Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6] / drivers / net / isa-skeleton.c
1 /* isa-skeleton.c: A network driver outline for linux.
2  *
3  *      Written 1993-94 by Donald Becker.
4  *
5  *      Copyright 1993 United States Government as represented by the
6  *      Director, National Security Agency.
7  *
8  *      This software may be used and distributed according to the terms
9  *      of the GNU General Public License, incorporated herein by reference.
10  *
11  *      The author may be reached as becker@scyld.com, or C/O
12  *      Scyld Computing Corporation
13  *      410 Severn Ave., Suite 210
14  *      Annapolis MD 21403
15  *
16  *      This file is an outline for writing a network device driver for the
17  *      the Linux operating system.
18  *
19  *      To write (or understand) a driver, have a look at the "loopback.c" file to
20  *      get a feel of what is going on, and then use the code below as a skeleton
21  *      for the new driver.
22  *
23  */
24
25 static const char *version =
26         "isa-skeleton.c:v1.51 9/24/94 Donald Becker (becker@cesdis.gsfc.nasa.gov)\n";
27
28 /*
29  *  Sources:
30  *      List your sources of programming information to document that
31  *      the driver is your own creation, and give due credit to others
32  *      that contributed to the work. Remember that GNU project code
33  *      cannot use proprietary or trade secret information. Interface
34  *      definitions are generally considered non-copyrightable to the
35  *      extent that the same names and structures must be used to be
36  *      compatible.
37  *
38  *      Finally, keep in mind that the Linux kernel is has an API, not
39  *      ABI. Proprietary object-code-only distributions are not permitted
40  *      under the GPL.
41  */
42
43 #include <linux/module.h>
44 #include <linux/kernel.h>
45 #include <linux/types.h>
46 #include <linux/fcntl.h>
47 #include <linux/interrupt.h>
48 #include <linux/ioport.h>
49 #include <linux/in.h>
50 #include <linux/slab.h>
51 #include <linux/string.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/errno.h>
54 #include <linux/init.h>
55 #include <linux/netdevice.h>
56 #include <linux/etherdevice.h>
57 #include <linux/skbuff.h>
58 #include <linux/bitops.h>
59
60 #include <asm/system.h>
61 #include <asm/io.h>
62 #include <asm/dma.h>
63
64 /*
65  * The name of the card. Is used for messages and in the requests for
66  * io regions, irqs and dma channels
67  */
68 static const char* cardname = "netcard";
69
70 /* First, a few definitions that the brave might change. */
71
72 /* A zero-terminated list of I/O addresses to be probed. */
73 static unsigned int netcard_portlist[] __initdata =
74    { 0x200, 0x240, 0x280, 0x2C0, 0x300, 0x320, 0x340, 0};
75
76 /* use 0 for production, 1 for verification, >2 for debug */
77 #ifndef NET_DEBUG
78 #define NET_DEBUG 2
79 #endif
80 static unsigned int net_debug = NET_DEBUG;
81
82 /* The number of low I/O ports used by the ethercard. */
83 #define NETCARD_IO_EXTENT       32
84
85 #define MY_TX_TIMEOUT  ((400*HZ)/1000)
86
87 /* Information that need to be kept for each board. */
88 struct net_local {
89         struct net_device_stats stats;
90         long open_time;                 /* Useless example local info. */
91
92         /* Tx control lock.  This protects the transmit buffer ring
93          * state along with the "tx full" state of the driver.  This
94          * means all netif_queue flow control actions are protected
95          * by this lock as well.
96          */
97         spinlock_t lock;
98 };
99
100 /* The station (ethernet) address prefix, used for IDing the board. */
101 #define SA_ADDR0 0x00
102 #define SA_ADDR1 0x42
103 #define SA_ADDR2 0x65
104
105 /* Index to functions, as function prototypes. */
106
107 static int      netcard_probe1(struct net_device *dev, int ioaddr);
108 static int      net_open(struct net_device *dev);
109 static int      net_send_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev);
110 static irqreturn_t net_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs);
111 static void     net_rx(struct net_device *dev);
112 static int      net_close(struct net_device *dev);
113 static struct   net_device_stats *net_get_stats(struct net_device *dev);
114 static void     set_multicast_list(struct net_device *dev);
115 static void     net_tx_timeout(struct net_device *dev);
116
117
118 /* Example routines you must write ;->. */
119 #define tx_done(dev) 1
120 static void     hardware_send_packet(short ioaddr, char *buf, int length);
121 static void     chipset_init(struct net_device *dev, int startp);
122
123 /*
124  * Check for a network adaptor of this type, and return '0' iff one exists.
125  * If dev->base_addr == 0, probe all likely locations.
126  * If dev->base_addr == 1, always return failure.
127  * If dev->base_addr == 2, allocate space for the device and return success
128  * (detachable devices only).
129  */
130 static int __init do_netcard_probe(struct net_device *dev)
131 {
132         int i;
133         int base_addr = dev->base_addr;
134         int irq = dev->irq;
135
136         SET_MODULE_OWNER(dev);
137
138         if (base_addr > 0x1ff)    /* Check a single specified location. */
139                 return netcard_probe1(dev, base_addr);
140         else if (base_addr != 0)  /* Don't probe at all. */
141                 return -ENXIO;
142
143         for (i = 0; netcard_portlist[i]; i++) {
144                 int ioaddr = netcard_portlist[i];
145                 if (netcard_probe1(dev, ioaddr) == 0)
146                         return 0;
147                 dev->irq = irq;
148         }
149
150         return -ENODEV;
151 }
152  
153 static void cleanup_card(struct net_device *dev)
154 {
155 #ifdef jumpered_dma
156         free_dma(dev->dma);
157 #endif
158 #ifdef jumpered_interrupts
159         free_irq(dev->irq, dev);
160 #endif
161         release_region(dev->base_addr, NETCARD_IO_EXTENT);
162 }
163
164 #ifndef MODULE
165 struct net_device * __init netcard_probe(int unit)
166 {
167         struct net_device *dev = alloc_etherdev(sizeof(struct net_local));
168         int err;
169
170         if (!dev)
171                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
172
173         sprintf(dev->name, "eth%d", unit);
174         netdev_boot_setup_check(dev);
175
176         err = do_netcard_probe(dev);
177         if (err)
178                 goto out;
179         err = register_netdev(dev);
180         if (err)
181                 goto out1;
182         return dev;
183 out1:
184         cleanup_card(dev);
185 out:
186         free_netdev(dev);
187         return ERR_PTR(err);
188 }
189 #endif
190
191 /*
192  * This is the real probe routine. Linux has a history of friendly device
193  * probes on the ISA bus. A good device probes avoids doing writes, and
194  * verifies that the correct device exists and functions.
195  */
196 static int __init netcard_probe1(struct net_device *dev, int ioaddr)
197 {
198         struct net_local *np;
199         static unsigned version_printed;
200         int i;
201         int err = -ENODEV;
202
203         /* Grab the region so that no one else tries to probe our ioports. */
204         if (!request_region(ioaddr, NETCARD_IO_EXTENT, cardname))
205                 return -EBUSY;
206
207         /*
208          * For ethernet adaptors the first three octets of the station address 
209          * contains the manufacturer's unique code. That might be a good probe
210          * method. Ideally you would add additional checks.
211          */ 
212         if (inb(ioaddr + 0) != SA_ADDR0
213                 ||       inb(ioaddr + 1) != SA_ADDR1
214                 ||       inb(ioaddr + 2) != SA_ADDR2)
215                 goto out;
216
217         if (net_debug  &&  version_printed++ == 0)
218                 printk(KERN_DEBUG "%s", version);
219
220         printk(KERN_INFO "%s: %s found at %#3x, ", dev->name, cardname, ioaddr);
221
222         /* Fill in the 'dev' fields. */
223         dev->base_addr = ioaddr;
224
225         /* Retrieve and print the ethernet address. */
226         for (i = 0; i < 6; i++)
227                 printk(" %2.2x", dev->dev_addr[i] = inb(ioaddr + i));
228
229         err = -EAGAIN;
230 #ifdef jumpered_interrupts
231         /*
232          * If this board has jumpered interrupts, allocate the interrupt
233          * vector now. There is no point in waiting since no other device
234          * can use the interrupt, and this marks the irq as busy. Jumpered
235          * interrupts are typically not reported by the boards, and we must
236          * used autoIRQ to find them.
237          */
238
239         if (dev->irq == -1)
240                 ;       /* Do nothing: a user-level program will set it. */
241         else if (dev->irq < 2) {        /* "Auto-IRQ" */
242                 unsigned long irq_mask = probe_irq_on();
243                 /* Trigger an interrupt here. */
244
245                 dev->irq = probe_irq_off(irq_mask);
246                 if (net_debug >= 2)
247                         printk(" autoirq is %d", dev->irq);
248         } else if (dev->irq == 2)
249                 /*
250                  * Fixup for users that don't know that IRQ 2 is really
251                  * IRQ9, or don't know which one to set.
252                  */
253                 dev->irq = 9;
254
255         {
256                 int irqval = request_irq(dev->irq, &net_interrupt, 0, cardname, dev);
257                 if (irqval) {
258                         printk("%s: unable to get IRQ %d (irqval=%d).\n",
259                                    dev->name, dev->irq, irqval);
260                         goto out;
261                 }
262         }
263 #endif  /* jumpered interrupt */
264 #ifdef jumpered_dma
265         /*
266          * If we use a jumpered DMA channel, that should be probed for and
267          * allocated here as well. See lance.c for an example.
268          */
269         if (dev->dma == 0) {
270                 if (request_dma(dev->dma, cardname)) {
271                         printk("DMA %d allocation failed.\n", dev->dma);
272                         goto out1;
273                 } else
274                         printk(", assigned DMA %d.\n", dev->dma);
275         } else {
276                 short dma_status, new_dma_status;
277
278                 /* Read the DMA channel status registers. */
279                 dma_status = ((inb(DMA1_STAT_REG) >> 4) & 0x0f) |
280                         (inb(DMA2_STAT_REG) & 0xf0);
281                 /* Trigger a DMA request, perhaps pause a bit. */
282                 outw(0x1234, ioaddr + 8);
283                 /* Re-read the DMA status registers. */
284                 new_dma_status = ((inb(DMA1_STAT_REG) >> 4) & 0x0f) |
285                         (inb(DMA2_STAT_REG) & 0xf0);
286                 /*
287                  * Eliminate the old and floating requests,
288                  * and DMA4 the cascade.
289                  */
290                 new_dma_status ^= dma_status;
291                 new_dma_status &= ~0x10;
292                 for (i = 7; i > 0; i--)
293                         if (test_bit(i, &new_dma_status)) {
294                                 dev->dma = i;
295                                 break;
296                         }
297                 if (i <= 0) {
298                         printk("DMA probe failed.\n");
299                         goto out1;
300                 } 
301                 if (request_dma(dev->dma, cardname)) {
302                         printk("probed DMA %d allocation failed.\n", dev->dma);
303                         goto out1;
304                 }
305         }
306 #endif  /* jumpered DMA */
307
308         np = netdev_priv(dev);
309         spin_lock_init(&np->lock);
310
311         dev->open               = net_open;
312         dev->stop               = net_close;
313         dev->hard_start_xmit    = net_send_packet;
314         dev->get_stats          = net_get_stats;
315         dev->set_multicast_list = &set_multicast_list;
316
317         dev->tx_timeout         = &net_tx_timeout;
318         dev->watchdog_timeo     = MY_TX_TIMEOUT; 
319         return 0;
320 out1:
321 #ifdef jumpered_interrupts
322         free_irq(dev->irq, dev);
323 #endif
324 out:
325         release_region(base_addr, NETCARD_IO_EXTENT);
326         return err;
327 }
328
329 static void net_tx_timeout(struct net_device *dev)
330 {
331         struct net_local *np = netdev_priv(dev);
332
333         printk(KERN_WARNING "%s: transmit timed out, %s?\n", dev->name,
334                tx_done(dev) ? "IRQ conflict" : "network cable problem");
335
336         /* Try to restart the adaptor. */
337         chipset_init(dev, 1);
338
339         np->stats.tx_errors++;
340
341         /* If we have space available to accept new transmit
342          * requests, wake up the queueing layer.  This would
343          * be the case if the chipset_init() call above just
344          * flushes out the tx queue and empties it.
345          *
346          * If instead, the tx queue is retained then the
347          * netif_wake_queue() call should be placed in the
348          * TX completion interrupt handler of the driver instead
349          * of here.
350          */
351         if (!tx_full(dev))
352                 netif_wake_queue(dev);
353 }
354
355 /*
356  * Open/initialize the board. This is called (in the current kernel)
357  * sometime after booting when the 'ifconfig' program is run.
358  *
359  * This routine should set everything up anew at each open, even
360  * registers that "should" only need to be set once at boot, so that
361  * there is non-reboot way to recover if something goes wrong.
362  */
363 static int
364 net_open(struct net_device *dev)
365 {
366         struct net_local *np = netdev_priv(dev);
367         int ioaddr = dev->base_addr;
368         /*
369          * This is used if the interrupt line can turned off (shared).
370          * See 3c503.c for an example of selecting the IRQ at config-time.
371          */
372         if (request_irq(dev->irq, &net_interrupt, 0, cardname, dev)) {
373                 return -EAGAIN;
374         }
375         /*
376          * Always allocate the DMA channel after the IRQ,
377          * and clean up on failure.
378          */
379         if (request_dma(dev->dma, cardname)) {
380                 free_irq(dev->irq, dev);
381                 return -EAGAIN;
382         }
383
384         /* Reset the hardware here. Don't forget to set the station address. */
385         chipset_init(dev, 1);
386         outb(0x00, ioaddr);
387         np->open_time = jiffies;
388
389         /* We are now ready to accept transmit requeusts from
390          * the queueing layer of the networking.
391          */
392         netif_start_queue(dev);
393
394         return 0;
395 }
396
397 /* This will only be invoked if your driver is _not_ in XOFF state.
398  * What this means is that you need not check it, and that this
399  * invariant will hold if you make sure that the netif_*_queue()
400  * calls are done at the proper times.
401  */
402 static int net_send_packet(struct sk_buff *skb, struct net_device *dev)
403 {
404         struct net_local *np = netdev_priv(dev);
405         int ioaddr = dev->base_addr;
406         short length = ETH_ZLEN < skb->len ? skb->len : ETH_ZLEN;
407         unsigned char *buf = skb->data;
408
409         /* If some error occurs while trying to transmit this
410          * packet, you should return '1' from this function.
411          * In such a case you _may not_ do anything to the
412          * SKB, it is still owned by the network queueing
413          * layer when an error is returned.  This means you
414          * may not modify any SKB fields, you may not free
415          * the SKB, etc.
416          */
417
418 #if TX_RING
419         /* This is the most common case for modern hardware.
420          * The spinlock protects this code from the TX complete
421          * hardware interrupt handler.  Queue flow control is
422          * thus managed under this lock as well.
423          */
424         spin_lock_irq(&np->lock);
425
426         add_to_tx_ring(np, skb, length);
427         dev->trans_start = jiffies;
428
429         /* If we just used up the very last entry in the
430          * TX ring on this device, tell the queueing
431          * layer to send no more.
432          */
433         if (tx_full(dev))
434                 netif_stop_queue(dev);
435
436         /* When the TX completion hw interrupt arrives, this
437          * is when the transmit statistics are updated.
438          */
439
440         spin_unlock_irq(&np->lock);
441 #else
442         /* This is the case for older hardware which takes
443          * a single transmit buffer at a time, and it is
444          * just written to the device via PIO.
445          *
446          * No spin locking is needed since there is no TX complete
447          * event.  If by chance your card does have a TX complete
448          * hardware IRQ then you may need to utilize np->lock here.
449          */
450         hardware_send_packet(ioaddr, buf, length);
451         np->stats.tx_bytes += skb->len;
452
453         dev->trans_start = jiffies;
454
455         /* You might need to clean up and record Tx statistics here. */
456         if (inw(ioaddr) == /*RU*/81)
457                 np->stats.tx_aborted_errors++;
458         dev_kfree_skb (skb);
459 #endif
460
461         return 0;
462 }
463
464 #if TX_RING
465 /* This handles TX complete events posted by the device
466  * via interrupts.
467  */
468 void net_tx(struct net_device *dev)
469 {
470         struct net_local *np = netdev_priv(dev);
471         int entry;
472
473         /* This protects us from concurrent execution of
474          * our dev->hard_start_xmit function above.
475          */
476         spin_lock(&np->lock);
477
478         entry = np->tx_old;
479         while (tx_entry_is_sent(np, entry)) {
480                 struct sk_buff *skb = np->skbs[entry];
481
482                 np->stats.tx_bytes += skb->len;
483                 dev_kfree_skb_irq (skb);
484
485                 entry = next_tx_entry(np, entry);
486         }
487         np->tx_old = entry;
488
489         /* If we had stopped the queue due to a "tx full"
490          * condition, and space has now been made available,
491          * wake up the queue.
492          */
493         if (netif_queue_stopped(dev) && ! tx_full(dev))
494                 netif_wake_queue(dev);
495
496         spin_unlock(&np->lock);
497 }
498 #endif
499
500 /*
501  * The typical workload of the driver:
502  * Handle the network interface interrupts.
503  */
504 static irqreturn_t net_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs * regs)
505 {
506         struct net_device *dev = dev_id;
507         struct net_local *np;
508         int ioaddr, status;
509         int handled = 0;
510
511         ioaddr = dev->base_addr;
512
513         np = netdev_priv(dev);
514         status = inw(ioaddr + 0);
515
516         if (status == 0)
517                 goto out;
518         handled = 1;
519
520         if (status & RX_INTR) {
521                 /* Got a packet(s). */
522                 net_rx(dev);
523         }
524 #if TX_RING
525         if (status & TX_INTR) {
526                 /* Transmit complete. */
527                 net_tx(dev);
528                 np->stats.tx_packets++;
529                 netif_wake_queue(dev);
530         }
531 #endif
532         if (status & COUNTERS_INTR) {
533                 /* Increment the appropriate 'localstats' field. */
534                 np->stats.tx_window_errors++;
535         }
536 out:
537         return IRQ_RETVAL(handled);
538 }
539
540 /* We have a good packet(s), get it/them out of the buffers. */
541 static void
542 net_rx(struct net_device *dev)
543 {
544         struct net_local *lp = netdev_priv(dev);
545         int ioaddr = dev->base_addr;
546         int boguscount = 10;
547
548         do {
549                 int status = inw(ioaddr);
550                 int pkt_len = inw(ioaddr);
551           
552                 if (pkt_len == 0)               /* Read all the frames? */
553                         break;                  /* Done for now */
554
555                 if (status & 0x40) {    /* There was an error. */
556                         lp->stats.rx_errors++;
557                         if (status & 0x20) lp->stats.rx_frame_errors++;
558                         if (status & 0x10) lp->stats.rx_over_errors++;
559                         if (status & 0x08) lp->stats.rx_crc_errors++;
560                         if (status & 0x04) lp->stats.rx_fifo_errors++;
561                 } else {
562                         /* Malloc up new buffer. */
563                         struct sk_buff *skb;
564
565                         lp->stats.rx_bytes+=pkt_len;
566                         
567                         skb = dev_alloc_skb(pkt_len);
568                         if (skb == NULL) {
569                                 printk(KERN_NOTICE "%s: Memory squeeze, dropping packet.\n",
570                                            dev->name);
571                                 lp->stats.rx_dropped++;
572                                 break;
573                         }
574                         skb->dev = dev;
575
576                         /* 'skb->data' points to the start of sk_buff data area. */
577                         memcpy(skb_put(skb,pkt_len), (void*)dev->rmem_start,
578                                    pkt_len);
579                         /* or */
580                         insw(ioaddr, skb->data, (pkt_len + 1) >> 1);
581
582                         netif_rx(skb);
583                         dev->last_rx = jiffies;
584                         lp->stats.rx_packets++;
585                         lp->stats.rx_bytes += pkt_len;
586                 }
587         } while (--boguscount);
588
589         return;
590 }
591
592 /* The inverse routine to net_open(). */
593 static int
594 net_close(struct net_device *dev)
595 {
596         struct net_local *lp = netdev_priv(dev);
597         int ioaddr = dev->base_addr;
598
599         lp->open_time = 0;
600
601         netif_stop_queue(dev);
602
603         /* Flush the Tx and disable Rx here. */
604
605         disable_dma(dev->dma);
606
607         /* If not IRQ or DMA jumpered, free up the line. */
608         outw(0x00, ioaddr+0);   /* Release the physical interrupt line. */
609
610         free_irq(dev->irq, dev);
611         free_dma(dev->dma);
612
613         /* Update the statistics here. */
614
615         return 0;
616
617 }
618
619 /*
620  * Get the current statistics.
621  * This may be called with the card open or closed.
622  */
623 static struct net_device_stats *net_get_stats(struct net_device *dev)
624 {
625         struct net_local *lp = netdev_priv(dev);
626         short ioaddr = dev->base_addr;
627
628         /* Update the statistics from the device registers. */
629         lp->stats.rx_missed_errors = inw(ioaddr+1);
630         return &lp->stats;
631 }
632
633 /*
634  * Set or clear the multicast filter for this adaptor.
635  * num_addrs == -1      Promiscuous mode, receive all packets
636  * num_addrs == 0       Normal mode, clear multicast list
637  * num_addrs > 0        Multicast mode, receive normal and MC packets,
638  *                      and do best-effort filtering.
639  */
640 static void
641 set_multicast_list(struct net_device *dev)
642 {
643         short ioaddr = dev->base_addr;
644         if (dev->flags&IFF_PROMISC)
645         {
646                 /* Enable promiscuous mode */
647                 outw(MULTICAST|PROMISC, ioaddr);
648         }
649         else if((dev->flags&IFF_ALLMULTI) || dev->mc_count > HW_MAX_ADDRS)
650         {
651                 /* Disable promiscuous mode, use normal mode. */
652                 hardware_set_filter(NULL);
653
654                 outw(MULTICAST, ioaddr);
655         }
656         else if(dev->mc_count)
657         {
658                 /* Walk the address list, and load the filter */
659                 hardware_set_filter(dev->mc_list);
660
661                 outw(MULTICAST, ioaddr);
662         }
663         else 
664                 outw(0, ioaddr);
665 }
666
667 #ifdef MODULE
668
669 static struct net_device *this_device;
670 static int io = 0x300;
671 static int irq;
672 static int dma;
673 static int mem;
674 MODULE_LICENSE("GPL");
675
676 int init_module(void)
677 {
678         struct net_device *dev;
679         int result;
680
681         if (io == 0)
682                 printk(KERN_WARNING "%s: You shouldn't use auto-probing with insmod!\n",
683                            cardname);
684         dev = alloc_etherdev(sizeof(struct net_local));
685         if (!dev)
686                 return -ENOMEM;
687
688         /* Copy the parameters from insmod into the device structure. */
689         dev->base_addr = io;
690         dev->irq       = irq;
691         dev->dma       = dma;
692         dev->mem_start = mem;
693         if (do_netcard_probe(dev) == 0) {
694                 if (register_netdev(dev) == 0)
695                         this_device = dev;
696                         return 0;
697                 }
698                 cleanup_card(dev);
699         }
700         free_netdev(dev);
701         return -ENXIO;
702 }
703
704 void
705 cleanup_module(void)
706 {
707         unregister_netdev(this_device);
708         cleanup_card(this_device);
709         free_netdev(this_device);
710 }
711
712 #endif /* MODULE */
713
714 /*
715  * Local variables:
716  *  compile-command:
717  *      gcc -D__KERNEL__ -Wall -Wstrict-prototypes -Wwrite-strings
718  *      -Wredundant-decls -O2 -m486 -c skeleton.c
719  *  version-control: t
720  *  kept-new-versions: 5
721  *  tab-width: 4
722  *  c-indent-level: 4
723  * End:
724  */