/*      $NetBSD: btuart.c,v 1.32 2024/07/05 04:31:50 rin Exp $  */

/*-
* Copyright (c) 2006, 2007 KIYOHARA Takashi
* 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 AUTHOR ``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 AUTHOR 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: btuart.c,v 1.32 2024/07/05 04:31:50 rin Exp $");

#include <sys/param.h>
#include <sys/conf.h>
#include <sys/device.h>
#include <sys/errno.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <sys/kauth.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/malloc.h>
#include <sys/mbuf.h>
#include <sys/proc.h>
#include <sys/syslimits.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/tty.h>

#include <sys/bus.h>
#include <sys/intr.h>

#include <netbt/bluetooth.h>
#include <netbt/hci.h>

#include "ioconf.h"

struct btuart_softc {
       device_t        sc_dev;
       struct tty *    sc_tp;          /* tty pointer */

       bool            sc_enabled;     /* device is enabled */
       struct hci_unit *sc_unit;       /* Bluetooth HCI handle */
       struct bt_stats sc_stats;

       int             sc_state;       /* receive state */
       int             sc_want;        /* how much we want */
       struct mbuf *   sc_rxp;         /* incoming packet */

       bool            sc_xmit;        /* transmit is active */
       struct mbuf *   sc_txp;         /* outgoing packet */

       /* transmit queues */
       MBUFQ_HEAD()    sc_cmdq;
       MBUFQ_HEAD()    sc_aclq;
       MBUFQ_HEAD()    sc_scoq;
};

/* sc_state */
#define BTUART_RECV_PKT_TYPE    0       /* packet type */
#define BTUART_RECV_ACL_HDR     1       /* acl header */
#define BTUART_RECV_SCO_HDR     2       /* sco header */
#define BTUART_RECV_EVENT_HDR   3       /* event header */
#define BTUART_RECV_ACL_DATA    4       /* acl packet data */
#define BTUART_RECV_SCO_DATA    5       /* sco packet data */
#define BTUART_RECV_EVENT_DATA  6       /* event packet data */

static int btuart_match(device_t, cfdata_t, void *);
static void btuart_attach(device_t, device_t, void *);
static int btuart_detach(device_t, int);

static int btuartopen(dev_t, struct tty *);
static int btuartclose(struct tty *, int);
static int btuartioctl(struct tty *, u_long, void *, int, struct lwp *);
static int btuartinput(int, struct tty *);
static int btuartstart(struct tty *);

static int btuart_enable(device_t);
static void btuart_disable(device_t);
static void btuart_output_cmd(device_t, struct mbuf *);
static void btuart_output_acl(device_t, struct mbuf *);
static void btuart_output_sco(device_t, struct mbuf *);
static void btuart_stats(device_t, struct bt_stats *, int);

/*
* It doesn't need to be exported, as only btuartattach() uses it,
* but there's no "official" way to make it static.
*/
CFATTACH_DECL_NEW(btuart, sizeof(struct btuart_softc),
   btuart_match, btuart_attach, btuart_detach, NULL);

static struct linesw btuart_disc = {
       .l_name =       "btuart",
       .l_open =       btuartopen,
       .l_close =      btuartclose,
       .l_read =       ttyerrio,
       .l_write =      ttyerrio,
       .l_ioctl =      btuartioctl,
       .l_rint =       btuartinput,
       .l_start =      btuartstart,
       .l_modem =      ttymodem,
       .l_poll =       ttyerrpoll,
};

static const struct hci_if btuart_hci = {
       .enable =       btuart_enable,
       .disable =      btuart_disable,
       .output_cmd =   btuart_output_cmd,
       .output_acl =   btuart_output_acl,
       .output_sco =   btuart_output_sco,
       .get_stats =    btuart_stats,
       .ipl =          IPL_TTY,
};

/*****************************************************************************
*
*      autoconf(9) functions
*/

/*
* pseudo-device attach routine.
*/
void
btuartattach(int num __unused)
{
       int error;

       error = ttyldisc_attach(&btuart_disc);
       if (error) {
               aprint_error("%s: unable to register line discipline, "
                   "error = %d\n", btuart_cd.cd_name, error);

               return;
       }

       error = config_cfattach_attach(btuart_cd.cd_name, &btuart_ca);
       if (error) {
               aprint_error("%s: unable to register cfattach, error = %d\n",
                   btuart_cd.cd_name, error);

               config_cfdriver_detach(&btuart_cd);
               (void) ttyldisc_detach(&btuart_disc);
       }
}

/*
* Autoconf match routine.
*/
static int
btuart_match(device_t self __unused, cfdata_t cfdata __unused,
            void *arg __unused)
{

       /* pseudo-device; always present */
       return 1;
}

/*
* Autoconf attach routine.
* Called by config_attach_pseudo(9) when we open the line discipline.
*/
static void
btuart_attach(device_t parent __unused, device_t self, void *aux __unused)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);

       sc->sc_dev = self;

       MBUFQ_INIT(&sc->sc_cmdq);
       MBUFQ_INIT(&sc->sc_aclq);
       MBUFQ_INIT(&sc->sc_scoq);

       /* Attach Bluetooth unit */
       sc->sc_unit = hci_attach_pcb(&btuart_hci, self, 0);
       if (sc->sc_unit == NULL)
               aprint_error_dev(self, "HCI attach failed\n");
}

/*
* Autoconf detach routine.
* Called when we close the line discipline.
*/
static int
btuart_detach(device_t self, int flags __unused)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);

       btuart_disable(self);

       if (sc->sc_unit) {
               hci_detach_pcb(sc->sc_unit);
               sc->sc_unit = NULL;
       }

       return 0;
}

/*****************************************************************************
*
*      Line discipline functions.
*/

static int
btuartopen(dev_t devno __unused, struct tty *tp)
{
       struct btuart_softc *sc;
       device_t dev;
       cfdata_t cfdata;
       struct lwp *l = curlwp;         /* XXX */
       int error, unit, s;

       error = kauth_authorize_device(l->l_cred, KAUTH_DEVICE_BLUETOOTH_BTUART,
           KAUTH_ARG(KAUTH_REQ_DEVICE_BLUETOOTH_BTUART_ADD), NULL, NULL, NULL);
       if (error)
               return (error);

       s = spltty();

       if (tp->t_linesw == &btuart_disc) {
               sc = tp->t_sc;
               if (sc != NULL) {
                       splx(s);
                       return EBUSY;
               }
       }

       cfdata = malloc(sizeof(struct cfdata), M_DEVBUF, M_WAITOK);
       for (unit = 0; unit < btuart_cd.cd_ndevs; unit++)
               if (device_lookup(&btuart_cd, unit) == NULL)
                       break;

       cfdata->cf_name = btuart_cd.cd_name;
       cfdata->cf_atname = btuart_cd.cd_name;
       cfdata->cf_unit = unit;
       cfdata->cf_fstate = FSTATE_STAR;

       dev = config_attach_pseudo(cfdata);
       if (dev == NULL) {
               free(cfdata, M_DEVBUF);
               splx(s);
               return EIO;
       }
       sc = device_private(dev);

       aprint_normal_dev(dev, "major %llu minor %llu\n",
           (unsigned long long)major(tp->t_dev),
           (unsigned long long)minor(tp->t_dev));

       sc->sc_tp = tp;
       tp->t_sc = sc;

       ttylock(tp);
       ttyflush(tp, FREAD | FWRITE);
       ttyunlock(tp);

       splx(s);

       return 0;
}

static int
btuartclose(struct tty *tp, int flag __unused)
{
       struct btuart_softc *sc = tp->t_sc;
       cfdata_t cfdata;
       int s;

       s = spltty();

       ttylock(tp);
       ttyflush(tp, FREAD | FWRITE);
       ttyunlock(tp);  /* XXX */

       ttyldisc_release(tp->t_linesw);
       tp->t_linesw = ttyldisc_default();

       if (sc != NULL) {
               tp->t_sc = NULL;
               if (sc->sc_tp == tp) {
                       cfdata = device_cfdata(sc->sc_dev);
                       config_detach(sc->sc_dev, 0);
                       free(cfdata, M_DEVBUF);
               }
       }

       splx(s);

       return 0;
}

static int
btuartioctl(struct tty *tp, u_long cmd, void *data __unused,
   int flag __unused, struct lwp *l __unused)
{
       struct btuart_softc *sc = tp->t_sc;
       int error;

       /*
        * XXX
        * This function can be called without KERNEL_LOCK when caller's
        * struct cdevsw is set D_MPSAFE. Is KERNEL_LOCK required?
        */

       if (sc == NULL || tp != sc->sc_tp)
               return EPASSTHROUGH;

       switch(cmd) {
       default:
               error = EPASSTHROUGH;
               break;
       }

       return error;
}

static int
btuartinput(int c, struct tty *tp)
{
       struct btuart_softc *sc = tp->t_sc;
       struct mbuf *m = sc->sc_rxp;
       int space = 0;

       if (!sc->sc_enabled)
               return 0;

       c &= TTY_CHARMASK;

       /* If we already started a packet, find the trailing end of it. */
       if (m) {
               while (m->m_next)
                       m = m->m_next;

               space = M_TRAILINGSPACE(m);
       }

       if (space == 0) {
               if (m == NULL) {
                       /* new packet */
                       MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_DATA);
                       if (m == NULL) {
                               aprint_error_dev(sc->sc_dev, "out of memory\n");
                               sc->sc_stats.err_rx++;
                               return 0;       /* (lost sync) */
                       }

                       sc->sc_rxp = m;
                       m->m_pkthdr.len = m->m_len = 0;
                       space = MHLEN;

                       sc->sc_state = BTUART_RECV_PKT_TYPE;
                       sc->sc_want = 1;
               } else {
                       /* extend mbuf */
                       MGET(m->m_next, M_DONTWAIT, MT_DATA);
                       if (m->m_next == NULL) {
                               aprint_error_dev(sc->sc_dev, "out of memory\n");
                               sc->sc_stats.err_rx++;
                               return 0;       /* (lost sync) */
                       }

                       m = m->m_next;
                       m->m_len = 0;
                       space = MLEN;

                       if (sc->sc_want > MINCLSIZE) {
                               MCLGET(m, M_DONTWAIT);
                               if (m->m_flags & M_EXT)
                                       space = MCLBYTES;
                       }
               }
       }

       mtod(m, uint8_t *)[m->m_len++] = c;
       sc->sc_rxp->m_pkthdr.len++;
       sc->sc_stats.byte_rx++;

       sc->sc_want--;
       if (sc->sc_want > 0)
               return 0;       /* want more */

       switch (sc->sc_state) {
       case BTUART_RECV_PKT_TYPE:      /* Got packet type */

               switch (c) {
               case HCI_ACL_DATA_PKT:
                       sc->sc_state = BTUART_RECV_ACL_HDR;
                       sc->sc_want = sizeof(hci_acldata_hdr_t) - 1;
                       break;

               case HCI_SCO_DATA_PKT:
                       sc->sc_state = BTUART_RECV_SCO_HDR;
                       sc->sc_want = sizeof(hci_scodata_hdr_t) - 1;
                       break;

               case HCI_EVENT_PKT:
                       sc->sc_state = BTUART_RECV_EVENT_HDR;
                       sc->sc_want = sizeof(hci_event_hdr_t) - 1;
                       break;

               default:
                       aprint_error_dev(sc->sc_dev,
                           "Unknown packet type=%#x!\n", c);
                       sc->sc_stats.err_rx++;
                       m_freem(sc->sc_rxp);
                       sc->sc_rxp = NULL;
                       return 0;       /* (lost sync) */
               }

               break;

       /*
        * we assume (correctly of course :) that the packet headers all fit
        * into a single pkthdr mbuf
        */
       case BTUART_RECV_ACL_HDR:       /* Got ACL Header */
               sc->sc_state = BTUART_RECV_ACL_DATA;
               sc->sc_want = mtod(m, hci_acldata_hdr_t *)->length;
               sc->sc_want = le16toh(sc->sc_want);
               break;

       case BTUART_RECV_SCO_HDR:       /* Got SCO Header */
               sc->sc_state = BTUART_RECV_SCO_DATA;
               sc->sc_want =  mtod(m, hci_scodata_hdr_t *)->length;
               break;

       case BTUART_RECV_EVENT_HDR:     /* Got Event Header */
               sc->sc_state = BTUART_RECV_EVENT_DATA;
               sc->sc_want =  mtod(m, hci_event_hdr_t *)->length;
               break;

       case BTUART_RECV_ACL_DATA:      /* ACL Packet Complete */
               if (!hci_input_acl(sc->sc_unit, sc->sc_rxp))
                       sc->sc_stats.err_rx++;

               sc->sc_stats.acl_rx++;
               sc->sc_rxp = m = NULL;
               break;

       case BTUART_RECV_SCO_DATA:      /* SCO Packet Complete */
               if (!hci_input_sco(sc->sc_unit, sc->sc_rxp))
                       sc->sc_stats.err_rx++;

               sc->sc_stats.sco_rx++;
               sc->sc_rxp = m = NULL;
               break;

       case BTUART_RECV_EVENT_DATA:    /* Event Packet Complete */
               if (!hci_input_event(sc->sc_unit, sc->sc_rxp))
                       sc->sc_stats.err_rx++;

               sc->sc_stats.evt_rx++;
               sc->sc_rxp = m = NULL;
               break;

       default:
               panic("%s: invalid state %d!\n",
                   device_xname(sc->sc_dev), sc->sc_state);
       }

       return 0;
}

static int
btuartstart(struct tty *tp)
{
       struct btuart_softc *sc = tp->t_sc;
       struct mbuf *m;
       int count, rlen;
       uint8_t *rptr;

       if (!sc->sc_enabled)
               return 0;

       m = sc->sc_txp;
       if (m == NULL) {
               if (MBUFQ_FIRST(&sc->sc_cmdq)) {
                       MBUFQ_DEQUEUE(&sc->sc_cmdq, m);
                       sc->sc_stats.cmd_tx++;
               } else if (MBUFQ_FIRST(&sc->sc_scoq)) {
                       MBUFQ_DEQUEUE(&sc->sc_scoq, m);
                       sc->sc_stats.sco_tx++;
               } else if (MBUFQ_FIRST(&sc->sc_aclq)) {
                       MBUFQ_DEQUEUE(&sc->sc_aclq, m);
                       sc->sc_stats.acl_tx++;
               } else {
                       sc->sc_xmit = false;
                       return 0; /* no more to send */
               }

               sc->sc_txp = m;
               sc->sc_xmit = true;
       }

       count = 0;
       rlen = 0;
       rptr = mtod(m, uint8_t *);

       for(;;) {
               if (rlen >= m->m_len) {
                       m = m->m_next;
                       if (m == NULL) {
                               m = sc->sc_txp;
                               sc->sc_txp = NULL;

                               if (M_GETCTX(m, void *) == NULL)
                                       m_freem(m);
                               else if (!hci_complete_sco(sc->sc_unit, m))
                                       sc->sc_stats.err_tx++;

                               break;
                       }

                       rlen = 0;
                       rptr = mtod(m, uint8_t *);
                       continue;
               }

               if (putc(*rptr++, &tp->t_outq) < 0) {
                       m_adj(m, rlen);
                       break;
               }
               rlen++;
               count++;
       }

       sc->sc_stats.byte_tx += count;

       if (tp->t_outq.c_cc != 0 && tp->t_oproc != NULL)
               (*tp->t_oproc)(tp);

       return 0;
}

/*****************************************************************************
*
*      bluetooth(9) functions
*/

static int
btuart_enable(device_t self)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);
       int s;

       if (sc->sc_enabled)
               return 0;

       s = spltty();

       sc->sc_enabled = true;
       sc->sc_xmit = false;

       splx(s);

       return 0;
}

static void
btuart_disable(device_t self)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);
       int s;

       if (!sc->sc_enabled)
               return;

       s = spltty();

       m_freem(sc->sc_rxp);
       sc->sc_rxp = NULL;

       m_freem(sc->sc_txp);
       sc->sc_txp = NULL;

       MBUFQ_DRAIN(&sc->sc_cmdq);
       MBUFQ_DRAIN(&sc->sc_aclq);
       MBUFQ_DRAIN(&sc->sc_scoq);

       sc->sc_enabled = false;

       splx(s);
}

static void
btuart_output_cmd(device_t self, struct mbuf *m)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);
       int s;

       KASSERT(sc->sc_enabled);

       M_SETCTX(m, NULL);

       s = spltty();
       MBUFQ_ENQUEUE(&sc->sc_cmdq, m);
       if (!sc->sc_xmit)
               btuartstart(sc->sc_tp);

       splx(s);
}

static void
btuart_output_acl(device_t self, struct mbuf *m)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);
       int s;

       KASSERT(sc->sc_enabled);

       M_SETCTX(m, NULL);

       s = spltty();
       MBUFQ_ENQUEUE(&sc->sc_aclq, m);
       if (!sc->sc_xmit)
               btuartstart(sc->sc_tp);

       splx(s);
}

static void
btuart_output_sco(device_t self, struct mbuf *m)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);
       int s;

       KASSERT(sc->sc_enabled);

       s = spltty();
       MBUFQ_ENQUEUE(&sc->sc_scoq, m);
       if (!sc->sc_xmit)
               btuartstart(sc->sc_tp);

       splx(s);
}

static void
btuart_stats(device_t self, struct bt_stats *dest, int flush)
{
       struct btuart_softc *sc = device_private(self);
       int s;

       s = spltty();

       memcpy(dest, &sc->sc_stats, sizeof(struct bt_stats));

       if (flush)
               memset(&sc->sc_stats, 0, sizeof(struct bt_stats));

       splx(s);
}