/*      $NetBSD: if_el.c,v 1.102 2022/09/17 17:15:02 thorpej Exp $      */

/*
* Copyright (c) 1994, Matthew E. Kimmel.  Permission is hereby granted
* to use, copy, modify and distribute this software provided that both
* the copyright notice and this permission notice appear in all copies
* of the software, derivative works or modified versions, and any
* portions thereof.
*/

/*
* 3COM Etherlink 3C501 device driver
*/

/*
* Bugs/possible improvements:
*      - Does not currently support DMA
*      - Does not currently support multicasts
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: if_el.c,v 1.102 2022/09/17 17:15:02 thorpej Exp $");

#include "opt_inet.h"

#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/errno.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mbuf.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/syslog.h>
#include <sys/device.h>
#include <sys/rndsource.h>

#include <net/if.h>
#include <net/if_dl.h>
#include <net/if_types.h>
#include <net/bpf.h>

#include <net/if_ether.h>

#ifdef INET
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/in_systm.h>
#include <netinet/in_var.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/if_inarp.h>
#endif

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

#include <dev/isa/isavar.h>
#include <dev/isa/if_elreg.h>

/* for debugging convenience */
#ifdef EL_DEBUG
#define DPRINTF(x) printf x
#else
#define DPRINTF(x)
#endif

/*
* per-line info and status
*/
struct el_softc {
       device_t sc_dev;
       void *sc_ih;

       struct ethercom sc_ethercom;    /* ethernet common */
       bus_space_tag_t sc_iot;         /* bus space identifier */
       bus_space_handle_t sc_ioh;      /* i/o handle */
       bool sc_txbusy;                 /* transmitter is busy */

       krndsource_t rnd_source;
};

/*
* prototypes
*/
static int      elintr(void *);
static void     elinit(struct el_softc *);
static int      elioctl(struct ifnet *, u_long, void *);
static void     elstart(struct ifnet *);
static void     elwatchdog(struct ifnet *);
static void     elreset(struct el_softc *);
static void     elstop(struct el_softc *);
static int      el_xmit(struct el_softc *);
static void     elread(struct el_softc *, int);
static struct mbuf *elget(struct el_softc *sc, int);
static inline void el_hardreset(struct el_softc *);

static int      elprobe(device_t, cfdata_t, void *);
static void     elattach(device_t, device_t, void *);

CFATTACH_DECL_NEW(el, sizeof(struct el_softc),
   elprobe, elattach, NULL, NULL);

/*
* Probe routine.
*
* See if the card is there and at the right place.
* (XXX - cgd -- needs help)
*/
static int
elprobe(device_t parent, cfdata_t match, void *aux)
{
       struct isa_attach_args *ia = aux;
       bus_space_tag_t iot = ia->ia_iot;
       bus_space_handle_t ioh;
       int iobase;
       uint8_t station_addr[ETHER_ADDR_LEN];
       uint8_t i;
       int rval;

       rval = 0;

       if (ia->ia_nio < 1)
               return (0);
       if (ia->ia_nirq < 1)
               return (0);

       if (ISA_DIRECT_CONFIG(ia))
               return (0);

       iobase = ia->ia_io[0].ir_addr;

       if (ia->ia_io[0].ir_addr == ISA_UNKNOWN_PORT)
               return (0);
       if (ia->ia_irq[0].ir_irq == ISA_UNKNOWN_IRQ)
               return (0);

       /* First check the base. */
       if (iobase < 0x200 || iobase > 0x3f0)
               return 0;

       /* Map i/o space. */
       if (bus_space_map(iot, iobase, 16, 0, &ioh))
               return 0;

       /*
        * Now attempt to grab the station address from the PROM and see if it
        * contains the 3com vendor code.
        */
       DPRINTF(("Probing 3c501 at 0x%x...\n", iobase));

       /* Reset the board. */
       DPRINTF(("Resetting board...\n"));
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_RESET);
       delay(5);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, 0);

       /* Now read the address. */
       DPRINTF(("Reading station address...\n"));
       for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBL, i);
               station_addr[i] = bus_space_read_1(iot, ioh, EL_EAW);
       }
       DPRINTF(("Address is %s\n", ether_sprintf(station_addr)));

       /*
        * If the vendor code is ok, return a 1.  We'll assume that whoever
        * configured this system is right about the IRQ.
        */
       if (station_addr[0] != 0x02 || station_addr[1] != 0x60 ||
           station_addr[2] != 0x8c) {
               DPRINTF(("Bad vendor code.\n"));
               goto out;
       }
       DPRINTF(("Vendor code ok.\n"));

       ia->ia_nio = 1;
       ia->ia_io[0].ir_size = 16;

       ia->ia_nirq = 1;

       ia->ia_niomem = 0;
       ia->ia_ndrq = 0;

       rval = 1;

out:
       bus_space_unmap(iot, ioh, 16);
       return rval;
}

/*
* Attach the interface to the kernel data structures.  By the time this is
* called, we know that the card exists at the given I/O address.  We still
* assume that the IRQ given is correct.
*/
static void
elattach(device_t parent, device_t self, void *aux)
{
       struct el_softc *sc = device_private(self);
       struct isa_attach_args *ia = aux;
       bus_space_tag_t iot = ia->ia_iot;
       bus_space_handle_t ioh;
       struct ifnet *ifp = &sc->sc_ethercom.ec_if;
       uint8_t myaddr[ETHER_ADDR_LEN];
       uint8_t i;

       sc->sc_dev = self;

       printf("\n");

       DPRINTF(("Attaching %s...\n", device_xname(sc->sc_dev)));

       /* Map i/o space. */
       if (bus_space_map(iot, ia->ia_io[0].ir_addr, 16, 0, &ioh)) {
               aprint_error_dev(self, "can't map i/o space\n");
               return;
       }

       sc->sc_iot = iot;
       sc->sc_ioh = ioh;

       /* Reset the board. */
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_RESET);
       delay(5);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, 0);

       /* Now read the address. */
       for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++) {
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBL, i);
               myaddr[i] = bus_space_read_1(iot, ioh, EL_EAW);
       }

       /* Stop the board. */
       elstop(sc);

       /* Initialize ifnet structure. */
       strlcpy(ifp->if_xname, device_xname(sc->sc_dev), IFNAMSIZ);
       ifp->if_softc = sc;
       ifp->if_start = elstart;
       ifp->if_ioctl = elioctl;
       ifp->if_watchdog = elwatchdog;
       ifp->if_flags = IFF_BROADCAST | IFF_SIMPLEX;
       IFQ_SET_READY(&ifp->if_snd);

       /* Now we can attach the interface. */
       DPRINTF(("Attaching interface...\n"));
       if_attach(ifp);
       ether_ifattach(ifp, myaddr);

       /* Print out some information for the user. */
       printf("%s: address %s\n", device_xname(self), ether_sprintf(myaddr));

       sc->sc_ih = isa_intr_establish(ia->ia_ic, ia->ia_irq[0].ir_irq,
           IST_EDGE, IPL_NET, elintr, sc);

       DPRINTF(("Attaching to random...\n"));
       rnd_attach_source(&sc->rnd_source, device_xname(sc->sc_dev),
                         RND_TYPE_NET, RND_FLAG_DEFAULT);

       DPRINTF(("elattach() finished.\n"));
}

/*
* Reset interface.
*/
static void
elreset(struct el_softc *sc)
{
       int s;

       DPRINTF(("elreset()\n"));
       s = splnet();
       elstop(sc);
       elinit(sc);
       splx(s);
}

/*
* Stop interface.
*/
static void
elstop(struct el_softc *sc)
{

       bus_space_write_1(sc->sc_iot, sc->sc_ioh, EL_AC, 0);
}

/*
* Do a hardware reset of the board, and upload the ethernet address again in
* case the board forgets.
*/
static inline void
el_hardreset(struct el_softc *sc)
{
       bus_space_tag_t iot = sc->sc_iot;
       bus_space_handle_t ioh = sc->sc_ioh;
       int i;

       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_RESET);
       delay(5);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, 0);

       for (i = 0; i < ETHER_ADDR_LEN; i++)
               bus_space_write_1(iot, ioh, i,
                   CLLADDR(sc->sc_ethercom.ec_if.if_sadl)[i]);
}

/*
* Initialize interface.
*/
static void
elinit(struct el_softc *sc)
{
       struct ifnet *ifp = &sc->sc_ethercom.ec_if;
       bus_space_tag_t iot = sc->sc_iot;
       bus_space_handle_t ioh = sc->sc_ioh;

       /* First, reset the board. */
       el_hardreset(sc);

       /* Configure rx. */
       DPRINTF(("Configuring rx...\n"));
       if (ifp->if_flags & IFF_PROMISC)
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RXC,
                   EL_RXC_AGF | EL_RXC_DSHORT | EL_RXC_DDRIB |
                   EL_RXC_DOFLOW | EL_RXC_PROMISC);
       else
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RXC,
                   EL_RXC_AGF | EL_RXC_DSHORT | EL_RXC_DDRIB |
                   EL_RXC_DOFLOW | EL_RXC_ABROAD);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RBC, 0);

       /* Configure TX. */
       DPRINTF(("Configuring tx...\n"));
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_TXC, 0);

       /* Start reception. */
       DPRINTF(("Starting reception...\n"));
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_IRQE | EL_AC_RX);

       /* Set flags appropriately. */
       ifp->if_flags |= IFF_RUNNING;
       sc->sc_txbusy = false;

       /* And start output. */
       elstart(ifp);
}

/*
* Start output on interface.  Get datagrams from the queue and output them,
* giving the receiver a chance between datagrams.  Call only from splnet or
* interrupt level!
*/
static void
elstart(struct ifnet *ifp)
{
       struct el_softc *sc = ifp->if_softc;
       bus_space_tag_t iot = sc->sc_iot;
       bus_space_handle_t ioh = sc->sc_ioh;
       struct mbuf *m, *m0;
       int s, i, off, retries;

       DPRINTF(("elstart()...\n"));
       s = splnet();

       /* Don't do anything if output is active. */
       if (sc->sc_txbusy) {
               splx(s);
               return;
       }

       sc->sc_txbusy = true;

       /*
        * The main loop.  They warned me against endless loops, but would I
        * listen?  NOOO....
        */
       for (;;) {
               /* Dequeue the next datagram. */
               IFQ_DEQUEUE(&ifp->if_snd, m0);

               /* If there's nothing to send, return. */
               if (m0 == 0)
                       break;

               /* Give the packet to the bpf, if any. */
               bpf_mtap(ifp, m0, BPF_D_OUT);

               /* Disable the receiver. */
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_HOST);
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RBC, 0);

               /* Transfer datagram to board. */
               DPRINTF(("el: xfr pkt length=%d...\n", m0->m_pkthdr.len));
               off = EL_BUFSIZ - uimax(m0->m_pkthdr.len,
                   ETHER_MIN_LEN - ETHER_CRC_LEN);
#ifdef DIAGNOSTIC
               if ((off & 0xffff) != off)
                       printf("%s: bogus off 0x%x\n",
                           device_xname(sc->sc_dev), off);
#endif
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBL, off & 0xff);
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBH, (off >> 8) & 0xff);

               /* Copy the datagram to the buffer. */
               for (m = m0; m != 0; m = m->m_next)
                       bus_space_write_multi_1(iot, ioh, EL_BUF,
                           mtod(m, uint8_t *), m->m_len);
               for (i = 0;
                   i < ETHER_MIN_LEN - ETHER_CRC_LEN - m0->m_pkthdr.len; i++)
                       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_BUF, 0);

               m_freem(m0);

               /* Now transmit the datagram. */
               retries = 0;
               for (;;) {
                       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBL, off & 0xff);
                       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBH, (off >> 8) & 0xff);
                       if (el_xmit(sc)) {
                               if_statinc(ifp, if_oerrors);
                               break;
                       }
                       /* Check out status. */
                       i = bus_space_read_1(iot, ioh, EL_TXS);
                       DPRINTF(("tx status=0x%x\n", i));
                       if ((i & EL_TXS_READY) == 0) {
                               DPRINTF(("el: err txs=%x\n", i));
                               if (i & (EL_TXS_COLL | EL_TXS_COLL16)) {
                                       if_statinc(ifp, if_collisions);
                                       if ((i & EL_TXC_DCOLL16) == 0 &&
                                           retries < 15) {
                                               retries++;
                                               bus_space_write_1(iot, ioh,
                                                   EL_AC, EL_AC_HOST);
                                       }
                               } else {
                                       if_statinc(ifp, if_oerrors);
                                       break;
                               }
                       } else {
                               if_statinc(ifp, if_opackets);
                               break;
                       }
               }

               /*
                * Now give the card a chance to receive.
                * Gotta love 3c501s...
                */
               (void)bus_space_read_1(iot, ioh, EL_AS);
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_IRQE | EL_AC_RX);
               splx(s);
               /* (Maybe) interrupt here. */
               s = splnet();
       }

       (void)bus_space_read_1(iot, ioh, EL_AS);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_IRQE | EL_AC_RX);
       sc->sc_txbusy = false;
       splx(s);
}

/*
* This function actually attempts to transmit a datagram downloaded to the
* board.  Call at splnet or interrupt, after downloading data!  Returns 0 on
* success, non-0 on failure.
*/
static int
el_xmit(struct el_softc *sc)
{
       bus_space_tag_t iot = sc->sc_iot;
       bus_space_handle_t ioh = sc->sc_ioh;
       int i;

       /*
        * XXX
        * This busy-waits for the tx completion.  Can we get an interrupt
        * instead?
        */

       DPRINTF(("el: xmit..."));
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_TXFRX);
       i = 20000;
       while ((bus_space_read_1(iot, ioh, EL_AS) & EL_AS_TXBUSY) && (i > 0))
               i--;
       if (i == 0) {
               DPRINTF(("tx not ready\n"));
               return -1;
       }
       DPRINTF(("%d cycles.\n", 20000 - i));
       return 0;
}

/*
* Controller interrupt.
*/
static int
elintr(void *arg)
{
       struct el_softc *sc = arg;
       bus_space_tag_t iot = sc->sc_iot;
       bus_space_handle_t ioh = sc->sc_ioh;
       uint8_t rxstat;
       int len;

       DPRINTF(("elintr: "));

       /* Check board status. */
       if ((bus_space_read_1(iot, ioh, EL_AS) & EL_AS_RXBUSY) != 0) {
               (void)bus_space_read_1(iot, ioh, EL_RXC);
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_IRQE | EL_AC_RX);
               return 0;
       }

       for (;;) {
               rxstat = bus_space_read_1(iot, ioh, EL_RXS);
               if (rxstat & EL_RXS_STALE)
                       break;

               /* If there's an overflow, reinit the board. */
               if ((rxstat & EL_RXS_NOFLOW) == 0) {
                       DPRINTF(("overflow.\n"));
                       el_hardreset(sc);
                       /* Put board back into receive mode. */
                       if (sc->sc_ethercom.ec_if.if_flags & IFF_PROMISC)
                               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RXC,
                                   EL_RXC_AGF | EL_RXC_DSHORT | EL_RXC_DDRIB |
                                   EL_RXC_DOFLOW | EL_RXC_PROMISC);
                       else
                               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RXC,
                                   EL_RXC_AGF | EL_RXC_DSHORT | EL_RXC_DDRIB |
                                   EL_RXC_DOFLOW | EL_RXC_ABROAD);
                       (void)bus_space_read_1(iot, ioh, EL_AS);
                       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RBC, 0);
                       break;
               }

               /* Incoming packet. */
               len = bus_space_read_1(iot, ioh, EL_RBL);
               len |= bus_space_read_1(iot, ioh, EL_RBH) << 8;
               DPRINTF(("receive len=%d rxstat=%x ", len, rxstat));
               bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_HOST);

               /* Pass data up to upper levels. */
               elread(sc, len);

               /* Is there another packet? */
               if ((bus_space_read_1(iot, ioh, EL_AS) & EL_AS_RXBUSY) != 0)
                       break;

               rnd_add_uint32(&sc->rnd_source, rxstat);

               DPRINTF(("<rescan> "));
       }

       (void)bus_space_read_1(iot, ioh, EL_RXC);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_IRQE | EL_AC_RX);
       return 1;
}

/*
* Pass a packet to the higher levels.
*/
static void
elread(struct el_softc *sc, int len)
{
       struct ifnet *ifp = &sc->sc_ethercom.ec_if;
       struct mbuf *m;

       if (len <= sizeof(struct ether_header) ||
           len > ETHER_MAX_LEN) {
               printf("%s: invalid packet size %d; dropping\n",
                   device_xname(sc->sc_dev), len);
               if_statinc(ifp, if_ierrors);
               return;
       }

       /* Pull packet off interface. */
       m = elget(sc, len);
       if (m == 0) {
               if_statinc(ifp, if_ierrors);
               return;
       }

       if_percpuq_enqueue(ifp->if_percpuq, m);
}

/*
* Pull read data off a interface.  Len is length of data, with local net
* header stripped.  We copy the data into mbufs.  When full cluster sized
* units are present we copy into clusters.
*/
static struct mbuf *
elget(struct el_softc *sc, int totlen)
{
       struct ifnet *ifp = &sc->sc_ethercom.ec_if;
       bus_space_tag_t iot = sc->sc_iot;
       bus_space_handle_t ioh = sc->sc_ioh;
       struct mbuf *m, *m0, *newm;
       int len;

       MGETHDR(m0, M_DONTWAIT, MT_DATA);
       if (m0 == 0)
               return (0);
       m_set_rcvif(m0, ifp);
       m0->m_pkthdr.len = totlen;
       len = MHLEN;
       m = m0;

       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBL, 0);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_GPBH, 0);

       while (totlen > 0) {
               if (totlen >= MINCLSIZE) {
                       MCLGET(m, M_DONTWAIT);
                       if ((m->m_flags & M_EXT) == 0)
                               goto bad;
                       len = MCLBYTES;
               }

               m->m_len = len = uimin(totlen, len);
               bus_space_read_multi_1(iot, ioh, EL_BUF, mtod(m, uint8_t *), len);

               totlen -= len;
               if (totlen > 0) {
                       MGET(newm, M_DONTWAIT, MT_DATA);
                       if (newm == 0)
                               goto bad;
                       len = MLEN;
                       m = m->m_next = newm;
               }
       }

       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_RBC, 0);
       bus_space_write_1(iot, ioh, EL_AC, EL_AC_RX);

       return (m0);

bad:
       m_freem(m0);
       return (0);
}

/*
* Process an ioctl request. This code needs some work - it looks pretty ugly.
*/
static int
elioctl(struct ifnet *ifp, u_long cmd, void *data)
{
       struct el_softc *sc = ifp->if_softc;
       struct ifaddr *ifa = (struct ifaddr *)data;
       int s, error = 0;

       s = splnet();

       switch (cmd) {

       case SIOCINITIFADDR:
               ifp->if_flags |= IFF_UP;

               elinit(sc);
               switch (ifa->ifa_addr->sa_family) {
#ifdef INET
               case AF_INET:
                       arp_ifinit(ifp, ifa);
                       break;
#endif
               default:
                       break;
               }
               break;

       case SIOCSIFFLAGS:
               if ((error = ifioctl_common(ifp, cmd, data)) != 0)
                       break;
               /* XXX re-use ether_ioctl() */
               switch (ifp->if_flags & (IFF_UP|IFF_RUNNING)) {
               case IFF_RUNNING:
                       /*
                        * If interface is marked down and it is running, then
                        * stop it.
                        */
                       elstop(sc);
                       ifp->if_flags &= ~IFF_RUNNING;
                       break;
               case IFF_UP:
                       /*
                        * If interface is marked up and it is stopped, then
                        * start it.
                        */
                       elinit(sc);
                       break;
               default:
                       /*
                        * Some other important flag might have changed, so
                        * reset.
                        */
                       elreset(sc);
                       break;
               }
               break;

       default:
               error = ether_ioctl(ifp, cmd, data);
               break;
       }

       splx(s);
       return error;
}

/*
* Device timeout routine.
*/
static void
elwatchdog(struct ifnet *ifp)
{
       struct el_softc *sc = ifp->if_softc;

       log(LOG_ERR, "%s: device timeout\n", device_xname(sc->sc_dev));
       if_statinc(ifp, if_oerrors);

       elreset(sc);
}