drivers/net/macb.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2005-2006 Atmel Corporation
   4  */
   5 #include <common.h>
   6 #include <clk.h>
   7 #include <dm.h>
   8
   9 /*
  10  * The u-boot networking stack is a little weird.  It seems like the
  11  * networking core allocates receive buffers up front without any
  12  * regard to the hardware that's supposed to actually receive those
  13  * packets.
  14  *
  15  * The MACB receives packets into 128-byte receive buffers, so the
  16  * buffers allocated by the core isn't very practical to use.  We'll
  17  * allocate our own, but we need one such buffer in case a packet
  18  * wraps around the DMA ring so that we have to copy it.
  19  *
  20  * Therefore, define CONFIG_SYS_RX_ETH_BUFFER to 1 in the board-specific
  21  * configuration header.  This way, the core allocates one RX buffer
  22  * and one TX buffer, each of which can hold a ethernet packet of
  23  * maximum size.
  24  *
  25  * For some reason, the networking core unconditionally specifies a
  26  * 32-byte packet "alignment" (which really should be called
  27  * "padding").  MACB shouldn't need that, but we'll refrain from any
  28  * core modifications here...
  29  */
  30
  31 #include <net.h>
  32 #ifndef CONFIG_DM_ETH
  33 #include <netdev.h>
  34 #endif
  35 #include <malloc.h>
  36 #include <miiphy.h>
  37
  38 #include <linux/mii.h>
  39 #include <asm/io.h>
  40 #include <asm/dma-mapping.h>
  41 #include <asm/arch/clk.h>
  42 #include <linux/errno.h>
  43
  44 #include "macb.h"
  45
  46 DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;
  47
  48 #define MACB_RX_BUFFER_SIZE             4096
  49 #define MACB_RX_RING_SIZE               (MACB_RX_BUFFER_SIZE / 128)
  50 #define MACB_TX_RING_SIZE               16
  51 #define MACB_TX_TIMEOUT         1000
  52 #define MACB_AUTONEG_TIMEOUT    5000000
  53
  54 #ifdef CONFIG_MACB_ZYNQ
  55 /* INCR4 AHB bursts */
  56 #define MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_BLENGTH             0x00000004
  57 /* Use full configured addressable space (8 Kb) */
  58 #define MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_RXSIZE              0x00000300
  59 /* Use full configured addressable space (4 Kb) */
  60 #define MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_TXSIZE              0x00000400
  61 /* Set RXBUF with use of 128 byte */
  62 #define MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_RXBUF               0x00020000
  63 #define MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_INIT \
  64                                 (MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_BLENGTH | \
  65                                 MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_RXSIZE | \
  66                                 MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_TXSIZE | \
  67                                 MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_RXBUF)
  68 #endif
  69
  70 struct macb_dma_desc {
  71         u32     addr;
  72         u32     ctrl;
  73 };
  74
  75 #define DMA_DESC_BYTES(n)       (n * sizeof(struct macb_dma_desc))
  76 #define MACB_TX_DMA_DESC_SIZE   (DMA_DESC_BYTES(MACB_TX_RING_SIZE))
  77 #define MACB_RX_DMA_DESC_SIZE   (DMA_DESC_BYTES(MACB_RX_RING_SIZE))
  78 #define MACB_TX_DUMMY_DMA_DESC_SIZE     (DMA_DESC_BYTES(1))
  79
  80 #define RXADDR_USED             0x00000001
  81 #define RXADDR_WRAP             0x00000002
  82
  83 #define RXBUF_FRMLEN_MASK       0x00000fff
  84 #define RXBUF_FRAME_START       0x00004000
  85 #define RXBUF_FRAME_END         0x00008000
  86 #define RXBUF_TYPEID_MATCH      0x00400000
  87 #define RXBUF_ADDR4_MATCH       0x00800000
  88 #define RXBUF_ADDR3_MATCH       0x01000000
  89 #define RXBUF_ADDR2_MATCH       0x02000000
  90 #define RXBUF_ADDR1_MATCH       0x04000000
  91 #define RXBUF_BROADCAST         0x80000000
  92
  93 #define TXBUF_FRMLEN_MASK       0x000007ff
  94 #define TXBUF_FRAME_END         0x00008000
  95 #define TXBUF_NOCRC             0x00010000
  96 #define TXBUF_EXHAUSTED         0x08000000
  97 #define TXBUF_UNDERRUN          0x10000000
  98 #define TXBUF_MAXRETRY          0x20000000
  99 #define TXBUF_WRAP              0x40000000
 100 #define TXBUF_USED              0x80000000
 101
 102 struct macb_device {
 103         void                    *regs;
 104
 105         unsigned int            rx_tail;
 106         unsigned int            tx_head;
 107         unsigned int            tx_tail;
 108         unsigned int            next_rx_tail;
 109         bool                    wrapped;
 110
 111         void                    *rx_buffer;
 112         void                    *tx_buffer;
 113         struct macb_dma_desc    *rx_ring;
 114         struct macb_dma_desc    *tx_ring;
 115
 116         unsigned long           rx_buffer_dma;
 117         unsigned long           rx_ring_dma;
 118         unsigned long           tx_ring_dma;
 119
 120         struct macb_dma_desc    *dummy_desc;
 121         unsigned long           dummy_desc_dma;
 122
 123         const struct device     *dev;
 124 #ifndef CONFIG_DM_ETH
 125         struct eth_device       netdev;
 126 #endif
 127         unsigned short          phy_addr;
 128         struct mii_dev          *bus;
 129 #ifdef CONFIG_PHYLIB
 130         struct phy_device       *phydev;
 131 #endif
 132
 133 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 134 #ifdef CONFIG_CLK
 135         unsigned long           pclk_rate;
 136 #endif
 137         phy_interface_t         phy_interface;
 138 #endif
 139 };
 140 #ifndef CONFIG_DM_ETH
 141 #define to_macb(_nd) container_of(_nd, struct macb_device, netdev)
 142 #endif
 143
 144 static int macb_is_gem(struct macb_device *macb)
 145 {
 146         return MACB_BFEXT(IDNUM, macb_readl(macb, MID)) >= 0x2;
 147 }
 148
 149 #ifndef cpu_is_sama5d2
 150 #define cpu_is_sama5d2() 0
 151 #endif
 152
 153 #ifndef cpu_is_sama5d4
 154 #define cpu_is_sama5d4() 0
 155 #endif
 156
 157 static int gem_is_gigabit_capable(struct macb_device *macb)
 158 {
 159         /*
 160          * The GEM controllers embedded in SAMA5D2 and SAMA5D4 are
 161          * configured to support only 10/100.
 162          */
 163         return macb_is_gem(macb) && !cpu_is_sama5d2() && !cpu_is_sama5d4();
 164 }
 165
 166 static void macb_mdio_write(struct macb_device *macb, u8 reg, u16 value)
 167 {
 168         unsigned long netctl;
 169         unsigned long netstat;
 170         unsigned long frame;
 171
 172         netctl = macb_readl(macb, NCR);
 173         netctl |= MACB_BIT(MPE);
 174         macb_writel(macb, NCR, netctl);
 175
 176         frame = (MACB_BF(SOF, 1)
 177                  | MACB_BF(RW, 1)
 178                  | MACB_BF(PHYA, macb->phy_addr)
 179                  | MACB_BF(REGA, reg)
 180                  | MACB_BF(CODE, 2)
 181                  | MACB_BF(DATA, value));
 182         macb_writel(macb, MAN, frame);
 183
 184         do {
 185                 netstat = macb_readl(macb, NSR);
 186         } while (!(netstat & MACB_BIT(IDLE)));
 187
 188         netctl = macb_readl(macb, NCR);
 189         netctl &= ~MACB_BIT(MPE);
 190         macb_writel(macb, NCR, netctl);
 191 }
 192
 193 static u16 macb_mdio_read(struct macb_device *macb, u8 reg)
 194 {
 195         unsigned long netctl;
 196         unsigned long netstat;
 197         unsigned long frame;
 198
 199         netctl = macb_readl(macb, NCR);
 200         netctl |= MACB_BIT(MPE);
 201         macb_writel(macb, NCR, netctl);
 202
 203         frame = (MACB_BF(SOF, 1)
 204                  | MACB_BF(RW, 2)
 205                  | MACB_BF(PHYA, macb->phy_addr)
 206                  | MACB_BF(REGA, reg)
 207                  | MACB_BF(CODE, 2));
 208         macb_writel(macb, MAN, frame);
 209
 210         do {
 211                 netstat = macb_readl(macb, NSR);
 212         } while (!(netstat & MACB_BIT(IDLE)));
 213
 214         frame = macb_readl(macb, MAN);
 215
 216         netctl = macb_readl(macb, NCR);
 217         netctl &= ~MACB_BIT(MPE);
 218         macb_writel(macb, NCR, netctl);
 219
 220         return MACB_BFEXT(DATA, frame);
 221 }
 222
 223 void __weak arch_get_mdio_control(const char *name)
 224 {
 225         return;
 226 }
 227
 228 #if defined(CONFIG_CMD_MII) || defined(CONFIG_PHYLIB)
 229
 230 int macb_miiphy_read(struct mii_dev *bus, int phy_adr, int devad, int reg)
 231 {
 232         u16 value = 0;
 233 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 234         struct udevice *dev = eth_get_dev_by_name(bus->name);
 235         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
 236 #else
 237         struct eth_device *dev = eth_get_dev_by_name(bus->name);
 238         struct macb_device *macb = to_macb(dev);
 239 #endif
 240
 241         if (macb->phy_addr != phy_adr)
 242                 return -1;
 243
 244         arch_get_mdio_control(bus->name);
 245         value = macb_mdio_read(macb, reg);
 246
 247         return value;
 248 }
 249
 250 int macb_miiphy_write(struct mii_dev *bus, int phy_adr, int devad, int reg,
 251                       u16 value)
 252 {
 253 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 254         struct udevice *dev = eth_get_dev_by_name(bus->name);
 255         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
 256 #else
 257         struct eth_device *dev = eth_get_dev_by_name(bus->name);
 258         struct macb_device *macb = to_macb(dev);
 259 #endif
 260
 261         if (macb->phy_addr != phy_adr)
 262                 return -1;
 263
 264         arch_get_mdio_control(bus->name);
 265         macb_mdio_write(macb, reg, value);
 266
 267         return 0;
 268 }
 269 #endif
 270
 271 #define RX      1
 272 #define TX      0
 273 static inline void macb_invalidate_ring_desc(struct macb_device *macb, bool rx)
 274 {
 275         if (rx)
 276                 invalidate_dcache_range(macb->rx_ring_dma,
 277                         ALIGN(macb->rx_ring_dma + MACB_RX_DMA_DESC_SIZE,
 278                               PKTALIGN));
 279         else
 280                 invalidate_dcache_range(macb->tx_ring_dma,
 281                         ALIGN(macb->tx_ring_dma + MACB_TX_DMA_DESC_SIZE,
 282                               PKTALIGN));
 283 }
 284
 285 static inline void macb_flush_ring_desc(struct macb_device *macb, bool rx)
 286 {
 287         if (rx)
 288                 flush_dcache_range(macb->rx_ring_dma, macb->rx_ring_dma +
 289                                    ALIGN(MACB_RX_DMA_DESC_SIZE, PKTALIGN));
 290         else
 291                 flush_dcache_range(macb->tx_ring_dma, macb->tx_ring_dma +
 292                                    ALIGN(MACB_TX_DMA_DESC_SIZE, PKTALIGN));
 293 }
 294
 295 static inline void macb_flush_rx_buffer(struct macb_device *macb)
 296 {
 297         flush_dcache_range(macb->rx_buffer_dma, macb->rx_buffer_dma +
 298                            ALIGN(MACB_RX_BUFFER_SIZE, PKTALIGN));
 299 }
 300
 301 static inline void macb_invalidate_rx_buffer(struct macb_device *macb)
 302 {
 303         invalidate_dcache_range(macb->rx_buffer_dma, macb->rx_buffer_dma +
 304                                 ALIGN(MACB_RX_BUFFER_SIZE, PKTALIGN));
 305 }
 306
 307 #if defined(CONFIG_CMD_NET)
 308
 309 static int _macb_send(struct macb_device *macb, const char *name, void *packet,
 310                       int length)
 311 {
 312         unsigned long paddr, ctrl;
 313         unsigned int tx_head = macb->tx_head;
 314         int i;
 315
 316         paddr = dma_map_single(packet, length, DMA_TO_DEVICE);
 317
 318         ctrl = length & TXBUF_FRMLEN_MASK;
 319         ctrl |= TXBUF_FRAME_END;
 320         if (tx_head == (MACB_TX_RING_SIZE - 1)) {
 321                 ctrl |= TXBUF_WRAP;
 322                 macb->tx_head = 0;
 323         } else {
 324                 macb->tx_head++;
 325         }
 326
 327         macb->tx_ring[tx_head].ctrl = ctrl;
 328         macb->tx_ring[tx_head].addr = paddr;
 329         barrier();
 330         macb_flush_ring_desc(macb, TX);
 331         /* Do we need check paddr and length is dcache line aligned? */
 332         flush_dcache_range(paddr, paddr + ALIGN(length, ARCH_DMA_MINALIGN));
 333         macb_writel(macb, NCR, MACB_BIT(TE) | MACB_BIT(RE) | MACB_BIT(TSTART));
 334
 335         /*
 336          * I guess this is necessary because the networking core may
 337          * re-use the transmit buffer as soon as we return...
 338          */
 339         for (i = 0; i <= MACB_TX_TIMEOUT; i++) {
 340                 barrier();
 341                 macb_invalidate_ring_desc(macb, TX);
 342                 ctrl = macb->tx_ring[tx_head].ctrl;
 343                 if (ctrl & TXBUF_USED)
 344                         break;
 345                 udelay(1);
 346         }
 347
 348         dma_unmap_single(packet, length, paddr);
 349
 350         if (i <= MACB_TX_TIMEOUT) {
 351                 if (ctrl & TXBUF_UNDERRUN)
 352                         printf("%s: TX underrun\n", name);
 353                 if (ctrl & TXBUF_EXHAUSTED)
 354                         printf("%s: TX buffers exhausted in mid frame\n", name);
 355         } else {
 356                 printf("%s: TX timeout\n", name);
 357         }
 358
 359         /* No one cares anyway */
 360         return 0;
 361 }
 362
 363 static void reclaim_rx_buffers(struct macb_device *macb,
 364                                unsigned int new_tail)
 365 {
 366         unsigned int i;
 367
 368         i = macb->rx_tail;
 369
 370         macb_invalidate_ring_desc(macb, RX);
 371         while (i > new_tail) {
 372                 macb->rx_ring[i].addr &= ~RXADDR_USED;
 373                 i++;
 374                 if (i > MACB_RX_RING_SIZE)
 375                         i = 0;
 376         }
 377
 378         while (i < new_tail) {
 379                 macb->rx_ring[i].addr &= ~RXADDR_USED;
 380                 i++;
 381         }
 382
 383         barrier();
 384         macb_flush_ring_desc(macb, RX);
 385         macb->rx_tail = new_tail;
 386 }
 387
 388 static int _macb_recv(struct macb_device *macb, uchar **packetp)
 389 {
 390         unsigned int next_rx_tail = macb->next_rx_tail;
 391         void *buffer;
 392         int length;
 393         u32 status;
 394
 395         macb->wrapped = false;
 396         for (;;) {
 397                 macb_invalidate_ring_desc(macb, RX);
 398
 399                 if (!(macb->rx_ring[next_rx_tail].addr & RXADDR_USED))
 400                         return -EAGAIN;
 401
 402                 status = macb->rx_ring[next_rx_tail].ctrl;
 403                 if (status & RXBUF_FRAME_START) {
 404                         if (next_rx_tail != macb->rx_tail)
 405                                 reclaim_rx_buffers(macb, next_rx_tail);
 406                         macb->wrapped = false;
 407                 }
 408
 409                 if (status & RXBUF_FRAME_END) {
 410                         buffer = macb->rx_buffer + 128 * macb->rx_tail;
 411                         length = status & RXBUF_FRMLEN_MASK;
 412
 413                         macb_invalidate_rx_buffer(macb);
 414                         if (macb->wrapped) {
 415                                 unsigned int headlen, taillen;
 416
 417                                 headlen = 128 * (MACB_RX_RING_SIZE
 418                                                  - macb->rx_tail);
 419                                 taillen = length - headlen;
 420                                 memcpy((void *)net_rx_packets[0],
 421                                        buffer, headlen);
 422                                 memcpy((void *)net_rx_packets[0] + headlen,
 423                                        macb->rx_buffer, taillen);
 424                                 *packetp = (void *)net_rx_packets[0];
 425                         } else {
 426                                 *packetp = buffer;
 427                         }
 428
 429                         if (++next_rx_tail >= MACB_RX_RING_SIZE)
 430                                 next_rx_tail = 0;
 431                         macb->next_rx_tail = next_rx_tail;
 432                         return length;
 433                 } else {
 434                         if (++next_rx_tail >= MACB_RX_RING_SIZE) {
 435                                 macb->wrapped = true;
 436                                 next_rx_tail = 0;
 437                         }
 438                 }
 439                 barrier();
 440         }
 441 }
 442
 443 static void macb_phy_reset(struct macb_device *macb, const char *name)
 444 {
 445         int i;
 446         u16 status, adv;
 447
 448         adv = ADVERTISE_CSMA | ADVERTISE_ALL;
 449         macb_mdio_write(macb, MII_ADVERTISE, adv);
 450         printf("%s: Starting autonegotiation...\n", name);
 451         macb_mdio_write(macb, MII_BMCR, (BMCR_ANENABLE
 452                                          | BMCR_ANRESTART));
 453
 454         for (i = 0; i < MACB_AUTONEG_TIMEOUT / 100; i++) {
 455                 status = macb_mdio_read(macb, MII_BMSR);
 456                 if (status & BMSR_ANEGCOMPLETE)
 457                         break;
 458                 udelay(100);
 459         }
 460
 461         if (status & BMSR_ANEGCOMPLETE)
 462                 printf("%s: Autonegotiation complete\n", name);
 463         else
 464                 printf("%s: Autonegotiation timed out (status=0x%04x)\n",
 465                        name, status);
 466 }
 467
 468 static int macb_phy_find(struct macb_device *macb, const char *name)
 469 {
 470         int i;
 471         u16 phy_id;
 472
 473         /* Search for PHY... */
 474         for (i = 0; i < 32; i++) {
 475                 macb->phy_addr = i;
 476                 phy_id = macb_mdio_read(macb, MII_PHYSID1);
 477                 if (phy_id != 0xffff) {
 478                         printf("%s: PHY present at %d\n", name, i);
 479                         return 0;
 480                 }
 481         }
 482
 483         /* PHY isn't up to snuff */
 484         printf("%s: PHY not found\n", name);
 485
 486         return -ENODEV;
 487 }
 488
 489 /**
 490  * macb_linkspd_cb - Linkspeed change callback function
 491  * @dev/@regs:  MACB udevice (DM version) or
 492  *              Base Register of MACB devices (non-DM version)
 493  * @speed:      Linkspeed
 494  * Returns 0 when operation success and negative errno number
 495  * when operation failed.
 496  */
 497 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 498 int __weak macb_linkspd_cb(struct udevice *dev, unsigned int speed)
 499 {
 500 #ifdef CONFIG_CLK
 501         struct clk tx_clk;
 502         ulong rate;
 503         int ret;
 504
 505         /*
 506          * "tx_clk" is an optional clock source for MACB.
 507          * Ignore if it does not exist in DT.
 508          */
 509         ret = clk_get_by_name(dev, "tx_clk", &tx_clk);
 510         if (ret)
 511                 return 0;
 512
 513         switch (speed) {
 514         case _10BASET:
 515                 rate = 2500000;         /* 2.5 MHz */
 516                 break;
 517         case _100BASET:
 518                 rate = 25000000;        /* 25 MHz */
 519                 break;
 520         case _1000BASET:
 521                 rate = 125000000;       /* 125 MHz */
 522                 break;
 523         default:
 524                 /* does not change anything */
 525                 return 0;
 526         }
 527
 528         if (tx_clk.dev) {
 529                 ret = clk_set_rate(&tx_clk, rate);
 530                 if (ret)
 531                         return ret;
 532         }
 533 #endif
 534
 535         return 0;
 536 }
 537 #else
 538 int __weak macb_linkspd_cb(void *regs, unsigned int speed)
 539 {
 540         return 0;
 541 }
 542 #endif
 543
 544 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 545 static int macb_phy_init(struct udevice *dev, const char *name)
 546 #else
 547 static int macb_phy_init(struct macb_device *macb, const char *name)
 548 #endif
 549 {
 550 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 551         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
 552 #endif
 553         u32 ncfgr;
 554         u16 phy_id, status, adv, lpa;
 555         int media, speed, duplex;
 556         int ret;
 557         int i;
 558
 559         arch_get_mdio_control(name);
 560         /* Auto-detect phy_addr */
 561         ret = macb_phy_find(macb, name);
 562         if (ret)
 563                 return ret;
 564
 565         /* Check if the PHY is up to snuff... */
 566         phy_id = macb_mdio_read(macb, MII_PHYSID1);
 567         if (phy_id == 0xffff) {
 568                 printf("%s: No PHY present\n", name);
 569                 return -ENODEV;
 570         }
 571
 572 #ifdef CONFIG_PHYLIB
 573 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 574         macb->phydev = phy_connect(macb->bus, macb->phy_addr, dev,
 575                              macb->phy_interface);
 576 #else
 577         /* need to consider other phy interface mode */
 578         macb->phydev = phy_connect(macb->bus, macb->phy_addr, &macb->netdev,
 579                              PHY_INTERFACE_MODE_RGMII);
 580 #endif
 581         if (!macb->phydev) {
 582                 printf("phy_connect failed\n");
 583                 return -ENODEV;
 584         }
 585
 586         phy_config(macb->phydev);
 587 #endif
 588
 589         status = macb_mdio_read(macb, MII_BMSR);
 590         if (!(status & BMSR_LSTATUS)) {
 591                 /* Try to re-negotiate if we don't have link already. */
 592                 macb_phy_reset(macb, name);
 593
 594                 for (i = 0; i < MACB_AUTONEG_TIMEOUT / 100; i++) {
 595                         status = macb_mdio_read(macb, MII_BMSR);
 596                         if (status & BMSR_LSTATUS) {
 597                                 /*
 598                                  * Delay a bit after the link is established,
 599                                  * so that the next xfer does not fail
 600                                  */
 601                                 mdelay(10);
 602                                 break;
 603                         }
 604                         udelay(100);
 605                 }
 606         }
 607
 608         if (!(status & BMSR_LSTATUS)) {
 609                 printf("%s: link down (status: 0x%04x)\n",
 610                        name, status);
 611                 return -ENETDOWN;
 612         }
 613
 614         /* First check for GMAC and that it is GiB capable */
 615         if (gem_is_gigabit_capable(macb)) {
 616                 lpa = macb_mdio_read(macb, MII_LPA);
 617
 618                 if (lpa & (LPA_1000FULL | LPA_1000HALF | LPA_1000XFULL |
 619                                         LPA_1000XHALF)) {
 620                         duplex = ((lpa & (LPA_1000FULL | LPA_1000XFULL)) ?
 621                                         1 : 0);
 622
 623                         printf("%s: link up, 1000Mbps %s-duplex (lpa: 0x%04x)\n",
 624                                name,
 625                                duplex ? "full" : "half",
 626                                lpa);
 627
 628                         ncfgr = macb_readl(macb, NCFGR);
 629                         ncfgr &= ~(MACB_BIT(SPD) | MACB_BIT(FD));
 630                         ncfgr |= GEM_BIT(GBE);
 631
 632                         if (duplex)
 633                                 ncfgr |= MACB_BIT(FD);
 634
 635                         macb_writel(macb, NCFGR, ncfgr);
 636
 637 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 638                         ret = macb_linkspd_cb(dev, _1000BASET);
 639 #else
 640                         ret = macb_linkspd_cb(macb->regs, _1000BASET);
 641 #endif
 642                         if (ret)
 643                                 return ret;
 644
 645                         return 0;
 646                 }
 647         }
 648
 649         /* fall back for EMAC checking */
 650         adv = macb_mdio_read(macb, MII_ADVERTISE);
 651         lpa = macb_mdio_read(macb, MII_LPA);
 652         media = mii_nway_result(lpa & adv);
 653         speed = (media & (ADVERTISE_100FULL | ADVERTISE_100HALF)
 654                  ? 1 : 0);
 655         duplex = (media & ADVERTISE_FULL) ? 1 : 0;
 656         printf("%s: link up, %sMbps %s-duplex (lpa: 0x%04x)\n",
 657                name,
 658                speed ? "100" : "10",
 659                duplex ? "full" : "half",
 660                lpa);
 661
 662         ncfgr = macb_readl(macb, NCFGR);
 663         ncfgr &= ~(MACB_BIT(SPD) | MACB_BIT(FD) | GEM_BIT(GBE));
 664         if (speed) {
 665                 ncfgr |= MACB_BIT(SPD);
 666 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 667                 ret = macb_linkspd_cb(dev, _100BASET);
 668 #else
 669                 ret = macb_linkspd_cb(macb->regs, _100BASET);
 670 #endif
 671         } else {
 672 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 673                 ret = macb_linkspd_cb(dev, _10BASET);
 674 #else
 675                 ret = macb_linkspd_cb(macb->regs, _10BASET);
 676 #endif
 677         }
 678
 679         if (ret)
 680                 return ret;
 681
 682         if (duplex)
 683                 ncfgr |= MACB_BIT(FD);
 684         macb_writel(macb, NCFGR, ncfgr);
 685
 686         return 0;
 687 }
 688
 689 static int gmac_init_multi_queues(struct macb_device *macb)
 690 {
 691         int i, num_queues = 1;
 692         u32 queue_mask;
 693
 694         /* bit 0 is never set but queue 0 always exists */
 695         queue_mask = gem_readl(macb, DCFG6) & 0xff;
 696         queue_mask |= 0x1;
 697
 698         for (i = 1; i < MACB_MAX_QUEUES; i++)
 699                 if (queue_mask & (1 << i))
 700                         num_queues++;
 701
 702         macb->dummy_desc->ctrl = TXBUF_USED;
 703         macb->dummy_desc->addr = 0;
 704         flush_dcache_range(macb->dummy_desc_dma, macb->dummy_desc_dma +
 705                         ALIGN(MACB_TX_DUMMY_DMA_DESC_SIZE, PKTALIGN));
 706
 707         for (i = 1; i < num_queues; i++)
 708                 gem_writel_queue_TBQP(macb, macb->dummy_desc_dma, i - 1);
 709
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 714 static int _macb_init(struct udevice *dev, const char *name)
 715 #else
 716 static int _macb_init(struct macb_device *macb, const char *name)
 717 #endif
 718 {
 719 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 720         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
 721 #endif
 722         unsigned long paddr;
 723         int ret;
 724         int i;
 725
 726         /*
 727          * macb_halt should have been called at some point before now,
 728          * so we'll assume the controller is idle.
 729          */
 730
 731         /* initialize DMA descriptors */
 732         paddr = macb->rx_buffer_dma;
 733         for (i = 0; i < MACB_RX_RING_SIZE; i++) {
 734                 if (i == (MACB_RX_RING_SIZE - 1))
 735                         paddr |= RXADDR_WRAP;
 736                 macb->rx_ring[i].addr = paddr;
 737                 macb->rx_ring[i].ctrl = 0;
 738                 paddr += 128;
 739         }
 740         macb_flush_ring_desc(macb, RX);
 741         macb_flush_rx_buffer(macb);
 742
 743         for (i = 0; i < MACB_TX_RING_SIZE; i++) {
 744                 macb->tx_ring[i].addr = 0;
 745                 if (i == (MACB_TX_RING_SIZE - 1))
 746                         macb->tx_ring[i].ctrl = TXBUF_USED | TXBUF_WRAP;
 747                 else
 748                         macb->tx_ring[i].ctrl = TXBUF_USED;
 749         }
 750         macb_flush_ring_desc(macb, TX);
 751
 752         macb->rx_tail = 0;
 753         macb->tx_head = 0;
 754         macb->tx_tail = 0;
 755         macb->next_rx_tail = 0;
 756
 757 #ifdef CONFIG_MACB_ZYNQ
 758         macb_writel(macb, DMACFG, MACB_ZYNQ_GEM_DMACR_INIT);
 759 #endif
 760
 761         macb_writel(macb, RBQP, macb->rx_ring_dma);
 762         macb_writel(macb, TBQP, macb->tx_ring_dma);
 763
 764         if (macb_is_gem(macb)) {
 765                 /* Check the multi queue and initialize the queue for tx */
 766                 gmac_init_multi_queues(macb);
 767
 768                 /*
 769                  * When the GMAC IP with GE feature, this bit is used to
 770                  * select interface between RGMII and GMII.
 771                  * When the GMAC IP without GE feature, this bit is used
 772                  * to select interface between RMII and MII.
 773                  */
 774 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 775                 if ((macb->phy_interface == PHY_INTERFACE_MODE_RMII) ||
 776                     (macb->phy_interface == PHY_INTERFACE_MODE_RGMII))
 777                         gem_writel(macb, UR, GEM_BIT(RGMII));
 778                 else
 779                         gem_writel(macb, UR, 0);
 780 #else
 781 #if defined(CONFIG_RGMII) || defined(CONFIG_RMII)
 782                 gem_writel(macb, UR, GEM_BIT(RGMII));
 783 #else
 784                 gem_writel(macb, UR, 0);
 785 #endif
 786 #endif
 787         } else {
 788         /* choose RMII or MII mode. This depends on the board */
 789 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 790 #ifdef CONFIG_AT91FAMILY
 791                 if (macb->phy_interface == PHY_INTERFACE_MODE_RMII) {
 792                         macb_writel(macb, USRIO,
 793                                     MACB_BIT(RMII) | MACB_BIT(CLKEN));
 794                 } else {
 795                         macb_writel(macb, USRIO, MACB_BIT(CLKEN));
 796                 }
 797 #else
 798                 if (macb->phy_interface == PHY_INTERFACE_MODE_RMII)
 799                         macb_writel(macb, USRIO, 0);
 800                 else
 801                         macb_writel(macb, USRIO, MACB_BIT(MII));
 802 #endif
 803 #else
 804 #ifdef CONFIG_RMII
 805 #ifdef CONFIG_AT91FAMILY
 806         macb_writel(macb, USRIO, MACB_BIT(RMII) | MACB_BIT(CLKEN));
 807 #else
 808         macb_writel(macb, USRIO, 0);
 809 #endif
 810 #else
 811 #ifdef CONFIG_AT91FAMILY
 812         macb_writel(macb, USRIO, MACB_BIT(CLKEN));
 813 #else
 814         macb_writel(macb, USRIO, MACB_BIT(MII));
 815 #endif
 816 #endif /* CONFIG_RMII */
 817 #endif
 818         }
 819
 820 #ifdef CONFIG_DM_ETH
 821         ret = macb_phy_init(dev, name);
 822 #else
 823         ret = macb_phy_init(macb, name);
 824 #endif
 825         if (ret)
 826                 return ret;
 827
 828         /* Enable TX and RX */
 829         macb_writel(macb, NCR, MACB_BIT(TE) | MACB_BIT(RE));
 830
 831         return 0;
 832 }
 833
 834 static void _macb_halt(struct macb_device *macb)
 835 {
 836         u32 ncr, tsr;
 837
 838         /* Halt the controller and wait for any ongoing transmission to end. */
 839         ncr = macb_readl(macb, NCR);
 840         ncr |= MACB_BIT(THALT);
 841         macb_writel(macb, NCR, ncr);
 842
 843         do {
 844                 tsr = macb_readl(macb, TSR);
 845         } while (tsr & MACB_BIT(TGO));
 846
 847         /* Disable TX and RX, and clear statistics */
 848         macb_writel(macb, NCR, MACB_BIT(CLRSTAT));
 849 }
 850
 851 static int _macb_write_hwaddr(struct macb_device *macb, unsigned char *enetaddr)
 852 {
 853         u32 hwaddr_bottom;
 854         u16 hwaddr_top;
 855
 856         /* set hardware address */
 857         hwaddr_bottom = enetaddr[0] | enetaddr[1] << 8 |
 858                         enetaddr[2] << 16 | enetaddr[3] << 24;
 859         macb_writel(macb, SA1B, hwaddr_bottom);
 860         hwaddr_top = enetaddr[4] | enetaddr[5] << 8;
 861         macb_writel(macb, SA1T, hwaddr_top);
 862         return 0;
 863 }
 864
 865 static u32 macb_mdc_clk_div(int id, struct macb_device *macb)
 866 {
 867         u32 config;
 868 #if defined(CONFIG_DM_ETH) && defined(CONFIG_CLK)
 869         unsigned long macb_hz = macb->pclk_rate;
 870 #else
 871         unsigned long macb_hz = get_macb_pclk_rate(id);
 872 #endif
 873
 874         if (macb_hz < 20000000)
 875                 config = MACB_BF(CLK, MACB_CLK_DIV8);
 876         else if (macb_hz < 40000000)
 877                 config = MACB_BF(CLK, MACB_CLK_DIV16);
 878         else if (macb_hz < 80000000)
 879                 config = MACB_BF(CLK, MACB_CLK_DIV32);
 880         else
 881                 config = MACB_BF(CLK, MACB_CLK_DIV64);
 882
 883         return config;
 884 }
 885
 886 static u32 gem_mdc_clk_div(int id, struct macb_device *macb)
 887 {
 888         u32 config;
 889
 890 #if defined(CONFIG_DM_ETH) && defined(CONFIG_CLK)
 891         unsigned long macb_hz = macb->pclk_rate;
 892 #else
 893         unsigned long macb_hz = get_macb_pclk_rate(id);
 894 #endif
 895
 896         if (macb_hz < 20000000)
 897                 config = GEM_BF(CLK, GEM_CLK_DIV8);
 898         else if (macb_hz < 40000000)
 899                 config = GEM_BF(CLK, GEM_CLK_DIV16);
 900         else if (macb_hz < 80000000)
 901                 config = GEM_BF(CLK, GEM_CLK_DIV32);
 902         else if (macb_hz < 120000000)
 903                 config = GEM_BF(CLK, GEM_CLK_DIV48);
 904         else if (macb_hz < 160000000)
 905                 config = GEM_BF(CLK, GEM_CLK_DIV64);
 906         else
 907                 config = GEM_BF(CLK, GEM_CLK_DIV96);
 908
 909         return config;
 910 }
 911
 912 /*
 913  * Get the DMA bus width field of the network configuration register that we
 914  * should program. We find the width from decoding the design configuration
 915  * register to find the maximum supported data bus width.
 916  */
 917 static u32 macb_dbw(struct macb_device *macb)
 918 {
 919         switch (GEM_BFEXT(DBWDEF, gem_readl(macb, DCFG1))) {
 920         case 4:
 921                 return GEM_BF(DBW, GEM_DBW128);
 922         case 2:
 923                 return GEM_BF(DBW, GEM_DBW64);
 924         case 1:
 925         default:
 926                 return GEM_BF(DBW, GEM_DBW32);
 927         }
 928 }
 929
 930 static void _macb_eth_initialize(struct macb_device *macb)
 931 {
 932         int id = 0;     /* This is not used by functions we call */
 933         u32 ncfgr;
 934
 935         /* TODO: we need check the rx/tx_ring_dma is dcache line aligned */
 936         macb->rx_buffer = dma_alloc_coherent(MACB_RX_BUFFER_SIZE,
 937                                              &macb->rx_buffer_dma);
 938         macb->rx_ring = dma_alloc_coherent(MACB_RX_DMA_DESC_SIZE,
 939                                            &macb->rx_ring_dma);
 940         macb->tx_ring = dma_alloc_coherent(MACB_TX_DMA_DESC_SIZE,
 941                                            &macb->tx_ring_dma);
 942         macb->dummy_desc = dma_alloc_coherent(MACB_TX_DUMMY_DMA_DESC_SIZE,
 943                                            &macb->dummy_desc_dma);
 944
 945         /*
 946          * Do some basic initialization so that we at least can talk
 947          * to the PHY
 948          */
 949         if (macb_is_gem(macb)) {
 950                 ncfgr = gem_mdc_clk_div(id, macb);
 951                 ncfgr |= macb_dbw(macb);
 952         } else {
 953                 ncfgr = macb_mdc_clk_div(id, macb);
 954         }
 955
 956         macb_writel(macb, NCFGR, ncfgr);
 957 }
 958
 959 #ifndef CONFIG_DM_ETH
 960 static int macb_send(struct eth_device *netdev, void *packet, int length)
 961 {
 962         struct macb_device *macb = to_macb(netdev);
 963
 964         return _macb_send(macb, netdev->name, packet, length);
 965 }
 966
 967 static int macb_recv(struct eth_device *netdev)
 968 {
 969         struct macb_device *macb = to_macb(netdev);
 970         uchar *packet;
 971         int length;
 972
 973         macb->wrapped = false;
 974         for (;;) {
 975                 macb->next_rx_tail = macb->rx_tail;
 976                 length = _macb_recv(macb, &packet);
 977                 if (length >= 0) {
 978                         net_process_received_packet(packet, length);
 979                         reclaim_rx_buffers(macb, macb->next_rx_tail);
 980                 } else {
 981                         return length;
 982                 }
 983         }
 984 }
 985
 986 static int macb_init(struct eth_device *netdev, bd_t *bd)
 987 {
 988         struct macb_device *macb = to_macb(netdev);
 989
 990         return _macb_init(macb, netdev->name);
 991 }
 992
 993 static void macb_halt(struct eth_device *netdev)
 994 {
 995         struct macb_device *macb = to_macb(netdev);
 996
 997         return _macb_halt(macb);
 998 }
 999
1000 static int macb_write_hwaddr(struct eth_device *netdev)
1001 {
1002         struct macb_device *macb = to_macb(netdev);
1003
1004         return _macb_write_hwaddr(macb, netdev->enetaddr);
1005 }
1006
1007 int macb_eth_initialize(int id, void *regs, unsigned int phy_addr)
1008 {
1009         struct macb_device *macb;
1010         struct eth_device *netdev;
1011
1012         macb = malloc(sizeof(struct macb_device));
1013         if (!macb) {
1014                 printf("Error: Failed to allocate memory for MACB%d\n", id);
1015                 return -1;
1016         }
1017         memset(macb, 0, sizeof(struct macb_device));
1018
1019         netdev = &macb->netdev;
1020
1021         macb->regs = regs;
1022         macb->phy_addr = phy_addr;
1023
1024         if (macb_is_gem(macb))
1025                 sprintf(netdev->name, "gmac%d", id);
1026         else
1027                 sprintf(netdev->name, "macb%d", id);
1028
1029         netdev->init = macb_init;
1030         netdev->halt = macb_halt;
1031         netdev->send = macb_send;
1032         netdev->recv = macb_recv;
1033         netdev->write_hwaddr = macb_write_hwaddr;
1034
1035         _macb_eth_initialize(macb);
1036
1037         eth_register(netdev);
1038
1039 #if defined(CONFIG_CMD_MII) || defined(CONFIG_PHYLIB)
1040         int retval;
1041         struct mii_dev *mdiodev = mdio_alloc();
1042         if (!mdiodev)
1043                 return -ENOMEM;
1044         strncpy(mdiodev->name, netdev->name, MDIO_NAME_LEN);
1045         mdiodev->read = macb_miiphy_read;
1046         mdiodev->write = macb_miiphy_write;
1047
1048         retval = mdio_register(mdiodev);
1049         if (retval < 0)
1050                 return retval;
1051         macb->bus = miiphy_get_dev_by_name(netdev->name);
1052 #endif
1053         return 0;
1054 }
1055 #endif /* !CONFIG_DM_ETH */
1056
1057 #ifdef CONFIG_DM_ETH
1058
1059 static int macb_start(struct udevice *dev)
1060 {
1061         return _macb_init(dev, dev->name);
1062 }
1063
1064 static int macb_send(struct udevice *dev, void *packet, int length)
1065 {
1066         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1067
1068         return _macb_send(macb, dev->name, packet, length);
1069 }
1070
1071 static int macb_recv(struct udevice *dev, int flags, uchar **packetp)
1072 {
1073         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1074
1075         macb->next_rx_tail = macb->rx_tail;
1076         macb->wrapped = false;
1077
1078         return _macb_recv(macb, packetp);
1079 }
1080
1081 static int macb_free_pkt(struct udevice *dev, uchar *packet, int length)
1082 {
1083         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1084
1085         reclaim_rx_buffers(macb, macb->next_rx_tail);
1086
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 static void macb_stop(struct udevice *dev)
1091 {
1092         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1093
1094         _macb_halt(macb);
1095 }
1096
1097 static int macb_write_hwaddr(struct udevice *dev)
1098 {
1099         struct eth_pdata *plat = dev_get_platdata(dev);
1100         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1101
1102         return _macb_write_hwaddr(macb, plat->enetaddr);
1103 }
1104
1105 static const struct eth_ops macb_eth_ops = {
1106         .start  = macb_start,
1107         .send   = macb_send,
1108         .recv   = macb_recv,
1109         .stop   = macb_stop,
1110         .free_pkt       = macb_free_pkt,
1111         .write_hwaddr   = macb_write_hwaddr,
1112 };
1113
1114 #ifdef CONFIG_CLK
1115 static int macb_enable_clk(struct udevice *dev)
1116 {
1117         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1118         struct clk clk;
1119         ulong clk_rate;
1120         int ret;
1121
1122         ret = clk_get_by_index(dev, 0, &clk);
1123         if (ret)
1124                 return -EINVAL;
1125
1126         /*
1127          * If clock driver didn't support enable or disable then
1128          * we get -ENOSYS from clk_enable(). To handle this, we
1129          * don't fail for ret == -ENOSYS.
1130          */
1131         ret = clk_enable(&clk);
1132         if (ret && ret != -ENOSYS)
1133                 return ret;
1134
1135         clk_rate = clk_get_rate(&clk);
1136         if (!clk_rate)
1137                 return -EINVAL;
1138
1139         macb->pclk_rate = clk_rate;
1140
1141         return 0;
1142 }
1143 #endif
1144
1145 static int macb_eth_probe(struct udevice *dev)
1146 {
1147         struct eth_pdata *pdata = dev_get_platdata(dev);
1148         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1149         const char *phy_mode;
1150         __maybe_unused int ret;
1151
1152         phy_mode = fdt_getprop(gd->fdt_blob, dev_of_offset(dev), "phy-mode",
1153                                NULL);
1154         if (phy_mode)
1155                 macb->phy_interface = phy_get_interface_by_name(phy_mode);
1156         if (macb->phy_interface == -1) {
1157                 debug("%s: Invalid PHY interface '%s'\n", __func__, phy_mode);
1158                 return -EINVAL;
1159         }
1160
1161         macb->regs = (void *)pdata->iobase;
1162
1163 #ifdef CONFIG_CLK
1164         ret = macb_enable_clk(dev);
1165         if (ret)
1166                 return ret;
1167 #endif
1168
1169         _macb_eth_initialize(macb);
1170
1171 #if defined(CONFIG_CMD_MII) || defined(CONFIG_PHYLIB)
1172         macb->bus = mdio_alloc();
1173         if (!macb->bus)
1174                 return -ENOMEM;
1175         strncpy(macb->bus->name, dev->name, MDIO_NAME_LEN);
1176         macb->bus->read = macb_miiphy_read;
1177         macb->bus->write = macb_miiphy_write;
1178
1179         ret = mdio_register(macb->bus);
1180         if (ret < 0)
1181                 return ret;
1182         macb->bus = miiphy_get_dev_by_name(dev->name);
1183 #endif
1184
1185         return 0;
1186 }
1187
1188 static int macb_eth_remove(struct udevice *dev)
1189 {
1190         struct macb_device *macb = dev_get_priv(dev);
1191
1192 #ifdef CONFIG_PHYLIB
1193         free(macb->phydev);
1194 #endif
1195         mdio_unregister(macb->bus);
1196         mdio_free(macb->bus);
1197
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 /**
1202  * macb_late_eth_ofdata_to_platdata
1203  * @dev:        udevice struct
1204  * Returns 0 when operation success and negative errno number
1205  * when operation failed.
1206  */
1207 int __weak macb_late_eth_ofdata_to_platdata(struct udevice *dev)
1208 {
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 static int macb_eth_ofdata_to_platdata(struct udevice *dev)
1213 {
1214         struct eth_pdata *pdata = dev_get_platdata(dev);
1215
1216         pdata->iobase = (phys_addr_t)dev_remap_addr(dev);
1217         if (!pdata->iobase)
1218                 return -EINVAL;
1219
1220         return macb_late_eth_ofdata_to_platdata(dev);
1221 }
1222
1223 static const struct udevice_id macb_eth_ids[] = {
1224         { .compatible = "cdns,macb" },
1225         { .compatible = "cdns,at91sam9260-macb" },
1226         { .compatible = "atmel,sama5d2-gem" },
1227         { .compatible = "atmel,sama5d3-gem" },
1228         { .compatible = "atmel,sama5d4-gem" },
1229         { .compatible = "cdns,zynq-gem" },
1230         { }
1231 };
1232
1233 U_BOOT_DRIVER(eth_macb) = {
1234         .name   = "eth_macb",
1235         .id     = UCLASS_ETH,
1236         .of_match = macb_eth_ids,
1237         .ofdata_to_platdata = macb_eth_ofdata_to_platdata,
1238         .probe  = macb_eth_probe,
1239         .remove = macb_eth_remove,
1240         .ops    = &macb_eth_ops,
1241         .priv_auto_alloc_size = sizeof(struct macb_device),
1242         .platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct eth_pdata),
1243 };
1244 #endif
1245
1246 #endif