/* $NetBSD: ciphy.c,v 1.42 2023/02/22 08:09:09 msaitoh Exp $ */

/*-
* Copyright (c) 2004
*      Bill Paul <[email protected]>.  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.
* 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
*    must display the following acknowledgement:
*      This product includes software developed by Bill Paul.
* 4. Neither the name of the author nor the names of any co-contributors
*    may be used to endorse or promote products derived from this software
*    without specific prior written permission.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY Bill Paul 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 Bill Paul OR THE VOICES IN HIS HEAD
* 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.
*
* FreeBSD: src/sys/dev/mii/ciphy.c,v 1.2 2005/01/06 01:42:55 imp Exp
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: ciphy.c,v 1.42 2023/02/22 08:09:09 msaitoh Exp $");

/*
* Driver for the Cicada CS8201 10/100/1000 copper PHY.
*/

#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/device.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/bus.h>

#include <net/if.h>
#include <net/if_arp.h>
#include <net/if_media.h>

#include <dev/mii/mii.h>
#include <dev/mii/miivar.h>
#include <dev/mii/miidevs.h>

#include <dev/mii/ciphyreg.h>

static int ciphymatch(device_t, cfdata_t, void *);
static void ciphyattach(device_t, device_t, void *);

CFATTACH_DECL_NEW(ciphy, sizeof(struct mii_softc),
   ciphymatch, ciphyattach, mii_phy_detach, mii_phy_activate);

static int      ciphy_service(struct mii_softc *, struct mii_data *, int);
static void     ciphy_status(struct mii_softc *);
static void     ciphy_reset(struct mii_softc *);
static void     ciphy_fixup(struct mii_softc *);

static const struct mii_phy_funcs ciphy_funcs = {
       ciphy_service, ciphy_status, mii_phy_reset,
};

static const struct mii_phydesc ciphys[] = {
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, CIS8201),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, CIS8201A),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, CIS8201B),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, CIS8204),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, VSC8211),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, VSC8221),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, VSC8234),
       MII_PHY_DESC(xxCICADA, VSC8244),
       MII_PHY_DESC(xxVITESSE, VSC8601),
       MII_PHY_DESC(xxVITESSE, VSC8641),
       MII_PHY_END,
};

static int
ciphymatch(device_t parent, cfdata_t match,
   void *aux)
{
       struct mii_attach_args *ma = aux;

       if (mii_phy_match(ma, ciphys) != NULL)
               return 10;

       return 0;
}

static void
ciphyattach(device_t parent, device_t self, void *aux)
{
       struct mii_softc *sc = device_private(self);
       struct mii_attach_args *ma = aux;
       struct mii_data *mii = ma->mii_data;
       const struct mii_phydesc *mpd;

       mpd = mii_phy_match(ma, ciphys);
       aprint_naive(": Media interface\n");
       aprint_normal(": %s, rev. %d\n", mpd->mpd_name, MII_REV(ma->mii_id2));

       sc->mii_dev = self;
       sc->mii_inst = mii->mii_instance;
       sc->mii_phy = ma->mii_phyno;
       sc->mii_funcs = &ciphy_funcs;
       sc->mii_pdata = mii;
       sc->mii_flags = ma->mii_flags;
       sc->mii_flags |= MIIF_NOISOLATE;

       mii_lock(mii);

       ciphy_reset(sc);

       PHY_READ(sc, MII_BMSR, &sc->mii_capabilities);
       sc->mii_capabilities &= ma->mii_capmask;
       if (sc->mii_capabilities & BMSR_EXTSTAT)
               PHY_READ(sc, MII_EXTSR, &sc->mii_extcapabilities);

       mii_unlock(mii);

       mii_phy_add_media(sc);
}

static int
ciphy_service(struct mii_softc *sc, struct mii_data *mii, int cmd)
{
       struct ifmedia_entry *ife = mii->mii_media.ifm_cur;
       uint16_t reg, speed, gig;

       KASSERT(mii_locked(mii));

       switch (cmd) {
       case MII_POLLSTAT:
               /* If we're not polling our PHY instance, just return. */
               if (IFM_INST(ife->ifm_media) != sc->mii_inst)
                       return 0;
               break;

       case MII_MEDIACHG:
               /*
                * If the media indicates a different PHY instance,
                * isolate ourselves.
                */
               if (IFM_INST(ife->ifm_media) != sc->mii_inst) {
                       PHY_READ(sc, MII_BMCR, &reg);
                       PHY_WRITE(sc, MII_BMCR, reg | BMCR_ISO);
                       return 0;
               }

               /* If the interface is not up, don't do anything. */
               if ((mii->mii_ifp->if_flags & IFF_UP) == 0)
                       break;

               ciphy_fixup(sc);        /* XXX hardware bug work-around */

               switch (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media)) {
               case IFM_AUTO:
#ifdef foo
                       /* If we're already in auto mode, just return. */
                       PHY_READ(sc, MII_BMCR, &reg);
                       if (reg & BMCR_AUTOEN)
                               return 0;
#endif
                       (void) mii_phy_auto(sc);
                       break;
               case IFM_1000_T:
                       speed = BMCR_S1000;
                       goto setit;
               case IFM_100_TX:
                       speed = BMCR_S100;
                       goto setit;
               case IFM_10_T:
                       speed = BMCR_S10;
setit:
                       if ((ife->ifm_media & IFM_FDX) != 0) {
                               speed |= BMCR_FDX;
                               gig = GTCR_ADV_1000TFDX;
                       } else
                               gig = GTCR_ADV_1000THDX;

                       PHY_WRITE(sc, MII_GTCR, 0);
                       PHY_WRITE(sc, MII_BMCR, speed);
                       PHY_WRITE(sc, MII_ANAR, ANAR_CSMA);

                       if (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media) != IFM_1000_T)
                               break;

                       PHY_WRITE(sc, MII_GTCR, gig);
                       PHY_WRITE(sc, MII_BMCR,
                           speed | BMCR_AUTOEN | BMCR_STARTNEG);

                       /*
                        * When setting the link manually, one side must
                        * be the master and the other the slave. However
                        * ifmedia doesn't give us a good way to specify
                        * this, so we fake it by using one of the LINK
                        * flags. If LINK0 is set, we program the PHY to
                        * be a master, otherwise it's a slave.
                        */
                       if ((mii->mii_ifp->if_flags & IFF_LINK0)) {
                               PHY_WRITE(sc, MII_GTCR,
                                   gig | GTCR_MAN_MS | GTCR_ADV_MS);
                       } else
                               PHY_WRITE(sc, MII_GTCR, gig | GTCR_MAN_MS);
                       break;
               case IFM_NONE:
                       PHY_WRITE(sc, MII_BMCR, BMCR_ISO | BMCR_PDOWN);
                       break;
               case IFM_100_T4:
               default:
                       return EINVAL;
               }
               break;

       case MII_TICK:
               /* If we're not currently selected, just return. */
               if (IFM_INST(ife->ifm_media) != sc->mii_inst)
                       return 0;

               /* Is the interface even up? */
               if ((mii->mii_ifp->if_flags & IFF_UP) == 0)
                       return 0;

               /* Only used for autonegotiation. */
               if ((IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media) != IFM_AUTO) &&
                   (IFM_SUBTYPE(ife->ifm_media) != IFM_1000_T)) {
                       /*
                        * Reset autonegotiation timer to 0 just to make sure
                        * the future autonegotiation start with 0.
                        */
                       sc->mii_ticks = 0;
                       break;
               }

               /*
                * Check to see if we have link.  If we do, we don't
                * need to restart the autonegotiation process.  Read
                * the BMSR twice in case it's latched.
                */
               PHY_READ(sc, MII_BMSR, &reg);
               PHY_READ(sc, MII_BMSR, &reg);
               if (reg & BMSR_LINK) {
                       /*
                        * Reset autonegotiation timer to 0 in case the link
                        * goes down in the next tick.
                        */
                       sc->mii_ticks = 0;
                       /* See above. */
                       break;
               }

               /*
                * mii_ticks == 0 means it's the first tick after changing the
                * media or the link became down since the last tick
                * (see above), so return with 0 to update the status.
                */
               if (sc->mii_ticks++ == 0)
                       break;

               /* Only retry autonegotiation every N seconds. */
               if (sc->mii_ticks < sc->mii_anegticks)
                       break;

               mii_phy_auto_restart(sc);
               return 0;
       }

       /* Update the media status. */
       ciphy_status(sc);

       /*
        * Callback if something changed. Note that we need to poke
        * apply fixups for certain PHY revs.
        */
       if (sc->mii_media_active != mii->mii_media_active ||
           sc->mii_media_status != mii->mii_media_status ||
           cmd == MII_MEDIACHG) {
               ciphy_fixup(sc);
       }
       mii_phy_update(sc, cmd);
       return 0;
}

static void
ciphy_status(struct mii_softc *sc)
{
       struct mii_data *mii = sc->mii_pdata;
       uint16_t bmsr, bmcr, gtsr;

       KASSERT(mii_locked(mii));

       mii->mii_media_status = IFM_AVALID;
       mii->mii_media_active = IFM_ETHER;

       PHY_READ(sc, MII_BMSR, &bmsr);
       PHY_READ(sc, MII_BMSR, &bmsr);

       if (bmsr & BMSR_LINK)
               mii->mii_media_status |= IFM_ACTIVE;

       PHY_READ(sc, MII_BMCR, &bmcr);

       if (bmcr & BMCR_LOOP)
               mii->mii_media_active |= IFM_LOOP;

       if (bmcr & BMCR_AUTOEN) {
               if ((bmsr & BMSR_ACOMP) == 0) {
                       /* Erg, still trying, I guess... */
                       mii->mii_media_active |= IFM_NONE;
                       return;
               }
       }

       PHY_READ(sc, CIPHY_MII_AUXCSR, &bmsr);
       switch (bmsr & CIPHY_AUXCSR_SPEED) {
       case CIPHY_SPEED10:
               mii->mii_media_active |= IFM_10_T;
               break;
       case CIPHY_SPEED100:
               mii->mii_media_active |= IFM_100_TX;
               break;
       case CIPHY_SPEED1000:
               mii->mii_media_active |= IFM_1000_T;
               break;
       default:
               aprint_error_dev(sc->mii_dev, "unknown PHY speed %x\n",
                   bmsr & CIPHY_AUXCSR_SPEED);
               break;
       }

       if (bmsr & CIPHY_AUXCSR_FDX)
               mii->mii_media_active |= IFM_FDX | mii_phy_flowstatus(sc);
       else
               mii->mii_media_active |= IFM_HDX;

       if (IFM_SUBTYPE(mii->mii_media_active) == IFM_1000_T) {
               PHY_READ(sc, MII_GTSR, &gtsr);
               if ((gtsr & GTSR_MS_RES) != 0)
                       mii->mii_media_active |= IFM_ETH_MASTER;
       }
}

static void
ciphy_reset(struct mii_softc *sc)
{

       KASSERT(mii_locked(sc->mii_pdata));

       mii_phy_reset(sc);
       DELAY(1000);
}

static inline int
PHY_SETBIT(struct mii_softc *sc, int y, uint16_t z)
{
       uint16_t _tmp;
       int rv;

       if ((rv = PHY_READ(sc, y, &_tmp)) != 0)
               return rv;
       return PHY_WRITE(sc, y, _tmp | z);
}

static inline int
PHY_CLRBIT(struct mii_softc *sc, int y, uint16_t z)
{
       uint16_t _tmp;
       int rv;

       if ((rv = PHY_READ(sc, y, &_tmp)) != 0)
           return rv;
       return PHY_WRITE(sc, y, _tmp & ~z);
}

static void
ciphy_fixup(struct mii_softc *sc)
{
       uint16_t        model, status, speed;
       uint16_t        reg;

       PHY_READ(sc, MII_PHYIDR2, &reg);
       model = MII_MODEL(reg);
       PHY_READ(sc, CIPHY_MII_AUXCSR, &status);
       speed = status & CIPHY_AUXCSR_SPEED;

       if (device_is_a(device_parent(sc->mii_dev), "nfe")) {
               /* Need to set for 2.5V RGMII for NVIDIA adapters */
               PHY_SETBIT(sc, CIPHY_MII_ECTL1, CIPHY_INTSEL_RGMII);
               PHY_SETBIT(sc, CIPHY_MII_ECTL1, CIPHY_IOVOL_2500MV);
       }

       switch (model) {
       case MII_MODEL_xxCICADA_CIS8201:
       case MII_MODEL_xxCICADA_CIS8204:
               /* Turn off "aux mode" (whatever that means) */
               PHY_SETBIT(sc, CIPHY_MII_AUXCSR, CIPHY_AUXCSR_MDPPS);

               /*
                * Work around speed polling bug in VT3119/VT3216
                * when using MII in full duplex mode.
                */
               if ((speed == CIPHY_SPEED10 || speed == CIPHY_SPEED100) &&
                   (status & CIPHY_AUXCSR_FDX))
                       PHY_SETBIT(sc, CIPHY_MII_10BTCSR, CIPHY_10BTCSR_ECHO);
               else
                       PHY_CLRBIT(sc, CIPHY_MII_10BTCSR, CIPHY_10BTCSR_ECHO);

               /* Enable link/activity LED blink. */
               PHY_SETBIT(sc, CIPHY_MII_LED, CIPHY_LED_LINKACTBLINK);

               break;

       case MII_MODEL_xxCICADA_CIS8201A:
       case MII_MODEL_xxCICADA_CIS8201B:
               /*
                * Work around speed polling bug in VT3119/VT3216
                * when using MII in full duplex mode.
                */
               if ((speed == CIPHY_SPEED10 || speed == CIPHY_SPEED100) &&
                   (status & CIPHY_AUXCSR_FDX))
                       PHY_SETBIT(sc, CIPHY_MII_10BTCSR, CIPHY_10BTCSR_ECHO);
               else
                       PHY_CLRBIT(sc, CIPHY_MII_10BTCSR, CIPHY_10BTCSR_ECHO);

               break;
       case MII_MODEL_xxCICADA_VSC8211:
       case MII_MODEL_xxCICADA_VSC8221:
       case MII_MODEL_xxCICADA_VSC8234:
       case MII_MODEL_xxCICADA_VSC8244:
       case MII_MODEL_xxVITESSE_VSC8601:
       case MII_MODEL_xxVITESSE_VSC8641:
               break;
       default:
               aprint_error_dev(sc->mii_dev, "unknown CICADA PHY model %x\n",
                   model);
               break;
       }
}