sys/dev/mii/e1000phy.c

   1 /*-
   2  * Principal Author: Parag Patel
   3  * Copyright (c) 2001
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  11  *    disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  * Additional Copyright (c) 2001 by Traakan Software under same licence.
  29  * Secondary Author: Matthew Jacob
  30  */
  31
  32 #include <sys/cdefs.h>
  33 __FBSDID("$FreeBSD$");
  34
  35 /*
  36  * driver for the Marvell 88E1000 series external 1000/100/10-BT PHY.
  37  */
  38
  39 /*
  40  * Support added for the Marvell 88E1011 (Alaska) 1000/100/10baseTX and
  41  * 1000baseSX PHY.
  42  * Nathan Binkert <nate@openbsd.org>
  43  * Jung-uk Kim <jkim@niksun.com>
  44  */
  45
  46 #include <sys/param.h>
  47 #include <sys/systm.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/module.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/bus.h>
  52
  53
  54 #include <net/if.h>
  55 #include <net/if_media.h>
  56
  57 #include <dev/mii/mii.h>
  58 #include <dev/mii/miivar.h>
  59 #include "miidevs.h"
  60
  61 #include <dev/mii/e1000phyreg.h>
  62
  63 #include "miibus_if.h"
  64
  65 static int      e1000phy_probe(device_t);
  66 static int      e1000phy_attach(device_t);
  67
  68 static device_method_t e1000phy_methods[] = {
  69         /* device interface */
  70         DEVMETHOD(device_probe,         e1000phy_probe),
  71         DEVMETHOD(device_attach,        e1000phy_attach),
  72         DEVMETHOD(device_detach,        mii_phy_detach),
  73         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
  74         DEVMETHOD_END
  75 };
  76
  77 static devclass_t e1000phy_devclass;
  78 static driver_t e1000phy_driver = {
  79         "e1000phy",
  80         e1000phy_methods,
  81         sizeof(struct mii_softc)
  82 };
  83
  84 DRIVER_MODULE(e1000phy, miibus, e1000phy_driver, e1000phy_devclass, 0, 0);
  85
  86 static int      e1000phy_service(struct mii_softc *, struct mii_data *, int);
  87 static void     e1000phy_status(struct mii_softc *);
  88 static void     e1000phy_reset(struct mii_softc *);
  89 static int      e1000phy_mii_phy_auto(struct mii_softc *, int);
  90
  91 static const struct mii_phydesc e1000phys[] = {
  92         MII_PHY_DESC(MARVELL, E1000),
  93         MII_PHY_DESC(MARVELL, E1011),
  94         MII_PHY_DESC(MARVELL, E1000_3),
  95         MII_PHY_DESC(MARVELL, E1000_5),
  96         MII_PHY_DESC(MARVELL, E1111),
  97         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1000),
  98         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1011),
  99         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1000_3),
 100         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1000S),
 101         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1000_5),
 102         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1101),
 103         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E3082),
 104         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1112),
 105         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1149),
 106         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1111),
 107         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1116),
 108         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1116R),
 109         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1116R_29),
 110         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1118),
 111         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E1149R),
 112         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, E3016),
 113         MII_PHY_DESC(xxMARVELL, PHYG65G),
 114         MII_PHY_END
 115 };
 116
 117 static const struct mii_phy_funcs e1000phy_funcs = {
 118         e1000phy_service,
 119         e1000phy_status,
 120         e1000phy_reset
 121 };
 122
 123 static int
 124 e1000phy_probe(device_t dev)
 125 {
 126
 127         return (mii_phy_dev_probe(dev, e1000phys, BUS_PROBE_DEFAULT));
 128 }
 129
 130 static int
 131 e1000phy_attach(device_t dev)
 132 {
 133         struct mii_softc *sc;
 134         struct ifnet *ifp;
 135
 136         sc = device_get_softc(dev);
 137
 138         mii_phy_dev_attach(dev, MIIF_NOMANPAUSE, &e1000phy_funcs, 0);
 139
 140         ifp = sc->mii_pdata->mii_ifp;
 141         if (strcmp(ifp->if_dname, "msk") == 0 &&
 142             (sc->mii_flags & MIIF_MACPRIV0) != 0)
 143                 sc->mii_flags |= MIIF_PHYPRIV0;
 144
 145         switch (sc->mii_mpd_model) {
 146         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1011:
 147         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1112:
 148                 if (PHY_READ(sc, E1000_ESSR) & E1000_ESSR_FIBER_LINK)
 149                         sc->mii_flags |= MIIF_HAVEFIBER;
 150                 break;
 151         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1149:
 152         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1149R:
 153                 /*
 154                  * Some 88E1149 PHY's page select is initialized to
 155                  * point to other bank instead of copper/fiber bank
 156                  * which in turn resulted in wrong registers were
 157                  * accessed during PHY operation. It is believed that
 158                  * page 0 should be used for copper PHY so reinitialize
 159                  * E1000_EADR to select default copper PHY. If parent
 160                  * device know the type of PHY(either copper or fiber),
 161                  * that information should be used to select default
 162                  * type of PHY.
 163                  */
 164                 PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, 0);
 165                 break;
 166         }
 167
 168         PHY_RESET(sc);
 169
 170         sc->mii_capabilities = PHY_READ(sc, MII_BMSR) & sc->mii_capmask;
 171         if (sc->mii_capabilities & BMSR_EXTSTAT)
 172                 sc->mii_extcapabilities = PHY_READ(sc, MII_EXTSR);
 173         device_printf(dev, " ");
 174         mii_phy_add_media(sc);
 175         printf("\n");
 176
 177         MIIBUS_MEDIAINIT(sc->mii_dev);
 178         return (0);
 179 }
 180
 181 static void
 182 e1000phy_reset(struct mii_softc *sc)
 183 {
 184         uint16_t reg, page;
 185
 186         reg = PHY_READ(sc, E1000_SCR);
 187         if ((sc->mii_flags & MIIF_HAVEFIBER) != 0) {
 188                 reg &= ~E1000_SCR_AUTO_X_MODE;
 189                 PHY_WRITE(sc, E1000_SCR, reg);
 190                 if (sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1112) {
 191                         /* Select 1000BASE-X only mode. */
 192                         page = PHY_READ(sc, E1000_EADR);
 193                         PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, 2);
 194                         reg = PHY_READ(sc, E1000_SCR);
 195                         reg &= ~E1000_SCR_MODE_MASK;
 196                         reg |= E1000_SCR_MODE_1000BX;
 197                         PHY_WRITE(sc, E1000_SCR, reg);
 198                         if ((sc->mii_flags & MIIF_PHYPRIV0) != 0) {
 199                                 /* Set SIGDET polarity low for SFP module. */
 200                                 PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, 1);
 201                                 reg = PHY_READ(sc, E1000_SCR);
 202                                 reg |= E1000_SCR_FIB_SIGDET_POLARITY;
 203                                 PHY_WRITE(sc, E1000_SCR, reg);
 204                         }
 205                         PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, page);
 206                 }
 207         } else {
 208                 switch (sc->mii_mpd_model) {
 209                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1111:
 210                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1112:
 211                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1116:
 212                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1116R_29:
 213                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1118:
 214                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1149:
 215                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E1149R:
 216                 case MII_MODEL_xxMARVELL_PHYG65G:
 217                         /* Disable energy detect mode. */
 218                         reg &= ~E1000_SCR_EN_DETECT_MASK;
 219                         reg |= E1000_SCR_AUTO_X_MODE;
 220                         if (sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1116 ||
 221                             sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1116R_29)
 222                                 reg &= ~E1000_SCR_POWER_DOWN;
 223                         reg |= E1000_SCR_ASSERT_CRS_ON_TX;
 224                         break;
 225                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E3082:
 226                         reg |= (E1000_SCR_AUTO_X_MODE >> 1);
 227                         reg |= E1000_SCR_ASSERT_CRS_ON_TX;
 228                         break;
 229                 case MII_MODEL_xxMARVELL_E3016:
 230                         reg |= E1000_SCR_AUTO_MDIX;
 231                         reg &= ~(E1000_SCR_EN_DETECT |
 232                             E1000_SCR_SCRAMBLER_DISABLE);
 233                         reg |= E1000_SCR_LPNP;
 234                         /* XXX Enable class A driver for Yukon FE+ A0. */
 235                         PHY_WRITE(sc, 0x1C, PHY_READ(sc, 0x1C) | 0x0001);
 236                         break;
 237                 default:
 238                         reg &= ~E1000_SCR_AUTO_X_MODE;
 239                         reg |= E1000_SCR_ASSERT_CRS_ON_TX;
 240                         break;
 241                 }
 242                 if (sc->mii_mpd_model != MII_MODEL_xxMARVELL_E3016) {
 243                         /* Auto correction for reversed cable polarity. */
 244                         reg &= ~E1000_SCR_POLARITY_REVERSAL;
 245                 }
 246                 PHY_WRITE(sc, E1000_SCR, reg);
 247
 248                 if (sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1116 ||
 249                     sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1116R_29 ||
 250                     sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1149 ||
 251                     sc->mii_mpd_model == MII_MODEL_xxMARVELL_E1149R) {
 252                         PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, 2);
 253                         reg = PHY_READ(sc, E1000_SCR);
 254                         reg |= E1000_SCR_RGMII_POWER_UP;
 255                         PHY_WRITE(sc, E1000_SCR, reg);
 256                         PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, 0);
 257                 }
 258         }
 259
 260         switch (sc->mii_mpd_model) {
 261         case MII_MODEL_xxMARVELL_E3082:
 262         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1112:
 263         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1118:
 264                 break;
 265         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1116:
 266         case MII_MODEL_xxMARVELL_E1116R_29:
 267                 page = PHY_READ(sc, E1000_EADR);
 268                 /* Select page 3, LED control register. */
 269                 PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, 3);
 270                 PHY_WRITE(sc, E1000_SCR,
 271                     E1000_SCR_LED_LOS(1) |      /* Link/Act */
 272                     E1000_SCR_LED_INIT(8) |     /* 10Mbps */
 273                     E1000_SCR_LED_STAT1(7) |    /* 100Mbps */
 274                     E1000_SCR_LED_STAT0(7));    /* 1000Mbps */
 275                 /* Set blink rate. */
 276                 PHY_WRITE(sc, E1000_IER, E1000_PULSE_DUR(E1000_PULSE_170MS) |
 277                     E1000_BLINK_RATE(E1000_BLINK_84MS));
 278                 PHY_WRITE(sc, E1000_EADR, page);
 279                 break;
 280         case MII_MODEL_xxMARVELL_E3016:
 281                 /* LED2 -> ACT, LED1 -> LINK, LED0 -> SPEED. */
 282                 PHY_WRITE(sc, 0x16, 0x0B << 8 | 0x05 << 4 | 0x04);
 283                 /* Integrated register calibration workaround. */
 284                 PHY_WRITE(sc, 0x1D, 17);
 285                 PHY_WRITE(sc, 0x1E, 0x3F60);
 286                 break;
 287         default:
 288                 /* Force TX_CLK to 25MHz clock. */
 289                 reg = PHY_READ(sc, E1000_ESCR);
 290                 reg |= E1000_ESCR_TX_CLK_25;
 291                 PHY_WRITE(sc, E1000_ESCR, reg);
 292                 break;
 293         }
 294
 295         /* Reset the PHY so all changes take effect. */
 296         reg = PHY_READ(sc, E1000_CR);
 297         reg |= E1000_CR_RESET;
 298         PHY_WRITE(sc, E1000_CR, reg);
 299 }
 300
 301 static int
 302 e1000phy_service(struct mii_softc *sc, struct mii_data *mii, int cmd)
 303 {
 304         struct ifmedia_entry *ife = mii->mii_media.ifm_cur;
 305         uint16_t speed, gig;
 306         int reg;
 307
 308         switch (cmd) {
 309         case MII_POLLSTAT:
 310                 break;
 311
 312         case MII_MEDIACHG:
 313                 /*
 314                  * If the interface is not up, don't do anything.
 315                  */
 316                 if ((mii->mii_ifp->if_flags & IFF_UP) == 0)
 317                         break;
 318
 319                 if (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media) == IFM_AUTO) {
 320                         e1000phy_mii_phy_auto(sc, ife->ifm_media);
 321                         break;
 322                 }
 323
 324                 speed = 0;
 325                 switch (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media)) {
 326                 case IFM_1000_T:
 327                         if ((sc->mii_extcapabilities &
 328                             (EXTSR_1000TFDX | EXTSR_1000THDX)) == 0)
 329                                 return (EINVAL);
 330                         speed = E1000_CR_SPEED_1000;
 331                         break;
 332                 case IFM_1000_SX:
 333                         if ((sc->mii_extcapabilities &
 334                             (EXTSR_1000XFDX | EXTSR_1000XHDX)) == 0)
 335                                 return (EINVAL);
 336                         speed = E1000_CR_SPEED_1000;
 337                         break;
 338                 case IFM_100_TX:
 339                         speed = E1000_CR_SPEED_100;
 340                         break;
 341                 case IFM_10_T:
 342                         speed = E1000_CR_SPEED_10;
 343                         break;
 344                 case IFM_NONE:
 345                         reg = PHY_READ(sc, E1000_CR);
 346                         PHY_WRITE(sc, E1000_CR,
 347                             reg | E1000_CR_ISOLATE | E1000_CR_POWER_DOWN);
 348                         goto done;
 349                 default:
 350                         return (EINVAL);
 351                 }
 352
 353                 if ((ife->ifm_media & IFM_FDX) != 0) {
 354                         speed |= E1000_CR_FULL_DUPLEX;
 355                         gig = E1000_1GCR_1000T_FD;
 356                 } else
 357                         gig = E1000_1GCR_1000T;
 358
 359                 reg = PHY_READ(sc, E1000_CR);
 360                 reg &= ~E1000_CR_AUTO_NEG_ENABLE;
 361                 PHY_WRITE(sc, E1000_CR, reg | E1000_CR_RESET);
 362
 363                 if (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media) == IFM_1000_T) {
 364                         gig |= E1000_1GCR_MS_ENABLE;
 365                         if ((ife->ifm_media & IFM_ETH_MASTER) != 0)
 366                                 gig |= E1000_1GCR_MS_VALUE;
 367                 } else if ((sc->mii_extcapabilities &
 368                     (EXTSR_1000TFDX | EXTSR_1000THDX)) != 0)
 369                         gig = 0;
 370                 PHY_WRITE(sc, E1000_1GCR, gig);
 371                 PHY_WRITE(sc, E1000_AR, E1000_AR_SELECTOR_FIELD);
 372                 PHY_WRITE(sc, E1000_CR, speed | E1000_CR_RESET);
 373 done:
 374                 break;
 375         case MII_TICK:
 376                 /*
 377                  * Is the interface even up?
 378                  */
 379                 if ((mii->mii_ifp->if_flags & IFF_UP) == 0)
 380                         return (0);
 381
 382                 /*
 383                  * Only used for autonegotiation.
 384                  */
 385                 if (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media) != IFM_AUTO) {
 386                         sc->mii_ticks = 0;
 387                         break;
 388                 }
 389
 390                 /*
 391                  * check for link.
 392                  * Read the status register twice; BMSR_LINK is latch-low.
 393                  */
 394                 reg = PHY_READ(sc, MII_BMSR) | PHY_READ(sc, MII_BMSR);
 395                 if (reg & BMSR_LINK) {
 396                         sc->mii_ticks = 0;
 397                         break;
 398                 }
 399
 400                 /* Announce link loss right after it happens. */
 401                 if (sc->mii_ticks++ == 0)
 402                         break;
 403                 if (sc->mii_ticks <= sc->mii_anegticks)
 404                         break;
 405
 406                 sc->mii_ticks = 0;
 407                 PHY_RESET(sc);
 408                 e1000phy_mii_phy_auto(sc, ife->ifm_media);
 409                 break;
 410         }
 411
 412         /* Update the media status. */
 413         PHY_STATUS(sc);
 414
 415         /* Callback if something changed. */
 416         mii_phy_update(sc, cmd);
 417         return (0);
 418 }
 419
 420 static void
 421 e1000phy_status(struct mii_softc *sc)
 422 {
 423         struct mii_data *mii = sc->mii_pdata;
 424         int bmcr, bmsr, ssr;
 425
 426         mii->mii_media_status = IFM_AVALID;
 427         mii->mii_media_active = IFM_ETHER;
 428
 429         bmsr = PHY_READ(sc, E1000_SR) | PHY_READ(sc, E1000_SR);
 430         bmcr = PHY_READ(sc, E1000_CR);
 431         ssr = PHY_READ(sc, E1000_SSR);
 432
 433         if (bmsr & E1000_SR_LINK_STATUS)
 434                 mii->mii_media_status |= IFM_ACTIVE;
 435
 436         if (bmcr & E1000_CR_LOOPBACK)
 437                 mii->mii_media_active |= IFM_LOOP;
 438
 439         if ((bmcr & E1000_CR_AUTO_NEG_ENABLE) != 0 &&
 440             (ssr & E1000_SSR_SPD_DPLX_RESOLVED) == 0) {
 441                 /* Erg, still trying, I guess... */
 442                 mii->mii_media_active |= IFM_NONE;
 443                 return;
 444         }
 445
 446         if ((sc->mii_flags & MIIF_HAVEFIBER) == 0) {
 447                 switch (ssr & E1000_SSR_SPEED) {
 448                 case E1000_SSR_1000MBS:
 449                         mii->mii_media_active |= IFM_1000_T;
 450                         break;
 451                 case E1000_SSR_100MBS:
 452                         mii->mii_media_active |= IFM_100_TX;
 453                         break;
 454                 case E1000_SSR_10MBS:
 455                         mii->mii_media_active |= IFM_10_T;
 456                         break;
 457                 default:
 458                         mii->mii_media_active |= IFM_NONE;
 459                         return;
 460                 }
 461         } else {
 462                 /*
 463                  * Some fiber PHY(88E1112) does not seem to set resolved
 464                  * speed so always assume we've got IFM_1000_SX.
 465                  */
 466                 mii->mii_media_active |= IFM_1000_SX;
 467         }
 468
 469         if (ssr & E1000_SSR_DUPLEX) {
 470                 mii->mii_media_active |= IFM_FDX;
 471                 if ((sc->mii_flags & MIIF_HAVEFIBER) == 0)
 472                         mii->mii_media_active |= mii_phy_flowstatus(sc);
 473         } else
 474                 mii->mii_media_active |= IFM_HDX;
 475
 476         if (IFM_SUBTYPE(mii->mii_media_active) == IFM_1000_T) {
 477                 if (((PHY_READ(sc, E1000_1GSR) | PHY_READ(sc, E1000_1GSR)) &
 478                     E1000_1GSR_MS_CONFIG_RES) != 0)
 479                         mii->mii_media_active |= IFM_ETH_MASTER;
 480         }
 481 }
 482
 483 static int
 484 e1000phy_mii_phy_auto(struct mii_softc *sc, int media)
 485 {
 486         uint16_t reg;
 487
 488         if ((sc->mii_flags & MIIF_HAVEFIBER) == 0) {
 489                 reg = PHY_READ(sc, E1000_AR);
 490                 reg &= ~(E1000_AR_PAUSE | E1000_AR_ASM_DIR);
 491                 reg |= E1000_AR_10T | E1000_AR_10T_FD |
 492                     E1000_AR_100TX | E1000_AR_100TX_FD;
 493                 if ((media & IFM_FLOW) != 0 ||
 494                     (sc->mii_flags & MIIF_FORCEPAUSE) != 0)
 495                         reg |= E1000_AR_PAUSE | E1000_AR_ASM_DIR;
 496                 PHY_WRITE(sc, E1000_AR, reg | E1000_AR_SELECTOR_FIELD);
 497         } else
 498                 PHY_WRITE(sc, E1000_AR, E1000_FA_1000X_FD | E1000_FA_1000X);
 499         if ((sc->mii_extcapabilities & (EXTSR_1000TFDX | EXTSR_1000THDX)) != 0)
 500                 PHY_WRITE(sc, E1000_1GCR,
 501                     E1000_1GCR_1000T_FD | E1000_1GCR_1000T);
 502         PHY_WRITE(sc, E1000_CR,
 503             E1000_CR_AUTO_NEG_ENABLE | E1000_CR_RESTART_AUTO_NEG);
 504
 505         return (EJUSTRETURN);
 506 }