hw/e1000.c

   1 /*
   2  * QEMU e1000 emulation
   3  *
   4  * Software developer's manual:
   5  * http://download.intel.com/design/network/manuals/8254x_GBe_SDM.pdf
   6  *
   7  * Nir Peleg, Tutis Systems Ltd. for Qumranet Inc.
   8  * Copyright (c) 2008 Qumranet
   9  * Based on work done by:
  10  * Copyright (c) 2007 Dan Aloni
  11  * Copyright (c) 2004 Antony T Curtis
  12  *
  13  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  15  * License as published by the Free Software Foundation; either
  16  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  17  *
  18  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  21  * Lesser General Public License for more details.
  22  *
  23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  24  * License along with this library; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  25  */
  26
  27
  28 #include "hw.h"
  29 #include "pci.h"
  30 #include "net.h"
  31 #include "net/checksum.h"
  32 #include "loader.h"
  33 #include "sysemu.h"
  34
  35 #include "e1000_hw.h"
  36
  37 #define E1000_DEBUG
  38
  39 #ifdef E1000_DEBUG
  40 enum {
  41     DEBUG_GENERAL,      DEBUG_IO,       DEBUG_MMIO,     DEBUG_INTERRUPT,
  42     DEBUG_RX,           DEBUG_TX,       DEBUG_MDIC,     DEBUG_EEPROM,
  43     DEBUG_UNKNOWN,      DEBUG_TXSUM,    DEBUG_TXERR,    DEBUG_RXERR,
  44     DEBUG_RXFILTER,     DEBUG_NOTYET,
  45 };
  46 #define DBGBIT(x)       (1<<DEBUG_##x)
  47 static int debugflags = DBGBIT(TXERR) | DBGBIT(GENERAL);
  48
  49 #define DBGOUT(what, fmt, ...) do { \
  50     if (debugflags & DBGBIT(what)) \
  51         fprintf(stderr, "e1000: " fmt, ## __VA_ARGS__); \
  52     } while (0)
  53 #else
  54 #define DBGOUT(what, fmt, ...) do {} while (0)
  55 #endif
  56
  57 #define IOPORT_SIZE       0x40
  58 #define PNPMMIO_SIZE      0x20000
  59 #define MIN_BUF_SIZE      60 /* Min. octets in an ethernet frame sans FCS */
  60
  61 /*
  62  * HW models:
  63  *  E1000_DEV_ID_82540EM works with Windows and Linux
  64  *  E1000_DEV_ID_82573L OK with windoze and Linux 2.6.22,
  65  *      appears to perform better than 82540EM, but breaks with Linux 2.6.18
  66  *  E1000_DEV_ID_82544GC_COPPER appears to work; not well tested
  67  *  Others never tested
  68  */
  69 enum { E1000_DEVID = E1000_DEV_ID_82540EM };
  70
  71 /*
  72  * May need to specify additional MAC-to-PHY entries --
  73  * Intel's Windows driver refuses to initialize unless they match
  74  */
  75 enum {
  76     PHY_ID2_INIT = E1000_DEVID == E1000_DEV_ID_82573L ?         0xcc2 :
  77                    E1000_DEVID == E1000_DEV_ID_82544GC_COPPER ? 0xc30 :
  78                    /* default to E1000_DEV_ID_82540EM */        0xc20
  79 };
  80
  81 typedef struct E1000State_st {
  82     PCIDevice dev;
  83     NICState *nic;
  84     NICConf conf;
  85     int mmio_index;
  86
  87     uint32_t mac_reg[0x8000];
  88     uint16_t phy_reg[0x20];
  89     uint16_t eeprom_data[64];
  90
  91     uint32_t rxbuf_size;
  92     uint32_t rxbuf_min_shift;
  93     int check_rxov;
  94     struct e1000_tx {
  95         unsigned char header[256];
  96         unsigned char vlan_header[4];
  97         /* Fields vlan and data must not be reordered or separated. */
  98         unsigned char vlan[4];
  99         unsigned char data[0x10000];
 100         uint16_t size;
 101         unsigned char sum_needed;
 102         unsigned char vlan_needed;
 103         uint8_t ipcss;
 104         uint8_t ipcso;
 105         uint16_t ipcse;
 106         uint8_t tucss;
 107         uint8_t tucso;
 108         uint16_t tucse;
 109         uint8_t hdr_len;
 110         uint16_t mss;
 111         uint32_t paylen;
 112         uint16_t tso_frames;
 113         char tse;
 114         int8_t ip;
 115         int8_t tcp;
 116         char cptse;     // current packet tse bit
 117     } tx;
 118
 119     struct {
 120         uint32_t val_in;        // shifted in from guest driver
 121         uint16_t bitnum_in;
 122         uint16_t bitnum_out;
 123         uint16_t reading;
 124         uint32_t old_eecd;
 125     } eecd_state;
 126 } E1000State;
 127
 128 #define defreg(x)       x = (E1000_##x>>2)
 129 enum {
 130     defreg(CTRL),       defreg(EECD),   defreg(EERD),   defreg(GPRC),
 131     defreg(GPTC),       defreg(ICR),    defreg(ICS),    defreg(IMC),
 132     defreg(IMS),        defreg(LEDCTL), defreg(MANC),   defreg(MDIC),
 133     defreg(MPC),        defreg(PBA),    defreg(RCTL),   defreg(RDBAH),
 134     defreg(RDBAL),      defreg(RDH),    defreg(RDLEN),  defreg(RDT),
 135     defreg(STATUS),     defreg(SWSM),   defreg(TCTL),   defreg(TDBAH),
 136     defreg(TDBAL),      defreg(TDH),    defreg(TDLEN),  defreg(TDT),
 137     defreg(TORH),       defreg(TORL),   defreg(TOTH),   defreg(TOTL),
 138     defreg(TPR),        defreg(TPT),    defreg(TXDCTL), defreg(WUFC),
 139     defreg(RA),         defreg(MTA),    defreg(CRCERRS),defreg(VFTA),
 140     defreg(VET),
 141 };
 142
 143 enum { PHY_R = 1, PHY_W = 2, PHY_RW = PHY_R | PHY_W };
 144 static const char phy_regcap[0x20] = {
 145     [PHY_STATUS] = PHY_R,       [M88E1000_EXT_PHY_SPEC_CTRL] = PHY_RW,
 146     [PHY_ID1] = PHY_R,          [M88E1000_PHY_SPEC_CTRL] = PHY_RW,
 147     [PHY_CTRL] = PHY_RW,        [PHY_1000T_CTRL] = PHY_RW,
 148     [PHY_LP_ABILITY] = PHY_R,   [PHY_1000T_STATUS] = PHY_R,
 149     [PHY_AUTONEG_ADV] = PHY_RW, [M88E1000_RX_ERR_CNTR] = PHY_R,
 150     [PHY_ID2] = PHY_R,          [M88E1000_PHY_SPEC_STATUS] = PHY_R
 151 };
 152
 153 static void
 154 ioport_map(PCIDevice *pci_dev, int region_num, pcibus_t addr,
 155            pcibus_t size, int type)
 156 {
 157     DBGOUT(IO, "e1000_ioport_map addr=0x%04"FMT_PCIBUS
 158            " size=0x%08"FMT_PCIBUS"\n", addr, size);
 159 }
 160
 161 static void
 162 set_interrupt_cause(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 163 {
 164     if (val)
 165         val |= E1000_ICR_INT_ASSERTED;
 166     s->mac_reg[ICR] = val;
 167     s->mac_reg[ICS] = val;
 168     qemu_set_irq(s->dev.irq[0], (s->mac_reg[IMS] & s->mac_reg[ICR]) != 0);
 169 }
 170
 171 static void
 172 set_ics(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 173 {
 174     DBGOUT(INTERRUPT, "set_ics %x, ICR %x, IMR %x\n", val, s->mac_reg[ICR],
 175         s->mac_reg[IMS]);
 176     set_interrupt_cause(s, 0, val | s->mac_reg[ICR]);
 177 }
 178
 179 static int
 180 rxbufsize(uint32_t v)
 181 {
 182     v &= E1000_RCTL_BSEX | E1000_RCTL_SZ_16384 | E1000_RCTL_SZ_8192 |
 183          E1000_RCTL_SZ_4096 | E1000_RCTL_SZ_2048 | E1000_RCTL_SZ_1024 |
 184          E1000_RCTL_SZ_512 | E1000_RCTL_SZ_256;
 185     switch (v) {
 186     case E1000_RCTL_BSEX | E1000_RCTL_SZ_16384:
 187         return 16384;
 188     case E1000_RCTL_BSEX | E1000_RCTL_SZ_8192:
 189         return 8192;
 190     case E1000_RCTL_BSEX | E1000_RCTL_SZ_4096:
 191         return 4096;
 192     case E1000_RCTL_SZ_1024:
 193         return 1024;
 194     case E1000_RCTL_SZ_512:
 195         return 512;
 196     case E1000_RCTL_SZ_256:
 197         return 256;
 198     }
 199     return 2048;
 200 }
 201
 202 static void
 203 set_ctrl(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 204 {
 205     /* RST is self clearing */
 206     s->mac_reg[CTRL] = val & ~E1000_CTRL_RST;
 207 }
 208
 209 static void
 210 set_rx_control(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 211 {
 212     s->mac_reg[RCTL] = val;
 213     s->rxbuf_size = rxbufsize(val);
 214     s->rxbuf_min_shift = ((val / E1000_RCTL_RDMTS_QUAT) & 3) + 1;
 215     DBGOUT(RX, "RCTL: %d, mac_reg[RCTL] = 0x%x\n", s->mac_reg[RDT],
 216            s->mac_reg[RCTL]);
 217 }
 218
 219 static void
 220 set_mdic(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 221 {
 222     uint32_t data = val & E1000_MDIC_DATA_MASK;
 223     uint32_t addr = ((val & E1000_MDIC_REG_MASK) >> E1000_MDIC_REG_SHIFT);
 224
 225     if ((val & E1000_MDIC_PHY_MASK) >> E1000_MDIC_PHY_SHIFT != 1) // phy #
 226         val = s->mac_reg[MDIC] | E1000_MDIC_ERROR;
 227     else if (val & E1000_MDIC_OP_READ) {
 228         DBGOUT(MDIC, "MDIC read reg 0x%x\n", addr);
 229         if (!(phy_regcap[addr] & PHY_R)) {
 230             DBGOUT(MDIC, "MDIC read reg %x unhandled\n", addr);
 231             val |= E1000_MDIC_ERROR;
 232         } else
 233             val = (val ^ data) | s->phy_reg[addr];
 234     } else if (val & E1000_MDIC_OP_WRITE) {
 235         DBGOUT(MDIC, "MDIC write reg 0x%x, value 0x%x\n", addr, data);
 236         if (!(phy_regcap[addr] & PHY_W)) {
 237             DBGOUT(MDIC, "MDIC write reg %x unhandled\n", addr);
 238             val |= E1000_MDIC_ERROR;
 239         } else
 240             s->phy_reg[addr] = data;
 241     }
 242     s->mac_reg[MDIC] = val | E1000_MDIC_READY;
 243     set_ics(s, 0, E1000_ICR_MDAC);
 244 }
 245
 246 static uint32_t
 247 get_eecd(E1000State *s, int index)
 248 {
 249     uint32_t ret = E1000_EECD_PRES|E1000_EECD_GNT | s->eecd_state.old_eecd;
 250
 251     DBGOUT(EEPROM, "reading eeprom bit %d (reading %d)\n",
 252            s->eecd_state.bitnum_out, s->eecd_state.reading);
 253     if (!s->eecd_state.reading ||
 254         ((s->eeprom_data[(s->eecd_state.bitnum_out >> 4) & 0x3f] >>
 255           ((s->eecd_state.bitnum_out & 0xf) ^ 0xf))) & 1)
 256         ret |= E1000_EECD_DO;
 257     return ret;
 258 }
 259
 260 static void
 261 set_eecd(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 262 {
 263     uint32_t oldval = s->eecd_state.old_eecd;
 264
 265     s->eecd_state.old_eecd = val & (E1000_EECD_SK | E1000_EECD_CS |
 266             E1000_EECD_DI|E1000_EECD_FWE_MASK|E1000_EECD_REQ);
 267     if (!(E1000_EECD_CS & val))                 // CS inactive; nothing to do
 268         return;
 269     if (E1000_EECD_CS & (val ^ oldval)) {       // CS rise edge; reset state
 270         s->eecd_state.val_in = 0;
 271         s->eecd_state.bitnum_in = 0;
 272         s->eecd_state.bitnum_out = 0;
 273         s->eecd_state.reading = 0;
 274     }
 275     if (!(E1000_EECD_SK & (val ^ oldval)))      // no clock edge
 276         return;
 277     if (!(E1000_EECD_SK & val)) {               // falling edge
 278         s->eecd_state.bitnum_out++;
 279         return;
 280     }
 281     s->eecd_state.val_in <<= 1;
 282     if (val & E1000_EECD_DI)
 283         s->eecd_state.val_in |= 1;
 284     if (++s->eecd_state.bitnum_in == 9 && !s->eecd_state.reading) {
 285         s->eecd_state.bitnum_out = ((s->eecd_state.val_in & 0x3f)<<4)-1;
 286         s->eecd_state.reading = (((s->eecd_state.val_in >> 6) & 7) ==
 287             EEPROM_READ_OPCODE_MICROWIRE);
 288     }
 289     DBGOUT(EEPROM, "eeprom bitnum in %d out %d, reading %d\n",
 290            s->eecd_state.bitnum_in, s->eecd_state.bitnum_out,
 291            s->eecd_state.reading);
 292 }
 293
 294 static uint32_t
 295 flash_eerd_read(E1000State *s, int x)
 296 {
 297     unsigned int index, r = s->mac_reg[EERD] & ~E1000_EEPROM_RW_REG_START;
 298
 299     if ((s->mac_reg[EERD] & E1000_EEPROM_RW_REG_START) == 0)
 300         return (s->mac_reg[EERD]);
 301
 302     if ((index = r >> E1000_EEPROM_RW_ADDR_SHIFT) > EEPROM_CHECKSUM_REG)
 303         return (E1000_EEPROM_RW_REG_DONE | r);
 304
 305     return ((s->eeprom_data[index] << E1000_EEPROM_RW_REG_DATA) |
 306            E1000_EEPROM_RW_REG_DONE | r);
 307 }
 308
 309 static void
 310 putsum(uint8_t *data, uint32_t n, uint32_t sloc, uint32_t css, uint32_t cse)
 311 {
 312     uint32_t sum;
 313
 314     if (cse && cse < n)
 315         n = cse + 1;
 316     if (sloc < n-1) {
 317         sum = net_checksum_add(n-css, data+css);
 318         cpu_to_be16wu((uint16_t *)(data + sloc),
 319                       net_checksum_finish(sum));
 320     }
 321 }
 322
 323 static inline int
 324 vlan_enabled(E1000State *s)
 325 {
 326     return ((s->mac_reg[CTRL] & E1000_CTRL_VME) != 0);
 327 }
 328
 329 static inline int
 330 vlan_rx_filter_enabled(E1000State *s)
 331 {
 332     return ((s->mac_reg[RCTL] & E1000_RCTL_VFE) != 0);
 333 }
 334
 335 static inline int
 336 is_vlan_packet(E1000State *s, const uint8_t *buf)
 337 {
 338     return (be16_to_cpup((uint16_t *)(buf + 12)) ==
 339                 le16_to_cpup((uint16_t *)(s->mac_reg + VET)));
 340 }
 341
 342 static inline int
 343 is_vlan_txd(uint32_t txd_lower)
 344 {
 345     return ((txd_lower & E1000_TXD_CMD_VLE) != 0);
 346 }
 347
 348 /* FCS aka Ethernet CRC-32. We don't get it from backends and can't
 349  * fill it in, just pad descriptor length by 4 bytes unless guest
 350  * told us to strip it off the packet. */
 351 static inline int
 352 fcs_len(E1000State *s)
 353 {
 354     return (s->mac_reg[RCTL] & E1000_RCTL_SECRC) ? 0 : 4;
 355 }
 356
 357 static void
 358 xmit_seg(E1000State *s)
 359 {
 360     uint16_t len, *sp;
 361     unsigned int frames = s->tx.tso_frames, css, sofar, n;
 362     struct e1000_tx *tp = &s->tx;
 363
 364     if (tp->tse && tp->cptse) {
 365         css = tp->ipcss;
 366         DBGOUT(TXSUM, "frames %d size %d ipcss %d\n",
 367                frames, tp->size, css);
 368         if (tp->ip) {           // IPv4
 369             cpu_to_be16wu((uint16_t *)(tp->data+css+2),
 370                           tp->size - css);
 371             cpu_to_be16wu((uint16_t *)(tp->data+css+4),
 372                           be16_to_cpup((uint16_t *)(tp->data+css+4))+frames);
 373         } else                  // IPv6
 374             cpu_to_be16wu((uint16_t *)(tp->data+css+4),
 375                           tp->size - css);
 376         css = tp->tucss;
 377         len = tp->size - css;
 378         DBGOUT(TXSUM, "tcp %d tucss %d len %d\n", tp->tcp, css, len);
 379         if (tp->tcp) {
 380             sofar = frames * tp->mss;
 381             cpu_to_be32wu((uint32_t *)(tp->data+css+4), // seq
 382                 be32_to_cpupu((uint32_t *)(tp->data+css+4))+sofar);
 383             if (tp->paylen - sofar > tp->mss)
 384                 tp->data[css + 13] &= ~9;               // PSH, FIN
 385         } else  // UDP
 386             cpu_to_be16wu((uint16_t *)(tp->data+css+4), len);
 387         if (tp->sum_needed & E1000_TXD_POPTS_TXSM) {
 388             unsigned int phsum;
 389             // add pseudo-header length before checksum calculation
 390             sp = (uint16_t *)(tp->data + tp->tucso);
 391             phsum = be16_to_cpup(sp) + len;
 392             phsum = (phsum >> 16) + (phsum & 0xffff);
 393             cpu_to_be16wu(sp, phsum);
 394         }
 395         tp->tso_frames++;
 396     }
 397
 398     if (tp->sum_needed & E1000_TXD_POPTS_TXSM)
 399         putsum(tp->data, tp->size, tp->tucso, tp->tucss, tp->tucse);
 400     if (tp->sum_needed & E1000_TXD_POPTS_IXSM)
 401         putsum(tp->data, tp->size, tp->ipcso, tp->ipcss, tp->ipcse);
 402     if (tp->vlan_needed) {
 403         memmove(tp->vlan, tp->data, 4);
 404         memmove(tp->data, tp->data + 4, 8);
 405         memcpy(tp->data + 8, tp->vlan_header, 4);
 406         qemu_send_packet(&s->nic->nc, tp->vlan, tp->size + 4);
 407     } else
 408         qemu_send_packet(&s->nic->nc, tp->data, tp->size);
 409     s->mac_reg[TPT]++;
 410     s->mac_reg[GPTC]++;
 411     n = s->mac_reg[TOTL];
 412     if ((s->mac_reg[TOTL] += s->tx.size) < n)
 413         s->mac_reg[TOTH]++;
 414 }
 415
 416 static void
 417 process_tx_desc(E1000State *s, struct e1000_tx_desc *dp)
 418 {
 419     uint32_t txd_lower = le32_to_cpu(dp->lower.data);
 420     uint32_t dtype = txd_lower & (E1000_TXD_CMD_DEXT | E1000_TXD_DTYP_D);
 421     unsigned int split_size = txd_lower & 0xffff, bytes, sz, op;
 422     unsigned int msh = 0xfffff, hdr = 0;
 423     uint64_t addr;
 424     struct e1000_context_desc *xp = (struct e1000_context_desc *)dp;
 425     struct e1000_tx *tp = &s->tx;
 426
 427     if (dtype == E1000_TXD_CMD_DEXT) {  // context descriptor
 428         op = le32_to_cpu(xp->cmd_and_length);
 429         tp->ipcss = xp->lower_setup.ip_fields.ipcss;
 430         tp->ipcso = xp->lower_setup.ip_fields.ipcso;
 431         tp->ipcse = le16_to_cpu(xp->lower_setup.ip_fields.ipcse);
 432         tp->tucss = xp->upper_setup.tcp_fields.tucss;
 433         tp->tucso = xp->upper_setup.tcp_fields.tucso;
 434         tp->tucse = le16_to_cpu(xp->upper_setup.tcp_fields.tucse);
 435         tp->paylen = op & 0xfffff;
 436         tp->hdr_len = xp->tcp_seg_setup.fields.hdr_len;
 437         tp->mss = le16_to_cpu(xp->tcp_seg_setup.fields.mss);
 438         tp->ip = (op & E1000_TXD_CMD_IP) ? 1 : 0;
 439         tp->tcp = (op & E1000_TXD_CMD_TCP) ? 1 : 0;
 440         tp->tse = (op & E1000_TXD_CMD_TSE) ? 1 : 0;
 441         tp->tso_frames = 0;
 442         if (tp->tucso == 0) {   // this is probably wrong
 443             DBGOUT(TXSUM, "TCP/UDP: cso 0!\n");
 444             tp->tucso = tp->tucss + (tp->tcp ? 16 : 6);
 445         }
 446         return;
 447     } else if (dtype == (E1000_TXD_CMD_DEXT | E1000_TXD_DTYP_D)) {
 448         // data descriptor
 449         tp->sum_needed = le32_to_cpu(dp->upper.data) >> 8;
 450         tp->cptse = ( txd_lower & E1000_TXD_CMD_TSE ) ? 1 : 0;
 451     } else {
 452         // legacy descriptor
 453         tp->cptse = 0;
 454     }
 455
 456     if (vlan_enabled(s) && is_vlan_txd(txd_lower) &&
 457         (tp->cptse || txd_lower & E1000_TXD_CMD_EOP)) {
 458         tp->vlan_needed = 1;
 459         cpu_to_be16wu((uint16_t *)(tp->vlan_header),
 460                       le16_to_cpup((uint16_t *)(s->mac_reg + VET)));
 461         cpu_to_be16wu((uint16_t *)(tp->vlan_header + 2),
 462                       le16_to_cpu(dp->upper.fields.special));
 463     }
 464
 465     addr = le64_to_cpu(dp->buffer_addr);
 466     if (tp->tse && tp->cptse) {
 467         hdr = tp->hdr_len;
 468         msh = hdr + tp->mss;
 469         do {
 470             bytes = split_size;
 471             if (tp->size + bytes > msh)
 472                 bytes = msh - tp->size;
 473             cpu_physical_memory_read(addr, tp->data + tp->size, bytes);
 474             if ((sz = tp->size + bytes) >= hdr && tp->size < hdr)
 475                 memmove(tp->header, tp->data, hdr);
 476             tp->size = sz;
 477             addr += bytes;
 478             if (sz == msh) {
 479                 xmit_seg(s);
 480                 memmove(tp->data, tp->header, hdr);
 481                 tp->size = hdr;
 482             }
 483         } while (split_size -= bytes);
 484     } else if (!tp->tse && tp->cptse) {
 485         // context descriptor TSE is not set, while data descriptor TSE is set
 486         DBGOUT(TXERR, "TCP segmentaion Error\n");
 487     } else {
 488         cpu_physical_memory_read(addr, tp->data + tp->size, split_size);
 489         tp->size += split_size;
 490     }
 491
 492     if (!(txd_lower & E1000_TXD_CMD_EOP))
 493         return;
 494     if (!(tp->tse && tp->cptse && tp->size < hdr))
 495         xmit_seg(s);
 496     tp->tso_frames = 0;
 497     tp->sum_needed = 0;
 498     tp->vlan_needed = 0;
 499     tp->size = 0;
 500     tp->cptse = 0;
 501 }
 502
 503 static uint32_t
 504 txdesc_writeback(target_phys_addr_t base, struct e1000_tx_desc *dp)
 505 {
 506     uint32_t txd_upper, txd_lower = le32_to_cpu(dp->lower.data);
 507
 508     if (!(txd_lower & (E1000_TXD_CMD_RS|E1000_TXD_CMD_RPS)))
 509         return 0;
 510     txd_upper = (le32_to_cpu(dp->upper.data) | E1000_TXD_STAT_DD) &
 511                 ~(E1000_TXD_STAT_EC | E1000_TXD_STAT_LC | E1000_TXD_STAT_TU);
 512     dp->upper.data = cpu_to_le32(txd_upper);
 513     cpu_physical_memory_write(base + ((char *)&dp->upper - (char *)dp),
 514                               (void *)&dp->upper, sizeof(dp->upper));
 515     return E1000_ICR_TXDW;
 516 }
 517
 518 static void
 519 start_xmit(E1000State *s)
 520 {
 521     target_phys_addr_t base;
 522     struct e1000_tx_desc desc;
 523     uint32_t tdh_start = s->mac_reg[TDH], cause = E1000_ICS_TXQE;
 524
 525     if (!(s->mac_reg[TCTL] & E1000_TCTL_EN)) {
 526         DBGOUT(TX, "tx disabled\n");
 527         return;
 528     }
 529
 530     while (s->mac_reg[TDH] != s->mac_reg[TDT]) {
 531         base = ((uint64_t)s->mac_reg[TDBAH] << 32) + s->mac_reg[TDBAL] +
 532                sizeof(struct e1000_tx_desc) * s->mac_reg[TDH];
 533         cpu_physical_memory_read(base, (void *)&desc, sizeof(desc));
 534
 535         DBGOUT(TX, "index %d: %p : %x %x\n", s->mac_reg[TDH],
 536                (void *)(intptr_t)desc.buffer_addr, desc.lower.data,
 537                desc.upper.data);
 538
 539         process_tx_desc(s, &desc);
 540         cause |= txdesc_writeback(base, &desc);
 541
 542         if (++s->mac_reg[TDH] * sizeof(desc) >= s->mac_reg[TDLEN])
 543             s->mac_reg[TDH] = 0;
 544         /*
 545          * the following could happen only if guest sw assigns
 546          * bogus values to TDT/TDLEN.
 547          * there's nothing too intelligent we could do about this.
 548          */
 549         if (s->mac_reg[TDH] == tdh_start) {
 550             DBGOUT(TXERR, "TDH wraparound @%x, TDT %x, TDLEN %x\n",
 551                    tdh_start, s->mac_reg[TDT], s->mac_reg[TDLEN]);
 552             break;
 553         }
 554     }
 555     set_ics(s, 0, cause);
 556 }
 557
 558 static int
 559 receive_filter(E1000State *s, const uint8_t *buf, int size)
 560 {
 561     static const uint8_t bcast[] = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff};
 562     static const int mta_shift[] = {4, 3, 2, 0};
 563     uint32_t f, rctl = s->mac_reg[RCTL], ra[2], *rp;
 564
 565     if (is_vlan_packet(s, buf) && vlan_rx_filter_enabled(s)) {
 566         uint16_t vid = be16_to_cpup((uint16_t *)(buf + 14));
 567         uint32_t vfta = le32_to_cpup((uint32_t *)(s->mac_reg + VFTA) +
 568                                      ((vid >> 5) & 0x7f));
 569         if ((vfta & (1 << (vid & 0x1f))) == 0)
 570             return 0;
 571     }
 572
 573     if (rctl & E1000_RCTL_UPE)                  // promiscuous
 574         return 1;
 575
 576     if ((buf[0] & 1) && (rctl & E1000_RCTL_MPE))        // promiscuous mcast
 577         return 1;
 578
 579     if ((rctl & E1000_RCTL_BAM) && !memcmp(buf, bcast, sizeof bcast))
 580         return 1;
 581
 582     for (rp = s->mac_reg + RA; rp < s->mac_reg + RA + 32; rp += 2) {
 583         if (!(rp[1] & E1000_RAH_AV))
 584             continue;
 585         ra[0] = cpu_to_le32(rp[0]);
 586         ra[1] = cpu_to_le32(rp[1]);
 587         if (!memcmp(buf, (uint8_t *)ra, 6)) {
 588             DBGOUT(RXFILTER,
 589                    "unicast match[%d]: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 590                    (int)(rp - s->mac_reg - RA)/2,
 591                    buf[0], buf[1], buf[2], buf[3], buf[4], buf[5]);
 592             return 1;
 593         }
 594     }
 595     DBGOUT(RXFILTER, "unicast mismatch: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
 596            buf[0], buf[1], buf[2], buf[3], buf[4], buf[5]);
 597
 598     f = mta_shift[(rctl >> E1000_RCTL_MO_SHIFT) & 3];
 599     f = (((buf[5] << 8) | buf[4]) >> f) & 0xfff;
 600     if (s->mac_reg[MTA + (f >> 5)] & (1 << (f & 0x1f)))
 601         return 1;
 602     DBGOUT(RXFILTER,
 603            "dropping, inexact filter mismatch: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x MO %d MTA[%d] %x\n",
 604            buf[0], buf[1], buf[2], buf[3], buf[4], buf[5],
 605            (rctl >> E1000_RCTL_MO_SHIFT) & 3, f >> 5,
 606            s->mac_reg[MTA + (f >> 5)]);
 607
 608     return 0;
 609 }
 610
 611 static void
 612 e1000_set_link_status(VLANClientState *nc)
 613 {
 614     E1000State *s = DO_UPCAST(NICState, nc, nc)->opaque;
 615     uint32_t old_status = s->mac_reg[STATUS];
 616
 617     if (nc->link_down)
 618         s->mac_reg[STATUS] &= ~E1000_STATUS_LU;
 619     else
 620         s->mac_reg[STATUS] |= E1000_STATUS_LU;
 621
 622     if (s->mac_reg[STATUS] != old_status)
 623         set_ics(s, 0, E1000_ICR_LSC);
 624 }
 625
 626 static int
 627 e1000_can_receive(VLANClientState *nc)
 628 {
 629     E1000State *s = DO_UPCAST(NICState, nc, nc)->opaque;
 630
 631     return (s->mac_reg[RCTL] & E1000_RCTL_EN);
 632 }
 633
 634 static ssize_t
 635 e1000_receive(VLANClientState *nc, const uint8_t *buf, size_t size)
 636 {
 637     E1000State *s = DO_UPCAST(NICState, nc, nc)->opaque;
 638     struct e1000_rx_desc desc;
 639     target_phys_addr_t base;
 640     unsigned int n, rdt;
 641     uint32_t rdh_start;
 642     uint16_t vlan_special = 0;
 643     uint8_t vlan_status = 0, vlan_offset = 0;
 644     uint8_t min_buf[MIN_BUF_SIZE];
 645     size_t desc_offset;
 646     size_t desc_size;
 647     size_t total_size;
 648
 649     if (!(s->mac_reg[RCTL] & E1000_RCTL_EN))
 650         return -1;
 651
 652     /* Pad to minimum Ethernet frame length */
 653     if (size < sizeof(min_buf)) {
 654         memcpy(min_buf, buf, size);
 655         memset(&min_buf[size], 0, sizeof(min_buf) - size);
 656         buf = min_buf;
 657         size = sizeof(min_buf);
 658     }
 659
 660     if (!receive_filter(s, buf, size))
 661         return size;
 662
 663     if (vlan_enabled(s) && is_vlan_packet(s, buf)) {
 664         vlan_special = cpu_to_le16(be16_to_cpup((uint16_t *)(buf + 14)));
 665         memmove((uint8_t *)buf + 4, buf, 12);
 666         vlan_status = E1000_RXD_STAT_VP;
 667         vlan_offset = 4;
 668         size -= 4;
 669     }
 670
 671     rdh_start = s->mac_reg[RDH];
 672     desc_offset = 0;
 673     total_size = size + fcs_len(s);
 674     do {
 675         desc_size = total_size - desc_offset;
 676         if (desc_size > s->rxbuf_size) {
 677             desc_size = s->rxbuf_size;
 678         }
 679         if (s->mac_reg[RDH] == s->mac_reg[RDT] && s->check_rxov) {
 680             /* Discard all data written so far */
 681             s->mac_reg[RDH] = rdh_start;
 682             set_ics(s, 0, E1000_ICS_RXO);
 683             return -1;
 684         }
 685         base = ((uint64_t)s->mac_reg[RDBAH] << 32) + s->mac_reg[RDBAL] +
 686                sizeof(desc) * s->mac_reg[RDH];
 687         cpu_physical_memory_read(base, (void *)&desc, sizeof(desc));
 688         desc.special = vlan_special;
 689         desc.status |= (vlan_status | E1000_RXD_STAT_DD);
 690         if (desc.buffer_addr) {
 691             if (desc_offset < size) {
 692                 size_t copy_size = size - desc_offset;
 693                 if (copy_size > s->rxbuf_size) {
 694                     copy_size = s->rxbuf_size;
 695                 }
 696                 cpu_physical_memory_write(le64_to_cpu(desc.buffer_addr),
 697                                           (void *)(buf + desc_offset + vlan_offset),
 698                                           copy_size);
 699             }
 700             desc_offset += desc_size;
 701             if (desc_offset >= total_size) {
 702                 desc.length = cpu_to_le16(desc_size);
 703                 desc.status |= E1000_RXD_STAT_EOP | E1000_RXD_STAT_IXSM;
 704             } else {
 705                 desc.length = cpu_to_le16(desc_size);
 706             }
 707         } else { // as per intel docs; skip descriptors with null buf addr
 708             DBGOUT(RX, "Null RX descriptor!!\n");
 709         }
 710         cpu_physical_memory_write(base, (void *)&desc, sizeof(desc));
 711
 712         if (++s->mac_reg[RDH] * sizeof(desc) >= s->mac_reg[RDLEN])
 713             s->mac_reg[RDH] = 0;
 714         s->check_rxov = 1;
 715         /* see comment in start_xmit; same here */
 716         if (s->mac_reg[RDH] == rdh_start) {
 717             DBGOUT(RXERR, "RDH wraparound @%x, RDT %x, RDLEN %x\n",
 718                    rdh_start, s->mac_reg[RDT], s->mac_reg[RDLEN]);
 719             set_ics(s, 0, E1000_ICS_RXO);
 720             return -1;
 721         }
 722     } while (desc_offset < total_size);
 723
 724     s->mac_reg[GPRC]++;
 725     s->mac_reg[TPR]++;
 726     /* TOR - Total Octets Received:
 727      * This register includes bytes received in a packet from the <Destination
 728      * Address> field through the <CRC> field, inclusively.
 729      */
 730     n = s->mac_reg[TORL] + size + /* Always include FCS length. */ 4;
 731     if (n < s->mac_reg[TORL])
 732         s->mac_reg[TORH]++;
 733     s->mac_reg[TORL] = n;
 734
 735     n = E1000_ICS_RXT0;
 736     if ((rdt = s->mac_reg[RDT]) < s->mac_reg[RDH])
 737         rdt += s->mac_reg[RDLEN] / sizeof(desc);
 738     if (((rdt - s->mac_reg[RDH]) * sizeof(desc)) <= s->mac_reg[RDLEN] >>
 739         s->rxbuf_min_shift)
 740         n |= E1000_ICS_RXDMT0;
 741
 742     set_ics(s, 0, n);
 743
 744     return size;
 745 }
 746
 747 static uint32_t
 748 mac_readreg(E1000State *s, int index)
 749 {
 750     return s->mac_reg[index];
 751 }
 752
 753 static uint32_t
 754 mac_icr_read(E1000State *s, int index)
 755 {
 756     uint32_t ret = s->mac_reg[ICR];
 757
 758     DBGOUT(INTERRUPT, "ICR read: %x\n", ret);
 759     set_interrupt_cause(s, 0, 0);
 760     return ret;
 761 }
 762
 763 static uint32_t
 764 mac_read_clr4(E1000State *s, int index)
 765 {
 766     uint32_t ret = s->mac_reg[index];
 767
 768     s->mac_reg[index] = 0;
 769     return ret;
 770 }
 771
 772 static uint32_t
 773 mac_read_clr8(E1000State *s, int index)
 774 {
 775     uint32_t ret = s->mac_reg[index];
 776
 777     s->mac_reg[index] = 0;
 778     s->mac_reg[index-1] = 0;
 779     return ret;
 780 }
 781
 782 static void
 783 mac_writereg(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 784 {
 785     s->mac_reg[index] = val;
 786 }
 787
 788 static void
 789 set_rdt(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 790 {
 791     s->check_rxov = 0;
 792     s->mac_reg[index] = val & 0xffff;
 793 }
 794
 795 static void
 796 set_16bit(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 797 {
 798     s->mac_reg[index] = val & 0xffff;
 799 }
 800
 801 static void
 802 set_dlen(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 803 {
 804     s->mac_reg[index] = val & 0xfff80;
 805 }
 806
 807 static void
 808 set_tctl(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 809 {
 810     s->mac_reg[index] = val;
 811     s->mac_reg[TDT] &= 0xffff;
 812     start_xmit(s);
 813 }
 814
 815 static void
 816 set_icr(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 817 {
 818     DBGOUT(INTERRUPT, "set_icr %x\n", val);
 819     set_interrupt_cause(s, 0, s->mac_reg[ICR] & ~val);
 820 }
 821
 822 static void
 823 set_imc(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 824 {
 825     s->mac_reg[IMS] &= ~val;
 826     set_ics(s, 0, 0);
 827 }
 828
 829 static void
 830 set_ims(E1000State *s, int index, uint32_t val)
 831 {
 832     s->mac_reg[IMS] |= val;
 833     set_ics(s, 0, 0);
 834 }
 835
 836 #define getreg(x)       [x] = mac_readreg
 837 static uint32_t (*macreg_readops[])(E1000State *, int) = {
 838     getreg(PBA),        getreg(RCTL),   getreg(TDH),    getreg(TXDCTL),
 839     getreg(WUFC),       getreg(TDT),    getreg(CTRL),   getreg(LEDCTL),
 840     getreg(MANC),       getreg(MDIC),   getreg(SWSM),   getreg(STATUS),
 841     getreg(TORL),       getreg(TOTL),   getreg(IMS),    getreg(TCTL),
 842     getreg(RDH),        getreg(RDT),    getreg(VET),    getreg(ICS),
 843     getreg(TDBAL),      getreg(TDBAH),  getreg(RDBAH),  getreg(RDBAL),
 844     getreg(TDLEN),      getreg(RDLEN),
 845
 846     [TOTH] = mac_read_clr8,     [TORH] = mac_read_clr8, [GPRC] = mac_read_clr4,
 847     [GPTC] = mac_read_clr4,     [TPR] = mac_read_clr4,  [TPT] = mac_read_clr4,
 848     [ICR] = mac_icr_read,       [EECD] = get_eecd,      [EERD] = flash_eerd_read,
 849     [CRCERRS ... MPC] = &mac_readreg,
 850     [RA ... RA+31] = &mac_readreg,
 851     [MTA ... MTA+127] = &mac_readreg,
 852     [VFTA ... VFTA+127] = &mac_readreg,
 853 };
 854 enum { NREADOPS = ARRAY_SIZE(macreg_readops) };
 855
 856 #define putreg(x)       [x] = mac_writereg
 857 static void (*macreg_writeops[])(E1000State *, int, uint32_t) = {
 858     putreg(PBA),        putreg(EERD),   putreg(SWSM),   putreg(WUFC),
 859     putreg(TDBAL),      putreg(TDBAH),  putreg(TXDCTL), putreg(RDBAH),
 860     putreg(RDBAL),      putreg(LEDCTL), putreg(VET),
 861     [TDLEN] = set_dlen, [RDLEN] = set_dlen,     [TCTL] = set_tctl,
 862     [TDT] = set_tctl,   [MDIC] = set_mdic,      [ICS] = set_ics,
 863     [TDH] = set_16bit,  [RDH] = set_16bit,      [RDT] = set_rdt,
 864     [IMC] = set_imc,    [IMS] = set_ims,        [ICR] = set_icr,
 865     [EECD] = set_eecd,  [RCTL] = set_rx_control, [CTRL] = set_ctrl,
 866     [RA ... RA+31] = &mac_writereg,
 867     [MTA ... MTA+127] = &mac_writereg,
 868     [VFTA ... VFTA+127] = &mac_writereg,
 869 };
 870 enum { NWRITEOPS = ARRAY_SIZE(macreg_writeops) };
 871
 872 static void
 873 e1000_mmio_writel(void *opaque, target_phys_addr_t addr, uint32_t val)
 874 {
 875     E1000State *s = opaque;
 876     unsigned int index = (addr & 0x1ffff) >> 2;
 877
 878     if (index < NWRITEOPS && macreg_writeops[index]) {
 879         macreg_writeops[index](s, index, val);
 880     } else if (index < NREADOPS && macreg_readops[index]) {
 881         DBGOUT(MMIO, "e1000_mmio_writel RO %x: 0x%04x\n", index<<2, val);
 882     } else {
 883         DBGOUT(UNKNOWN, "MMIO unknown write addr=0x%08x,val=0x%08x\n",
 884                index<<2, val);
 885     }
 886 }
 887
 888 static void
 889 e1000_mmio_writew(void *opaque, target_phys_addr_t addr, uint32_t val)
 890 {
 891     // emulate hw without byte enables: no RMW
 892     e1000_mmio_writel(opaque, addr & ~3,
 893                       (val & 0xffff) << (8*(addr & 3)));
 894 }
 895
 896 static void
 897 e1000_mmio_writeb(void *opaque, target_phys_addr_t addr, uint32_t val)
 898 {
 899     // emulate hw without byte enables: no RMW
 900     e1000_mmio_writel(opaque, addr & ~3,
 901                       (val & 0xff) << (8*(addr & 3)));
 902 }
 903
 904 static uint32_t
 905 e1000_mmio_readl(void *opaque, target_phys_addr_t addr)
 906 {
 907     E1000State *s = opaque;
 908     unsigned int index = (addr & 0x1ffff) >> 2;
 909
 910     if (index < NREADOPS && macreg_readops[index])
 911     {
 912         return macreg_readops[index](s, index);
 913     }
 914     DBGOUT(UNKNOWN, "MMIO unknown read addr=0x%08x\n", index<<2);
 915     return 0;
 916 }
 917
 918 static uint32_t
 919 e1000_mmio_readb(void *opaque, target_phys_addr_t addr)
 920 {
 921     return ((e1000_mmio_readl(opaque, addr & ~3)) >>
 922             (8 * (addr & 3))) & 0xff;
 923 }
 924
 925 static uint32_t
 926 e1000_mmio_readw(void *opaque, target_phys_addr_t addr)
 927 {
 928     return ((e1000_mmio_readl(opaque, addr & ~3)) >>
 929             (8 * (addr & 3))) & 0xffff;
 930 }
 931
 932 static bool is_version_1(void *opaque, int version_id)
 933 {
 934     return version_id == 1;
 935 }
 936
 937 static const VMStateDescription vmstate_e1000 = {
 938     .name = "e1000",
 939     .version_id = 2,
 940     .minimum_version_id = 1,
 941     .minimum_version_id_old = 1,
 942     .fields      = (VMStateField []) {
 943         VMSTATE_PCI_DEVICE(dev, E1000State),
 944         VMSTATE_UNUSED_TEST(is_version_1, 4), /* was instance id */
 945         VMSTATE_UNUSED(4), /* Was mmio_base.  */
 946         VMSTATE_UINT32(rxbuf_size, E1000State),
 947         VMSTATE_UINT32(rxbuf_min_shift, E1000State),
 948         VMSTATE_UINT32(eecd_state.val_in, E1000State),
 949         VMSTATE_UINT16(eecd_state.bitnum_in, E1000State),
 950         VMSTATE_UINT16(eecd_state.bitnum_out, E1000State),
 951         VMSTATE_UINT16(eecd_state.reading, E1000State),
 952         VMSTATE_UINT32(eecd_state.old_eecd, E1000State),
 953         VMSTATE_UINT8(tx.ipcss, E1000State),
 954         VMSTATE_UINT8(tx.ipcso, E1000State),
 955         VMSTATE_UINT16(tx.ipcse, E1000State),
 956         VMSTATE_UINT8(tx.tucss, E1000State),
 957         VMSTATE_UINT8(tx.tucso, E1000State),
 958         VMSTATE_UINT16(tx.tucse, E1000State),
 959         VMSTATE_UINT32(tx.paylen, E1000State),
 960         VMSTATE_UINT8(tx.hdr_len, E1000State),
 961         VMSTATE_UINT16(tx.mss, E1000State),
 962         VMSTATE_UINT16(tx.size, E1000State),
 963         VMSTATE_UINT16(tx.tso_frames, E1000State),
 964         VMSTATE_UINT8(tx.sum_needed, E1000State),
 965         VMSTATE_INT8(tx.ip, E1000State),
 966         VMSTATE_INT8(tx.tcp, E1000State),
 967         VMSTATE_BUFFER(tx.header, E1000State),
 968         VMSTATE_BUFFER(tx.data, E1000State),
 969         VMSTATE_UINT16_ARRAY(eeprom_data, E1000State, 64),
 970         VMSTATE_UINT16_ARRAY(phy_reg, E1000State, 0x20),
 971         VMSTATE_UINT32(mac_reg[CTRL], E1000State),
 972         VMSTATE_UINT32(mac_reg[EECD], E1000State),
 973         VMSTATE_UINT32(mac_reg[EERD], E1000State),
 974         VMSTATE_UINT32(mac_reg[GPRC], E1000State),
 975         VMSTATE_UINT32(mac_reg[GPTC], E1000State),
 976         VMSTATE_UINT32(mac_reg[ICR], E1000State),
 977         VMSTATE_UINT32(mac_reg[ICS], E1000State),
 978         VMSTATE_UINT32(mac_reg[IMC], E1000State),
 979         VMSTATE_UINT32(mac_reg[IMS], E1000State),
 980         VMSTATE_UINT32(mac_reg[LEDCTL], E1000State),
 981         VMSTATE_UINT32(mac_reg[MANC], E1000State),
 982         VMSTATE_UINT32(mac_reg[MDIC], E1000State),
 983         VMSTATE_UINT32(mac_reg[MPC], E1000State),
 984         VMSTATE_UINT32(mac_reg[PBA], E1000State),
 985         VMSTATE_UINT32(mac_reg[RCTL], E1000State),
 986         VMSTATE_UINT32(mac_reg[RDBAH], E1000State),
 987         VMSTATE_UINT32(mac_reg[RDBAL], E1000State),
 988         VMSTATE_UINT32(mac_reg[RDH], E1000State),
 989         VMSTATE_UINT32(mac_reg[RDLEN], E1000State),
 990         VMSTATE_UINT32(mac_reg[RDT], E1000State),
 991         VMSTATE_UINT32(mac_reg[STATUS], E1000State),
 992         VMSTATE_UINT32(mac_reg[SWSM], E1000State),
 993         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TCTL], E1000State),
 994         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TDBAH], E1000State),
 995         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TDBAL], E1000State),
 996         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TDH], E1000State),
 997         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TDLEN], E1000State),
 998         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TDT], E1000State),
 999         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TORH], E1000State),
1000         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TORL], E1000State),
1001         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TOTH], E1000State),
1002         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TOTL], E1000State),
1003         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TPR], E1000State),
1004         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TPT], E1000State),
1005         VMSTATE_UINT32(mac_reg[TXDCTL], E1000State),
1006         VMSTATE_UINT32(mac_reg[WUFC], E1000State),
1007         VMSTATE_UINT32(mac_reg[VET], E1000State),
1008         VMSTATE_UINT32_SUB_ARRAY(mac_reg, E1000State, RA, 32),
1009         VMSTATE_UINT32_SUB_ARRAY(mac_reg, E1000State, MTA, 128),
1010         VMSTATE_UINT32_SUB_ARRAY(mac_reg, E1000State, VFTA, 128),
1011         VMSTATE_END_OF_LIST()
1012     }
1013 };
1014
1015 static const uint16_t e1000_eeprom_template[64] = {
1016     0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000,      0xffff, 0x0000,      0x0000, 0x0000,
1017     0x3000, 0x1000, 0x6403, E1000_DEVID, 0x8086, E1000_DEVID, 0x8086, 0x3040,
1018     0x0008, 0x2000, 0x7e14, 0x0048,      0x1000, 0x00d8,      0x0000, 0x2700,
1019     0x6cc9, 0x3150, 0x0722, 0x040b,      0x0984, 0x0000,      0xc000, 0x0706,
1020     0x1008, 0x0000, 0x0f04, 0x7fff,      0x4d01, 0xffff,      0xffff, 0xffff,
1021     0xffff, 0xffff, 0xffff, 0xffff,      0xffff, 0xffff,      0xffff, 0xffff,
1022     0x0100, 0x4000, 0x121c, 0xffff,      0xffff, 0xffff,      0xffff, 0xffff,
1023     0xffff, 0xffff, 0xffff, 0xffff,      0xffff, 0xffff,      0xffff, 0x0000,
1024 };
1025
1026 static const uint16_t phy_reg_init[] = {
1027     [PHY_CTRL] = 0x1140,                        [PHY_STATUS] = 0x796d, // link initially up
1028     [PHY_ID1] = 0x141,                          [PHY_ID2] = PHY_ID2_INIT,
1029     [PHY_1000T_CTRL] = 0x0e00,                  [M88E1000_PHY_SPEC_CTRL] = 0x360,
1030     [M88E1000_EXT_PHY_SPEC_CTRL] = 0x0d60,      [PHY_AUTONEG_ADV] = 0xde1,
1031     [PHY_LP_ABILITY] = 0x1e0,                   [PHY_1000T_STATUS] = 0x3c00,
1032     [M88E1000_PHY_SPEC_STATUS] = 0xac00,
1033 };
1034
1035 static const uint32_t mac_reg_init[] = {
1036     [PBA] =     0x00100030,
1037     [LEDCTL] =  0x602,
1038     [CTRL] =    E1000_CTRL_SWDPIN2 | E1000_CTRL_SWDPIN0 |
1039                 E1000_CTRL_SPD_1000 | E1000_CTRL_SLU,
1040     [STATUS] =  0x80000000 | E1000_STATUS_GIO_MASTER_ENABLE |
1041                 E1000_STATUS_ASDV | E1000_STATUS_MTXCKOK |
1042                 E1000_STATUS_SPEED_1000 | E1000_STATUS_FD |
1043                 E1000_STATUS_LU,
1044     [MANC] =    E1000_MANC_EN_MNG2HOST | E1000_MANC_RCV_TCO_EN |
1045                 E1000_MANC_ARP_EN | E1000_MANC_0298_EN |
1046                 E1000_MANC_RMCP_EN,
1047 };
1048
1049 /* PCI interface */
1050
1051 static CPUWriteMemoryFunc * const e1000_mmio_write[] = {
1052     e1000_mmio_writeb,  e1000_mmio_writew,      e1000_mmio_writel
1053 };
1054
1055 static CPUReadMemoryFunc * const e1000_mmio_read[] = {
1056     e1000_mmio_readb,   e1000_mmio_readw,       e1000_mmio_readl
1057 };
1058
1059 static void
1060 e1000_mmio_map(PCIDevice *pci_dev, int region_num,
1061                 pcibus_t addr, pcibus_t size, int type)
1062 {
1063     E1000State *d = DO_UPCAST(E1000State, dev, pci_dev);
1064     int i;
1065     const uint32_t excluded_regs[] = {
1066         E1000_MDIC, E1000_ICR, E1000_ICS, E1000_IMS,
1067         E1000_IMC, E1000_TCTL, E1000_TDT, PNPMMIO_SIZE
1068     };
1069
1070
1071     DBGOUT(MMIO, "e1000_mmio_map addr=0x%08"FMT_PCIBUS" 0x%08"FMT_PCIBUS"\n",
1072            addr, size);
1073
1074     cpu_register_physical_memory(addr, PNPMMIO_SIZE, d->mmio_index);
1075     qemu_register_coalesced_mmio(addr, excluded_regs[0]);
1076
1077     for (i = 0; excluded_regs[i] != PNPMMIO_SIZE; i++)
1078         qemu_register_coalesced_mmio(addr + excluded_regs[i] + 4,
1079                                      excluded_regs[i + 1] -
1080                                      excluded_regs[i] - 4);
1081 }
1082
1083 static void
1084 e1000_cleanup(VLANClientState *nc)
1085 {
1086     E1000State *s = DO_UPCAST(NICState, nc, nc)->opaque;
1087
1088     s->nic = NULL;
1089 }
1090
1091 static int
1092 pci_e1000_uninit(PCIDevice *dev)
1093 {
1094     E1000State *d = DO_UPCAST(E1000State, dev, dev);
1095
1096     cpu_unregister_io_memory(d->mmio_index);
1097     qemu_del_vlan_client(&d->nic->nc);
1098     return 0;
1099 }
1100
1101 static void e1000_reset(void *opaque)
1102 {
1103     E1000State *d = opaque;
1104
1105     memset(d->phy_reg, 0, sizeof d->phy_reg);
1106     memmove(d->phy_reg, phy_reg_init, sizeof phy_reg_init);
1107     memset(d->mac_reg, 0, sizeof d->mac_reg);
1108     memmove(d->mac_reg, mac_reg_init, sizeof mac_reg_init);
1109     d->rxbuf_min_shift = 1;
1110     memset(&d->tx, 0, sizeof d->tx);
1111 }
1112
1113 static NetClientInfo net_e1000_info = {
1114     .type = NET_CLIENT_TYPE_NIC,
1115     .size = sizeof(NICState),
1116     .can_receive = e1000_can_receive,
1117     .receive = e1000_receive,
1118     .cleanup = e1000_cleanup,
1119     .link_status_changed = e1000_set_link_status,
1120 };
1121
1122 static int pci_e1000_init(PCIDevice *pci_dev)
1123 {
1124     E1000State *d = DO_UPCAST(E1000State, dev, pci_dev);
1125     uint8_t *pci_conf;
1126     uint16_t checksum = 0;
1127     int i;
1128     uint8_t *macaddr;
1129
1130     pci_conf = d->dev.config;
1131
1132     pci_config_set_vendor_id(pci_conf, PCI_VENDOR_ID_INTEL);
1133     pci_config_set_device_id(pci_conf, E1000_DEVID);
1134     /* TODO: we have no capabilities, so why is this bit set? */
1135     pci_set_word(pci_conf + PCI_STATUS, PCI_STATUS_CAP_LIST);
1136     pci_conf[PCI_REVISION_ID] = 0x03;
1137     pci_config_set_class(pci_conf, PCI_CLASS_NETWORK_ETHERNET);
1138     /* TODO: RST# value should be 0, PCI spec 6.2.4 */
1139     pci_conf[PCI_CACHE_LINE_SIZE] = 0x10;
1140
1141     /* TODO: RST# value should be 0 if programmable, PCI spec 6.2.4 */
1142     pci_conf[PCI_INTERRUPT_PIN] = 1; // interrupt pin 0
1143
1144     d->mmio_index = cpu_register_io_memory(e1000_mmio_read,
1145             e1000_mmio_write, d, DEVICE_LITTLE_ENDIAN);
1146
1147     pci_register_bar(&d->dev, 0, PNPMMIO_SIZE,
1148                            PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_MEMORY, e1000_mmio_map);
1149
1150     pci_register_bar(&d->dev, 1, IOPORT_SIZE,
1151                            PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO, ioport_map);
1152
1153     memmove(d->eeprom_data, e1000_eeprom_template,
1154         sizeof e1000_eeprom_template);
1155     qemu_macaddr_default_if_unset(&d->conf.macaddr);
1156     macaddr = d->conf.macaddr.a;
1157     for (i = 0; i < 3; i++)
1158         d->eeprom_data[i] = (macaddr[2*i+1]<<8) | macaddr[2*i];
1159     for (i = 0; i < EEPROM_CHECKSUM_REG; i++)
1160         checksum += d->eeprom_data[i];
1161     checksum = (uint16_t) EEPROM_SUM - checksum;
1162     d->eeprom_data[EEPROM_CHECKSUM_REG] = checksum;
1163
1164     d->nic = qemu_new_nic(&net_e1000_info, &d->conf,
1165                           d->dev.qdev.info->name, d->dev.qdev.id, d);
1166
1167     qemu_format_nic_info_str(&d->nic->nc, macaddr);
1168
1169     add_boot_device_path(d->conf.bootindex, &pci_dev->qdev, "/ethernet-phy@0");
1170
1171     return 0;
1172 }
1173
1174 static void qdev_e1000_reset(DeviceState *dev)
1175 {
1176     E1000State *d = DO_UPCAST(E1000State, dev.qdev, dev);
1177     e1000_reset(d);
1178 }
1179
1180 static PCIDeviceInfo e1000_info = {
1181     .qdev.name  = "e1000",
1182     .qdev.desc  = "Intel Gigabit Ethernet",
1183     .qdev.size  = sizeof(E1000State),
1184     .qdev.reset = qdev_e1000_reset,
1185     .qdev.vmsd  = &vmstate_e1000,
1186     .init       = pci_e1000_init,
1187     .exit       = pci_e1000_uninit,
1188     .romfile    = "pxe-e1000.bin",
1189     .qdev.props = (Property[]) {
1190         DEFINE_NIC_PROPERTIES(E1000State, conf),
1191         DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
1192     }
1193 };
1194
1195 static void e1000_register_devices(void)
1196 {
1197     pci_qdev_register(&e1000_info);
1198 }
1199
1200 device_init(e1000_register_devices)