_FRAMEMAX];
 112         unsigned long   rbindex;
 113 } emac_device;
 114
 115 void at91emac_EnableMDIO(at91_emac_t *at91mac)
 116 {
 117         /* Mac CTRL reg set for MDIO enable */
 118         writel(readl(&at91mac->ctl) | AT91_EMAC_CTL_MPE, &at91mac->ctl);
 119 }
 120
 121 void at91emac_DisableMDIO(at91_emac_t *at91mac)
 122 {
 123         /* Mac CTRL reg set for MDIO disable */
 124         writel(readl(&at91mac->ctl) & ~AT91_EMAC_CTL_MPE, &at91mac->ctl);
 125 }
 126
 127 int  at91emac_read(at91_emac_t *at91mac, unsigned char addr,
 128                 unsigned char reg, unsigned short *value)
 129 {
 130         unsigned long netstat;
 131         at91emac_EnableMDIO(at91mac);
 132
 133         writel(AT91_EMAC_MAN_HIGH | AT91_EMAC_MAN_RW_R |
 134                 AT91_EMAC_MAN_REGA(reg) | AT91_EMAC_MAN_CODE_802_3 |
 135                 AT91_EMAC_MAN_PHYA(addr),
 136                 &at91mac->man);
 137
 138         do {
 139                 netstat = readl(&at91mac->sr);
 140                 debug_cond(DEBUG_AT91PHY, "poll SR %08lx\n", netstat);
 141         } while (!(netstat & AT91_EMAC_SR_IDLE));
 142
 143         *value = readl(&at91mac->man) & AT91_EMAC_MAN_DATA_MASK;
 144
 145         at91emac_DisableMDIO(at91mac);
 146
 147         debug_cond(DEBUG_AT91PHY,
 148                 "AT91PHY read %p REG(%d)=%x\n", at91mac, reg, *value);
 149
 150         return 0;
 151 }
 152
 153 int  at91emac_write(at91_emac_t *at91mac, unsigned char addr,
 154                 unsigned char reg, unsigned short value)
 155 {
 156         unsigned long netstat;
 157         debug_cond(DEBUG_AT91PHY,
 158                 "AT91PHY write %p REG(%d)=%p\n", at91mac, reg, &value);
 159
 160         at91emac_EnableMDIO(at91mac);
 161
 162         writel(AT91_EMAC_MAN_HIGH | AT91_EMAC_MAN_RW_W |
 163                 AT91_EMAC_MAN_REGA(reg) | AT91_EMAC_MAN_CODE_802_3 |
 164                 AT91_EMAC_MAN_PHYA(addr) | (value & AT91_EMAC_MAN_DATA_MASK),
 165                 &at91mac->man);
 166
 167         do {
 168                 netstat = readl(&at91mac->sr);
 169                 debug_cond(DEBUG_AT91PHY, "poll SR %08lx\n", netstat);
 170         } while (!(netstat & AT91_EMAC_SR_IDLE));
 171
 172         at91emac_DisableMDIO(at91mac);
 173
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 #if defined(CONFIG_MII) || defined(CONFIG_CMD_MII)
 178
 179 at91_emac_t *get_emacbase_by_name(const char *devname)
 180 {
 181         struct eth_device *netdev;
 182
 183         netdev = eth_get_dev_by_name(devname);
 184         return (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 185 }
 186
 187 int  at91emac_mii_read(const char *devname, unsigned char addr,
 188                 unsigned char reg, unsigned short *value)
 189 {
 190         at91_emac_t *emac;
 191
 192         emac = get_emacbase_by_name(devname);
 193         at91emac_read(emac , addr, reg, value);
 194         return 0;
 195 }
 196
 197
 198 int  at91emac_mii_write(const char *devname, unsigned char addr,
 199                 unsigned char reg, unsigned short value)
 200 {
 201         at91_emac_t *emac;
 202
 203         emac = get_emacbase_by_name(devname);
 204         at91emac_write(emac, addr, reg, value);
 205         return 0;
 206 }
 207
 208 #endif
 209
 210 static int at91emac_phy_reset(struct eth_device *netdev)
 211 {
 212         int i;
 213         u16 status, adv;
 214         at91_emac_t *emac;
 215
 216         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 217
 218         adv = ADVERTISE_CSMA | ADVERTISE_ALL;
 219         at91emac_write(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 220                 MII_ADVERTISE, adv);
 221         debug_cond(VERBOSEP, "%s: Starting autonegotiation...\n", netdev->name);
 222         at91emac_write(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR, MII_BMCR,
 223                 (BMCR_ANENABLE | BMCR_ANRESTART));
 224
 225         for (i = 0; i < 30000; i++) {
 226                 at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 227                         MII_BMSR, &status);
 228                 if (status & BMSR_ANEGCOMPLETE)
 229                         break;
 230                 udelay(100);
 231         }
 232
 233         if (status & BMSR_ANEGCOMPLETE) {
 234                 debug_cond(VERBOSEP,
 235                         "%s: Autonegotiation complete\n", netdev->name);
 236         } else {
 237                 printf("%s: Autonegotiation timed out (status=0x%04x)\n",
 238                        netdev->name, status);
 239                 return -1;
 240         }
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 static int at91emac_phy_init(struct eth_device *netdev)
 245 {
 246         u16 phy_id, status, adv, lpa;
 247         int media, speed, duplex;
 248         int i;
 249         at91_emac_t *emac;
 250
 251         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 252
 253         /* Check if the PHY is up to snuff... */
 254         at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 255                 MII_PHYSID1, &phy_id);
 256         if (phy_id == 0xffff) {
 257                 printf("%s: No PHY present\n", netdev->name);
 258                 return -1;
 259         }
 260
 261         at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 262                 MII_BMSR, &status);
 263
 264         if (!(status & BMSR_LSTATUS)) {
 265                 /* Try to re-negotiate if we don't have link already. */
 266                 if (at91emac_phy_reset(netdev))
 267                         return -2;
 268
 269                 for (i = 0; i < 100000 / 100; i++) {
 270                         at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 271                                 MII_BMSR, &status);
 272                         if (status & BMSR_LSTATUS)
 273                                 break;
 274                         udelay(100);
 275                 }
 276         }
 277         if (!(status & BMSR_LSTATUS)) {
 278                 debug_cond(VERBOSEP, "%s: link down\n", netdev->name);
 279                 return -3;
 280         } else {
 281                 at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 282                         MII_ADVERTISE, &adv);
 283                 at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR,
 284                         MII_LPA, &lpa);
 285                 media = mii_nway_result(lpa & adv);
 286                 speed = (media & (ADVERTISE_100FULL | ADVERTISE_100HALF)
 287                          ? 1 : 0);
 288                 duplex = (media & ADVERTISE_FULL) ? 1 : 0;
 289                 debug_cond(VERBOSEP, "%s: link up, %sMbps %s-duplex\n",
 290                        netdev->name,
 291                        speed ? "100" : "10",
 292                        duplex ? "full" : "half");
 293         }
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 int at91emac_UpdateLinkSpeed(at91_emac_t *emac)
 298 {
 299         unsigned short stat1;
 300
 301         at91emac_read(emac, CONFIG_DRIVER_AT91EMAC_PHYADDR, MII_BMSR, &stat1);
 302
 303         if (!(stat1 & BMSR_LSTATUS))    /* link status up? */
 304                 return -1;
 305
 306         if (stat1 & BMSR_100FULL) {
 307                 /*set Emac for 100BaseTX and Full Duplex  */
 308                 writel(readl(&emac->cfg) |
 309                         AT91_EMAC_CFG_SPD | AT91_EMAC_CFG_FD,
 310                         &emac->cfg);
 311                 return 0;
 312         }
 313
 314         if (stat1 & BMSR_10FULL) {
 315                 /*set MII for 10BaseT and Full Duplex  */
 316                 writel((readl(&emac->cfg) &
 317                         ~(AT91_EMAC_CFG_SPD | AT91_EMAC_CFG_FD)
 318                         ) | AT91_EMAC_CFG_FD,
 319                         &emac->cfg);
 320                 return 0;
 321         }
 322
 323         if (stat1 & BMSR_100HALF) {
 324                 /*set MII for 100BaseTX and Half Duplex  */
 325                 writel((readl(&emac->cfg) &
 326                         ~(AT91_EMAC_CFG_SPD | AT91_EMAC_CFG_FD)
 327                         ) | AT91_EMAC_CFG_SPD,
 328                         &emac->cfg);
 329                 return 0;
 330         }
 331
 332         if (stat1 & BMSR_10HALF) {
 333                 /*set MII for 10BaseT and Half Duplex  */
 334                 writel((readl(&emac->cfg) &
 335                         ~(AT91_EMAC_CFG_SPD | AT91_EMAC_CFG_FD)),
 336                         &emac->cfg);
 337                 return 0;
 338         }
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 static int at91emac_init(struct eth_device *netdev, bd_t *bd)
 343 {
 344         int i;
 345         u32 value;
 346         emac_device *dev;
 347         at91_emac_t *emac;
 348         at91_pio_t *pio = (at91_pio_t *) ATMEL_BASE_PIO;
 349         at91_pmc_t *pmc = (at91_pmc_t *) ATMEL_BASE_PMC;
 350
 351         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 352         dev = (emac_device *) netdev->priv;
 353
 354         /* PIO Disable Register */
 355         value = ATMEL_PMX_AA_EMDIO |    ATMEL_PMX_AA_EMDC |
 356                 ATMEL_PMX_AA_ERXER |    ATMEL_PMX_AA_ERX1 |
 357                 ATMEL_PMX_AA_ERX0 |     ATMEL_PMX_AA_ECRS |
 358                 ATMEL_PMX_AA_ETX1 |     ATMEL_PMX_AA_ETX0 |
 359                 ATMEL_PMX_AA_ETXEN |    ATMEL_PMX_AA_EREFCK;
 360
 361         writel(value, &pio->pioa.pdr);
 362         writel(value, &pio->pioa.asr);
 363
 364 #ifdef CONFIG_RMII
 365         value = ATMEL_PMX_BA_ERXCK;
 366 #else
 367         value = ATMEL_PMX_BA_ERXCK |    ATMEL_PMX_BA_ECOL |
 368                 ATMEL_PMX_BA_ERXDV |    ATMEL_PMX_BA_ERX3 |
 369                 ATMEL_PMX_BA_ERX2 |     ATMEL_PMX_BA_ETXER |
 370                 ATMEL_PMX_BA_ETX3 |     ATMEL_PMX_BA_ETX2;
 371 #endif
 372         writel(value, &pio->piob.pdr);
 373         writel(value, &pio->piob.bsr);
 374
 375         writel(1 << ATMEL_ID_EMAC, &pmc->pcer);
 376         writel(readl(&emac->ctl) | AT91_EMAC_CTL_CSR, &emac->ctl);
 377
 378         /* Init Ethernet buffers */
 379         for (i = 0; i < RBF_FRAMEMAX; i++) {
 380                 dev->rbfdt[i].addr = (unsigned long) NetRxPackets[i];
 381                 dev->rbfdt[i].size = 0;
 382         }
 383         dev->rbfdt[RBF_FRAMEMAX - 1].addr |= RBF_WRAP;
 384         dev->rbindex = 0;
 385         writel((u32) &(dev->rbfdt[0]), &emac->rbqp);
 386
 387         writel(readl(&emac->rsr) &
 388                 ~(AT91_EMAC_RSR_OVR | AT91_EMAC_RSR_REC | AT91_EMAC_RSR_BNA),
 389                 &emac->rsr);
 390
 391         value = AT91_EMAC_CFG_CAF |     AT91_EMAC_CFG_NBC |
 392                 HCLK_DIV;
 393 #ifdef CONFIG_RMII
 394         value |= AT91_EMAC_CFG_RMII;
 395 #endif
 396         writel(value, &emac->cfg);
 397
 398         writel(readl(&emac->ctl) | AT91_EMAC_CTL_TE | AT91_EMAC_CTL_RE,
 399                 &emac->ctl);
 400
 401         if (!at91emac_phy_init(netdev)) {
 402                 at91emac_UpdateLinkSpeed(emac);
 403                 return 0;
 404         }
 405         return -1;
 406 }
 407
 408 static void at91emac_halt(struct eth_device *netdev)
 409 {
 410         at91_emac_t *emac;
 411
 412         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 413         writel(readl(&emac->ctl) & ~(AT91_EMAC_CTL_TE | AT91_EMAC_CTL_RE),
 414                 &emac->ctl);
 415         debug_cond(DEBUG_AT91EMAC, "halt MAC\n");
 416 }
 417
 418 static int at91emac_send(struct eth_device *netdev, void *packet, int length)
 419 {
 420         at91_emac_t *emac;
 421
 422         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 423
 424         while (!(readl(&emac->tsr) & AT91_EMAC_TSR_BNQ))
 425                 ;
 426         writel((u32) packet, &emac->tar);
 427         writel(AT91_EMAC_TCR_LEN(length), &emac->tcr);
 428         while (AT91_EMAC_TCR_LEN(readl(&emac->tcr)))
 429                 ;
 430         debug_cond(DEBUG_AT91EMAC, "Send %d\n", length);
 431         writel(readl(&emac->tsr) | AT91_EMAC_TSR_COMP, &emac->tsr);
 432         return 0;
 433 }
 434
 435 static int at91emac_recv(struct eth_device *netdev)
 436 {
 437         emac_device *dev;
 438         at91_emac_t *emac;
 439         rbf_t *rbfp;
 440         int size;
 441
 442         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 443         dev = (emac_device *) netdev->priv;
 444
 445         rbfp = &dev->rbfdt[dev->rbindex];
 446         while (rbfp->addr & RBF_OWNER)  {
 447                 size = rbfp->size & RBF_SIZE;
 448                 NetReceive(NetRxPackets[dev->rbindex], size);
 449
 450                 debug_cond(DEBUG_AT91EMAC, "Recv[%ld]: %d bytes @ %lx\n",
 451                         dev->rbindex, size, rbfp->addr);
 452
 453                 rbfp->addr &= ~RBF_OWNER;
 454                 rbfp->size = 0;
 455                 if (dev->rbindex < (RBF_FRAMEMAX-1))
 456                         dev->rbindex++;
 457                 else
 458                         dev->rbindex = 0;
 459
 460                 rbfp = &(dev->rbfdt[dev->rbindex]);
 461                 if (!(rbfp->addr & RBF_OWNER))
 462                         writel(readl(&emac->rsr) | AT91_EMAC_RSR_REC,
 463                                 &emac->rsr);
 464         }
 465
 466         if (readl(&emac->isr) & AT91_EMAC_IxR_RBNA) {
 467                 /* EMAC silicon bug 41.3.1 workaround 1 */
 468                 writel(readl(&emac->ctl) & ~AT91_EMAC_CTL_RE, &emac->ctl);
 469                 writel(readl(&emac->ctl) | AT91_EMAC_CTL_RE, &emac->ctl);
 470                 dev->rbindex = 0;
 471                 printf("%s: reset receiver (EMAC dead lock bug)\n",
 472                         netdev->name);
 473         }
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 static int at91emac_write_hwaddr(struct eth_device *netdev)
 478 {
 479         at91_emac_t *emac;
 480         at91_pmc_t *pmc = (at91_pmc_t *) ATMEL_BASE_PMC;
 481         emac = (at91_emac_t *) netdev->iobase;
 482
 483         writel(1 << ATMEL_ID_EMAC, &pmc->pcer);
 484         debug_cond(DEBUG_AT91EMAC,
 485                 "init MAC-ADDR %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 486                 netdev->enetaddr[5], netdev->enetaddr[4], netdev->enetaddr[3],
 487                 netdev->enetaddr[2], netdev->enetaddr[1], netdev->enetaddr[0]);
 488         writel( (netdev->enetaddr[0] | netdev->enetaddr[1] << 8 |
 489                         netdev->enetaddr[2] << 16 | netdev->enetaddr[3] << 24),
 490                         &emac->sa2l);
 491         writel((netdev->enetaddr[4] | netdev->enetaddr[5] << 8), &emac->sa2h);
 492         debug_cond(DEBUG_AT91EMAC, "init MAC-ADDR %x%x\n",
 493                 readl(&emac->sa2h), readl(&emac->sa2l));
 494         return 0;
 495 }
 496
 497 int at91emac_register(bd_t *bis, unsigned long iobase)
 498 {
 499         emac_device *emac;
 500         emac_device *emacfix;
 501         struct eth_device *dev;
 502
 503         if (iobase == 0)
 504                 iobase = ATMEL_BASE_EMAC;
 505         emac = malloc(sizeof(*emac)+512);
 506         if (emac == NULL)
 507                 return -1;
 508         dev = malloc(sizeof(*dev));
 509         if (dev == NULL) {
 510                 free(emac);
 511                 return -1;
 512         }
 513         /* alignment as per Errata (64 bytes) is insufficient! */
 514         emacfix = (emac_device *) (((unsigned long) emac + 0x1ff) & 0xFFFFFE00);
 515         memset(emacfix, 0, sizeof(emac_device));
 516
 517         memset(dev, 0, sizeof(*dev));
 518         sprintf(dev->name, "emac");
 519         dev->iobase = iobase;
 520         dev->priv = emacfix;
 521         dev->init = at91emac_init;
 522         dev->halt = at91emac_halt;
 523         dev->send = at91emac_send;
 524         dev->recv = at91emac_recv;
 525         dev->write_hwaddr = at91emac_write_hwaddr;
 526
 527         eth_register(dev);
 528
 529 #if defined(CONFIG_MII) || defined(CONFIG_CMD_MII)
 530         miiphy_register(dev->name, at91emac_mii_read, at91emac_mii_write);
 531 #endif
 532         return 1;
 533 }