/* $NetBSD: fcu.c,v 1.6 2025/07/01 14:13:13 macallan Exp $ */

/*-
* Copyright (c) 2018 Michael Lorenz
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
* ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
* TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
* PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
* BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
* CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
* SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
* INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
* CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
* ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
* POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: fcu.c,v 1.6 2025/07/01 14:13:13 macallan Exp $");

#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/device.h>
#include <sys/conf.h>
#include <sys/bus.h>
#include <sys/kthread.h>
#include <sys/sysctl.h>

#include <dev/i2c/i2cvar.h>

#include <dev/sysmon/sysmonvar.h>

#include <dev/ofw/openfirm.h>

#include <macppc/dev/fancontrolvar.h>

#include "opt_fcu.h"

#ifdef FCU_DEBUG
#define DPRINTF printf
#else
#define DPRINTF if (0) printf
#endif

/* FCU registers, from OpenBSD's fcu.c */
#define FCU_FAN_FAIL    0x0b            /* fans states in bits 0<1-6>7 */
#define FCU_FAN_ACTIVE  0x0d
#define FCU_FANREAD(x)  0x11 + (x)*2
#define FCU_FANSET(x)   0x10 + (x)*2
#define FCU_PWM_FAIL    0x2b
#define FCU_PWM_ACTIVE  0x2d
#define FCU_PWMREAD(x)  0x30 + (x)*2


typedef struct _fcu_fan {
       int target;
       int reg;
       int base_rpm, max_rpm;
       int step;
       int duty;       /* for pwm fans */
} fcu_fan_t;

#define FCU_ZONE_CPU            0
#define FCU_ZONE_CASE           1
#define FCU_ZONE_DRIVEBAY       2
#define FCU_ZONE_COUNT          3

struct fcu_softc {
       device_t        sc_dev;
       i2c_tag_t       sc_i2c;
       i2c_addr_t      sc_addr;
       struct sysctlnode       *sc_sysctl_me;
       struct sysmon_envsys    *sc_sme;
       envsys_data_t           sc_sensors[32];
       int                     sc_nsensors;
       fancontrol_zone_t       sc_zones[FCU_ZONE_COUNT];
       fcu_fan_t               sc_fans[FANCONTROL_MAX_FANS];
       int                     sc_nfans;
       lwp_t                   *sc_thread;
       bool                    sc_dying, sc_pwm;
       uint8_t                 sc_eeprom0[160];
       uint8_t                 sc_eeprom1[160];
};

static int      fcu_match(device_t, cfdata_t, void *);
static void     fcu_attach(device_t, device_t, void *);

static void     fcu_sensors_refresh(struct sysmon_envsys *, envsys_data_t *);
static void     fcu_configure_sensor(struct fcu_softc *, envsys_data_t *);

static bool is_cpu(const envsys_data_t *);
static bool is_case(const envsys_data_t *);
static bool is_drive(const envsys_data_t *);

static int fcu_set_rpm(void *, int, int);
static int fcu_get_rpm(void *, int);
static void fcu_adjust(void *);

CFATTACH_DECL_NEW(fcu, sizeof(struct fcu_softc),
   fcu_match, fcu_attach, NULL, NULL);

static const struct device_compatible_entry compat_data[] = {
       { .compat = "fcu" },
       DEVICE_COMPAT_EOL
};

static int
fcu_match(device_t parent, cfdata_t match, void *aux)
{
       struct i2c_attach_args *ia = aux;
       int match_result;

       if (iic_use_direct_match(ia, match, compat_data, &match_result))
               return match_result;

       if (ia->ia_addr == 0x2f)
               return I2C_MATCH_ADDRESS_ONLY;

       return 0;
}

static void
fcu_attach(device_t parent, device_t self, void *aux)
{
       struct fcu_softc *sc = device_private(self);
       struct i2c_attach_args *ia = aux;
       int i;

       sc->sc_dev = self;
       sc->sc_i2c = ia->ia_tag;
       sc->sc_addr = ia->ia_addr;

       aprint_naive("\n");
       aprint_normal(": Fan Control Unit\n");

       sysctl_createv(NULL, 0, NULL, (void *) &sc->sc_sysctl_me,
           CTLFLAG_READWRITE,
           CTLTYPE_NODE, device_xname(sc->sc_dev), NULL,
           NULL, 0, NULL, 0,
           CTL_MACHDEP, CTL_CREATE, CTL_EOL);

       if (get_cpuid(0, sc->sc_eeprom0) < 160) {
               /*
                * XXX this should never happen, we depend on the EEPROM for
                * calibration data to make sense of temperature and voltage
                * sensors elsewhere, and fan parameters here.
                */
               aprint_error_dev(self, "no EEPROM data for CPU 0\n");
               return;
       }

       /* init zones */
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].name = "CPUs";
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].filter = is_cpu;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].cookie = sc;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].get_rpm = fcu_get_rpm;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].set_rpm = fcu_set_rpm;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].Tmin = 50;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].Tmax = 85;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU].nfans = 0;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].name = "Slots";
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].filter = is_case;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].cookie = sc;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].Tmin = 50;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].Tmax = 75;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].nfans = 0;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].get_rpm = fcu_get_rpm;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE].set_rpm = fcu_set_rpm;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].name = "Drivebays";
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].filter = is_drive;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].cookie = sc;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].get_rpm = fcu_get_rpm;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].set_rpm = fcu_set_rpm;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].Tmin = 30;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].Tmax = 50;
       sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY].nfans = 0;

       sc->sc_sme = sysmon_envsys_create();
       sc->sc_sme->sme_name = device_xname(self);
       sc->sc_sme->sme_cookie = sc;
       sc->sc_sme->sme_refresh = fcu_sensors_refresh;

       sc->sc_sensors[0].units = ENVSYS_SFANRPM;
       sc->sc_sensors[1].state = ENVSYS_SINVALID;
       sc->sc_nfans = 0;

       /* round up sensors */
       int ch;

       sc->sc_nsensors = 0;
       ch = OF_child(ia->ia_cookie);
       if (ch == 0) {
               /* old style data, no individual nodes for fans, annoying */
               char loc[256], tp[256], descr[32], type[32];
               uint32_t reg_rpm = 0x10, reg_pwm = 0x32, reg;
               uint32_t id[16];
               int num, lidx = 0, tidx = 0;

               num = OF_getprop(ia->ia_cookie, "hwctrl-id", id, 64);
               OF_getprop(ia->ia_cookie, "hwctrl-location", loc, 1024);
               OF_getprop(ia->ia_cookie, "hwctrl-type", tp, 1024);
               while (num > 0) {
                       envsys_data_t *s = &sc->sc_sensors[sc->sc_nsensors];

                       s->state = ENVSYS_SINVALID;
                       strcpy(descr, &loc[lidx]);
                       strcpy(type, &tp[tidx]);
                       if (strstr(type, "rpm") != NULL) {
                               s->units = ENVSYS_SFANRPM;
                               reg = reg_rpm;
                               reg_rpm += 2;
                       } else if (strstr(type, "pwm") != NULL) {
                               s->units = ENVSYS_SFANRPM;
                               reg = reg_pwm;
                               reg_pwm += 2;
                       } else goto skip;

                       s->private = reg;
                       strcpy(s->desc, descr);

                       fcu_configure_sensor(sc, s);

                       sysmon_envsys_sensor_attach(sc->sc_sme, s);
                       sc->sc_nsensors++;
skip:
                       lidx += strlen(descr) + 1;
                       tidx += strlen(type) + 1;
                       num -= 4;
               }
       } else {
               /* new style, with individual nodes */
               while (ch != 0) {
                       char type[32], descr[32];
                       uint32_t reg;

                       envsys_data_t *s = &sc->sc_sensors[sc->sc_nsensors];

                       s->state = ENVSYS_SINVALID;

                       if (OF_getprop(ch, "device_type", type, 32) <= 0)
                               goto next;

                       if (strcmp(type, "fan-rpm-control") == 0) {
                               s->units = ENVSYS_SFANRPM;
                       } else if (strcmp(type, "fan-pwm-control") == 0) {
                               /* XXX we get the type from the register number */
                               s->units = ENVSYS_SFANRPM;
/* skip those for now since we don't really know how to interpret them */
#if 0
                       } else if (strcmp(type, "power-sensor") == 0) {
                               s->units = ENVSYS_SVOLTS_DC;
#endif
                       } else if (strcmp(type, "gpi-sensor") == 0) {
                               s->units = ENVSYS_INDICATOR;
                       } else {
                               /* ignore other types for now */
                               goto next;
                       }

                       if (OF_getprop(ch, "reg", &reg, sizeof(reg)) <= 0)
                               goto next;
                       s->private = reg;

                       if (OF_getprop(ch, "location", descr, 32) <= 0)
                               goto next;
                       strcpy(s->desc, descr);

                       fcu_configure_sensor(sc, s);

                       sysmon_envsys_sensor_attach(sc->sc_sme, s);
                       sc->sc_nsensors++;
next:
                       ch = OF_peer(ch);
               }
       }
       sysmon_envsys_register(sc->sc_sme);

       /* setup sysctls for our zones etc. */
       for (i = 0; i < FCU_ZONE_COUNT; i++) {
               fancontrol_init_zone(&sc->sc_zones[i], sc->sc_sysctl_me);
       }

       sc->sc_dying = FALSE;
       kthread_create(PRI_NONE, 0, curcpu(), fcu_adjust, sc, &sc->sc_thread,
           "fan control");
}

static void
fcu_configure_sensor(struct fcu_softc *sc, envsys_data_t *s)
{
       int have_eeprom1 = 1;

       if (get_cpuid(1, sc->sc_eeprom1) < 160)
               have_eeprom1 = 0;

       if (s->units == ENVSYS_SFANRPM) {
               fcu_fan_t *fan = &sc->sc_fans[sc->sc_nfans];
               uint8_t *eeprom = NULL;
               uint16_t rmin, rmax;

               if (strstr(s->desc, "CPU A") != NULL)
                       eeprom = sc->sc_eeprom0;
               if (strstr(s->desc, "CPU B") != NULL) {
                       /*
                        * XXX
                        * this should never happen
                        */
                       if (have_eeprom1 == 0) {
                               eeprom = sc->sc_eeprom0;
                       } else
                               eeprom = sc->sc_eeprom1;
               }

               fan->reg = s->private;
               fan->target = 0;
               fan->duty = 0x80;

               /* speed settings from EEPROM */
               if (strstr(s->desc, "PUMP") != NULL) {
                       KASSERT(eeprom != NULL);
                       memcpy(&rmin, &eeprom[0x54], 2);
                       memcpy(&rmax, &eeprom[0x56], 2);
                       fan->base_rpm = rmin;
                       fan->max_rpm = rmax;
                       fan->step = (rmax - rmin) / 30;
               } else if (strstr(s->desc, "INTAKE") != NULL) {
                       KASSERT(eeprom != NULL);
                       memcpy(&rmin, &eeprom[0x4c], 2);
                       memcpy(&rmax, &eeprom[0x4e], 2);
                       fan->base_rpm = rmin;
                       fan->max_rpm = rmax;
                       fan->step = (rmax - rmin) / 30;
               } else if (strstr(s->desc, "EXHAUST") != NULL) {
                       KASSERT(eeprom != NULL);
                       memcpy(&rmin, &eeprom[0x50], 2);
                       memcpy(&rmax, &eeprom[0x52], 2);
                       fan->base_rpm = rmin;
                       fan->max_rpm = rmax;
                       fan->step = (rmax - rmin) / 30;
               } else if (strstr(s->desc, "DRIVE") != NULL ) {
                       fan->base_rpm = 1000;
                       fan->max_rpm = 3000;
                       fan->step = 100;
               } else {
                       fan->base_rpm = 1000;
                       fan->max_rpm = 3000;
                       fan->step = 100;
               }
               DPRINTF("fan %s: %d - %d rpm, step %d\n",
                  s->desc, fan->base_rpm, fan->max_rpm, fan->step);

               /* now stuff them into zones */
               if (strstr(s->desc, "CPU") != NULL) {
                       fancontrol_zone_t *z = &sc->sc_zones[FCU_ZONE_CPU];
                       z->fans[z->nfans].num = sc->sc_nfans;
                       z->fans[z->nfans].min_rpm = fan->base_rpm;
                       z->fans[z->nfans].max_rpm = fan->max_rpm;
                       z->fans[z->nfans].name = s->desc;
                       z->nfans++;
               } else if ((strstr(s->desc, "BACKSIDE") != NULL) ||
                          (strstr(s->desc, "SLOT") != NULL))  {
                       fancontrol_zone_t *z = &sc->sc_zones[FCU_ZONE_CASE];
                       z->fans[z->nfans].num = sc->sc_nfans;
                       z->fans[z->nfans].min_rpm = fan->base_rpm;
                       z->fans[z->nfans].max_rpm = fan->max_rpm;
                       z->fans[z->nfans].name = s->desc;
                       z->nfans++;
               } else if (strstr(s->desc, "DRIVE") != NULL) {
                       fancontrol_zone_t *z = &sc->sc_zones[FCU_ZONE_DRIVEBAY];
                       z->fans[z->nfans].num = sc->sc_nfans;
                       z->fans[z->nfans].min_rpm = fan->base_rpm;
                       z->fans[z->nfans].max_rpm = fan->max_rpm;
                       z->fans[z->nfans].name = s->desc;
                       z->nfans++;
               }
               sc->sc_nfans++;
       }
}
static void
fcu_sensors_refresh(struct sysmon_envsys *sme, envsys_data_t *edata)
{
       struct fcu_softc *sc = sme->sme_cookie;
       uint8_t cmd;
       uint16_t data = 0;
       int error;

       if (edata->units == ENVSYS_SFANRPM) {
               cmd = edata->private + 1;
       } else
               cmd = edata->private;

       /* fcu is a macppc only thing so we can safely assume big endian */
       iic_acquire_bus(sc->sc_i2c, 0);
       error = iic_exec(sc->sc_i2c, I2C_OP_READ_WITH_STOP,
           sc->sc_addr, &cmd, 1, &data, 2, 0);
       iic_release_bus(sc->sc_i2c, 0);

       if (error) {
               edata->state = ENVSYS_SINVALID;
               return;
       }

       edata->state = ENVSYS_SVALID;

       switch (edata->units) {
               case ENVSYS_SFANRPM:
                       edata->value_cur = data >> 3;
                       break;
               case ENVSYS_SVOLTS_DC:
                       /* XXX this reads bogus */
                       edata->value_cur = data * 1000;
                       break;
               case ENVSYS_INDICATOR:
                       /* guesswork for now */
                       edata->value_cur = data >> 8;
                       break;
               default:
                       edata->state = ENVSYS_SINVALID;
       }
}

static bool
is_cpu(const envsys_data_t *edata)
{
       if (edata->units != ENVSYS_STEMP)
               return false;
       if (strstr(edata->desc, "CPU") != NULL)
               return TRUE;
       return false;
}

static bool
is_case(const envsys_data_t *edata)
{
       if (edata->units != ENVSYS_STEMP)
               return false;
       if ((strstr(edata->desc, "MLB") != NULL) ||
           (strstr(edata->desc, "BACKSIDE") != NULL) ||
           (strstr(edata->desc, "U3") != NULL))
               return TRUE;
       return false;
}

static bool
is_drive(const envsys_data_t *edata)
{
       if (edata->units != ENVSYS_STEMP)
               return false;
       if (strstr(edata->desc, "DRIVE") != NULL)
               return TRUE;
       return false;
}

static int
fcu_get_rpm(void *cookie, int which)
{
       struct fcu_softc *sc = cookie;
       fcu_fan_t *f = &sc->sc_fans[which];
       int error;
       uint16_t data = 0;
       uint8_t cmd;

       iic_acquire_bus(sc->sc_i2c, 0);
       cmd = f->reg + 1;
       error = iic_exec(sc->sc_i2c, I2C_OP_READ_WITH_STOP,
           sc->sc_addr, &cmd, 1, &data, 2, 0);
       iic_release_bus(sc->sc_i2c, 0);
       if (error != 0) return 0;
       data = data >> 3;
       return data;
}

static int
fcu_set_rpm(void *cookie, int which, int speed)
{
       struct fcu_softc *sc = cookie;
       fcu_fan_t *f = &sc->sc_fans[which];
       int error = 0;
       uint8_t cmd;

       if (speed > f->max_rpm) speed = f->max_rpm;
       if (speed < f->base_rpm) speed = f->base_rpm;

       if (f->reg < 0x30) {
               uint16_t data;
               /* simple rpm fan, just poke the register */

               if (f->target == speed) return 0;
               iic_acquire_bus(sc->sc_i2c, 0);
               cmd = f->reg;
               data = (speed << 3);
               error = iic_exec(sc->sc_i2c, I2C_OP_WRITE_WITH_STOP,
                   sc->sc_addr, &cmd, 1, &data, 2, 0);
               iic_release_bus(sc->sc_i2c, 0);
       } else {
               int diff;
               int nduty = f->duty;
               int current_speed;
               /* pwm fan, measure speed, then adjust duty cycle */
               DPRINTF("pwm fan ");
               current_speed = fcu_get_rpm(sc, which);
               diff = current_speed - speed;
               DPRINTF("d %d s %d t %d diff %d ", f->duty, current_speed, speed, diff);
               if (diff > 100) {
                       nduty = uimax(20, nduty - 1);
               }
               if (diff < -100) {
                       nduty = uimin(0xd0, nduty + 1);
               }
               cmd = f->reg;
               DPRINTF("%s nduty %d", __func__, nduty);
               if (nduty != f->duty) {
                       uint8_t arg = nduty;
                       iic_acquire_bus(sc->sc_i2c, 0);
                       error = iic_exec(sc->sc_i2c, I2C_OP_WRITE_WITH_STOP,
                           sc->sc_addr, &cmd, 1, &arg, 1, 0);
                       iic_release_bus(sc->sc_i2c, 0);
                       f->duty = nduty;
                       sc->sc_pwm = TRUE;

               }
               DPRINTF("ok\n");
       }
       if (error) printf("boo\n");
       f->target = speed;
       return 0;
}

static void
fcu_adjust(void *cookie)
{
       struct fcu_softc *sc = cookie;
       int i;
       uint8_t cmd, data;

       while (!sc->sc_dying) {
               /* poke the FCU so we don't go 747 */
               iic_acquire_bus(sc->sc_i2c, 0);
               cmd = FCU_FAN_ACTIVE;
               iic_exec(sc->sc_i2c, I2C_OP_READ_WITH_STOP,
                   sc->sc_addr, &cmd, 1, &data, 1, 0);
               iic_release_bus(sc->sc_i2c, 0);
               sc->sc_pwm = FALSE;
               for (i = 0; i < FCU_ZONE_COUNT; i++)
                       fancontrol_adjust_zone(&sc->sc_zones[i]);
               /*
                * take a shorter nap if we're in the process of adjusting a
                * PWM fan, which relies on measuring speed and then changing
                * its duty cycle until we're reasonable close to the target
                * speed
                */
               kpause("fanctrl", true, mstohz(sc->sc_pwm ? 1000 : 2000), NULL);
       }
       kthread_exit(0);
}