// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 *  Driver for Hynitron cstxxx Touchscreen
 *
 *  Copyright (c) 2022 Chris Morgan <macromorgan@hotmail.com>
 *
 *  This code is based on hynitron_core.c authored by Hynitron.
 *  Note that no datasheet was available, so much of these registers
 *  are undocumented. This is essentially a cleaned-up version of the
 *  vendor driver with support removed for hardware I cannot test and
 *  device-specific functions replated with generic functions wherever
 *  possible.
 */

#include <linux/delay.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/input/mt.h>
#include <linux/input/touchscreen.h>
#include <linux/mod_devicetable.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/property.h>
#include <linux/unaligned.h>

/* Per chip data */
struct hynitron_ts_chip_data {
 unsigned int max_touch_num;
 u32 ic_chkcode;
 int (*firmware_info)(struct i2c_client *client);
 int (*bootloader_enter)(struct i2c_client *client);
 int (*init_input)(struct i2c_client *client);
 void (*report_touch)(struct i2c_client *client);
};

/* Data generic to all (supported and non-supported) controllers. */
struct hynitron_ts_data {
 const struct hynitron_ts_chip_data *chip;
 struct i2c_client *client;
 struct input_dev *input_dev;
 struct touchscreen_properties prop;
 struct gpio_desc *reset_gpio;
};

/*
 * Since I have no datasheet, these values are guessed and/or assumed
 * based on observation and testing.
 */
#define CST3XX_FIRMWARE_INFO_START_CMD  0x01d1
#define CST3XX_FIRMWARE_INFO_END_CMD  0x09d1
#define CST3XX_FIRMWARE_CHK_CODE_REG  0xfcd1
#define CST3XX_FIRMWARE_VERSION_REG  0x08d2
#define CST3XX_FIRMWARE_VER_INVALID_VAL  0xa5a5a5a5

#define CST3XX_BOOTLDR_PROG_CMD   0xaa01a0
#define CST3XX_BOOTLDR_PROG_CHK_REG  0x02a0
#define CST3XX_BOOTLDR_CHK_VAL   0xac

#define CST3XX_TOUCH_DATA_PART_REG  0x00d0
#define CST3XX_TOUCH_DATA_FULL_REG  0x07d0
#define CST3XX_TOUCH_DATA_CHK_VAL  0xab
#define CST3XX_TOUCH_DATA_TOUCH_VAL  0x03
#define CST3XX_TOUCH_DATA_STOP_CMD  0xab00d0
#define CST3XX_TOUCH_COUNT_MASK   GENMASK(6, 0)


/*
 * Hard coded reset delay value of 20ms not IC dependent in
 * vendor driver.
 */
static void hyn_reset_proc(struct i2c_client *client, int delay)
{
 struct hynitron_ts_data *ts_data = i2c_get_clientdata(client);

 gpiod_set_value_cansleep(ts_data->reset_gpio, 1);
 msleep(20);
 gpiod_set_value_cansleep(ts_data->reset_gpio, 0);
 if (delay)
  fsleep(delay * 1000);
}

static irqreturn_t hyn_interrupt_handler(int irq, void *dev_id)
{
 struct i2c_client *client = dev_id;
 struct hynitron_ts_data *ts_data = i2c_get_clientdata(client);

 ts_data->chip->report_touch(client);

 return IRQ_HANDLED;
}

/*
 * The vendor driver would retry twice before failing to read or write
 * to the i2c device.
 */

static int cst3xx_i2c_write(struct i2c_client *client,
       unsigned char *buf, int len)
{
 int ret;
 int retries = 0;

 while (retries < 2) {
  ret = i2c_master_send(client, buf, len);
  if (ret == len)
   return 0;
  if (ret <= 0)
   retries++;
  else
   break;
 }

 return ret < 0 ? ret : -EIO;
}

static int cst3xx_i2c_read_register(struct i2c_client *client, u16 reg,
        u8 *val, u16 len)
{
 __le16 buf = cpu_to_le16(reg);
 struct i2c_msg msgs[] = {
  {
   .addr = client->addr,
   .flags = 0,
   .len = 2,
   .buf = (u8 *)&buf,
  },
  {
   .addr = client->addr,
   .flags = I2C_M_RD,
   .len = len,
   .buf = val,
  }
 };
 int err;
 int ret;

 ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));
 if (ret == ARRAY_SIZE(msgs))
  return 0;

 err = ret < 0 ? ret : -EIO;
 dev_err(&client->dev, "Error reading %d bytes from 0x%04x: %d (%d)\n",
  len, reg, err, ret);

 return err;
}

static int cst3xx_firmware_info(struct i2c_client *client)
{
 struct hynitron_ts_data *ts_data = i2c_get_clientdata(client);
 int err;
 u32 tmp;
 unsigned char buf[4];

 /*
  * Tests suggest this command needed to read firmware regs.
 */
 put_unaligned_le16(CST3XX_FIRMWARE_INFO_START_CMD, buf);
 err = cst3xx_i2c_write(client, buf, 2);
 if (err)
  return err;

 usleep_range(10000, 11000);

 /*
  * Read register for check-code to determine if device detected
  * correctly.
 */
 err = cst3xx_i2c_read_register(client, CST3XX_FIRMWARE_CHK_CODE_REG,
           buf, 4);
 if (err)
  return err;

 tmp = get_unaligned_le32(buf);
 if ((tmp & 0xffff0000) != ts_data->chip->ic_chkcode) {
  dev_err(&client->dev, "%s ic mismatch, chkcode is %u\n",
   __func__, tmp);
  return -ENODEV;
 }

 usleep_range(10000, 11000);

 /* Read firmware version and test if firmware missing. */
 err = cst3xx_i2c_read_register(client, CST3XX_FIRMWARE_VERSION_REG,
           buf, 4);
 if (err)
  return err;

 tmp = get_unaligned_le32(buf);
 if (tmp == CST3XX_FIRMWARE_VER_INVALID_VAL) {
  dev_err(&client->dev, "Device firmware missing\n");
  return -ENODEV;
 }

 /*
  * Tests suggest cmd required to exit reading firmware regs.
 */
 put_unaligned_le16(CST3XX_FIRMWARE_INFO_END_CMD, buf);
 err = cst3xx_i2c_write(client, buf, 2);
 if (err)
  return err;

 usleep_range(5000, 6000);

 return 0;
}

static int cst3xx_bootloader_enter(struct i2c_client *client)
{
 int err;
 u8 retry;
 u32 tmp = 0;
 unsigned char buf[3];

 for (retry = 0; retry < 5; retry++) {
  hyn_reset_proc(client, (7 + retry));
  /* set cmd to enter program mode */
  put_unaligned_le24(CST3XX_BOOTLDR_PROG_CMD, buf);
  err = cst3xx_i2c_write(client, buf, 3);
  if (err)
   continue;

  usleep_range(2000, 2500);

  /* check whether in program mode */
  err = cst3xx_i2c_read_register(client,
            CST3XX_BOOTLDR_PROG_CHK_REG,
            buf, 1);
  if (err)
   continue;

  tmp = get_unaligned(buf);
  if (tmp == CST3XX_BOOTLDR_CHK_VAL)
   break;
 }

 if (tmp != CST3XX_BOOTLDR_CHK_VAL) {
  dev_err(&client->dev, "%s unable to enter bootloader mode\n",
   __func__);
  return -ENODEV;
 }

 hyn_reset_proc(client, 40);

 return 0;
}

static void cst3xx_report_contact(struct hynitron_ts_data *ts_data,
      u8 id, unsigned int x, unsigned int y, u8 w)
{
 input_mt_slot(ts_data->input_dev, id);
 input_mt_report_slot_state(ts_data->input_dev, MT_TOOL_FINGER, 1);
 touchscreen_report_pos(ts_data->input_dev, &ts_data->prop, x, y, true);
 input_report_abs(ts_data->input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR, w);
}

static int cst3xx_finish_touch_read(struct i2c_client *client)
{
 unsigned char buf[3];
 int err;

 put_unaligned_le24(CST3XX_TOUCH_DATA_STOP_CMD, buf);
 err = cst3xx_i2c_write(client, buf, 3);
 if (err) {
  dev_err(&client->dev,
   "send read touch info ending failed: %d\n", err);
  return err;
 }

 return 0;
}

/*
 * Handle events from IRQ. Note that for cst3xx it appears that IRQ
 * fires continuously while touched, otherwise once every 1500ms
 * when not touched (assume touchscreen waking up periodically).
 * Note buffer is sized for 5 fingers, if more needed buffer must
 * be increased. The buffer contains 5 bytes for each touch point,
 * a touch count byte, a check byte, and then a second check byte after
 * all other touch points.
 *
 * For example 1 touch would look like this:
 * touch1[5]:touch_count[1]:chk_byte[1]
 *
 * 3 touches would look like this:
 * touch1[5]:touch_count[1]:chk_byte[1]:touch2[5]:touch3[5]:chk_byte[1]
 */
static void cst3xx_touch_report(struct i2c_client *client)
{
 struct hynitron_ts_data *ts_data = i2c_get_clientdata(client);
 u8 buf[28];
 u8 finger_id, sw, w;
 unsigned int x, y;
 unsigned int touch_cnt, end_byte;
 unsigned int idx = 0;
 unsigned int i;
 int err;

 /* Read and validate the first bits of input data. */
 err = cst3xx_i2c_read_register(client, CST3XX_TOUCH_DATA_PART_REG,
           buf, 28);
 if (err ||
     buf[6] != CST3XX_TOUCH_DATA_CHK_VAL ||
     buf[0] == CST3XX_TOUCH_DATA_CHK_VAL) {
  dev_err(&client->dev, "cst3xx touch read failure\n");
  return;
 }

 /* Report to the device we're done reading the touch data. */
 err = cst3xx_finish_touch_read(client);
 if (err)
  return;

 touch_cnt = buf[5] & CST3XX_TOUCH_COUNT_MASK;
 /*
  * Check the check bit of the last touch slot. The check bit is
  * always present after touch point 1 for valid data, and then
  * appears as the last byte after all other touch data.
 */
 if (touch_cnt > 1) {
  end_byte = touch_cnt * 5 + 2;
  if (buf[end_byte] != CST3XX_TOUCH_DATA_CHK_VAL) {
   dev_err(&client->dev, "cst3xx touch read failure\n");
   return;
  }
 }

 /* Parse through the buffer to capture touch data. */
 for (i = 0; i < touch_cnt; i++) {
  x = ((buf[idx + 1] << 4) | ((buf[idx + 3] >> 4) & 0x0f));
  y = ((buf[idx + 2] << 4) | (buf[idx + 3] & 0x0f));
  w = (buf[idx + 4] >> 3);
  sw = (buf[idx] & 0x0f) >> 1;
  finger_id = (buf[idx] >> 4) & 0x0f;

  /* Sanity check we don't have more fingers than we expect */
  if (ts_data->chip->max_touch_num < finger_id) {
   dev_err(&client->dev, "cst3xx touch read failure\n");
   break;
  }

  /* sw value of 0 means no touch, 0x03 means touch */
  if (sw == CST3XX_TOUCH_DATA_TOUCH_VAL)
   cst3xx_report_contact(ts_data, finger_id, x, y, w);

  idx += 5;

  /* Skip the 2 bytes between point 1 and point 2 */
  if (i == 0)
   idx += 2;
 }

 input_mt_sync_frame(ts_data->input_dev);
 input_sync(ts_data->input_dev);
}

static int cst3xx_input_dev_int(struct i2c_client *client)
{
 struct hynitron_ts_data *ts_data = i2c_get_clientdata(client);
 int err;

 ts_data->input_dev = devm_input_allocate_device(&client->dev);
 if (!ts_data->input_dev) {
  dev_err(&client->dev, "Failed to allocate input device\n");
  return -ENOMEM;
 }

 ts_data->input_dev->name = "Hynitron cst3xx Touchscreen";
 ts_data->input_dev->phys = "input/ts";
 ts_data->input_dev->id.bustype = BUS_I2C;

 input_set_drvdata(ts_data->input_dev, ts_data);

 input_set_capability(ts_data->input_dev, EV_ABS, ABS_MT_POSITION_X);
 input_set_capability(ts_data->input_dev, EV_ABS, ABS_MT_POSITION_Y);
 input_set_abs_params(ts_data->input_dev, ABS_MT_TOUCH_MAJOR,
        0, 255, 0, 0);

 touchscreen_parse_properties(ts_data->input_dev, true, &ts_data->prop);

 if (!ts_data->prop.max_x || !ts_data->prop.max_y) {
  dev_err(&client->dev,
   "Invalid x/y (%d, %d), using defaults\n",
   ts_data->prop.max_x, ts_data->prop.max_y);
  ts_data->prop.max_x = 1152;
  ts_data->prop.max_y = 1920;
  input_abs_set_max(ts_data->input_dev,
      ABS_MT_POSITION_X, ts_data->prop.max_x);
  input_abs_set_max(ts_data->input_dev,
      ABS_MT_POSITION_Y, ts_data->prop.max_y);
 }

 err = input_mt_init_slots(ts_data->input_dev,
      ts_data->chip->max_touch_num,
      INPUT_MT_DIRECT | INPUT_MT_DROP_UNUSED);
 if (err) {
  dev_err(&client->dev,
   "Failed to initialize input slots: %d\n", err);
  return err;
 }

 err = input_register_device(ts_data->input_dev);
 if (err) {
  dev_err(&client->dev,
   "Input device registration failed: %d\n", err);
  return err;
 }

 return 0;
}

static int hyn_probe(struct i2c_client *client)
{
 struct hynitron_ts_data *ts_data;
 int err;

 ts_data = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(*ts_data), GFP_KERNEL);
 if (!ts_data)
  return -ENOMEM;

 ts_data->client = client;
 i2c_set_clientdata(client, ts_data);

 ts_data->chip = device_get_match_data(&client->dev);
 if (!ts_data->chip)
  return -EINVAL;

 ts_data->reset_gpio = devm_gpiod_get(&client->dev,
          "reset", GPIOD_OUT_LOW);
 err = PTR_ERR_OR_ZERO(ts_data->reset_gpio);
 if (err) {
  dev_err(&client->dev, "request reset gpio failed: %d\n", err);
  return err;
 }

 hyn_reset_proc(client, 60);

 err = ts_data->chip->bootloader_enter(client);
 if (err < 0)
  return err;

 err = ts_data->chip->init_input(client);
 if (err < 0)
  return err;

 err = ts_data->chip->firmware_info(client);
 if (err < 0)
  return err;

 err = devm_request_threaded_irq(&client->dev, client->irq,
     NULL, hyn_interrupt_handler,
     IRQF_ONESHOT,
     "Hynitron Touch Int", client);
 if (err) {
  dev_err(&client->dev, "failed to request IRQ: %d\n", err);
  return err;
 }

 return 0;
}

static const struct hynitron_ts_chip_data cst3xx_data = {
 .max_touch_num  = 5,
 .ic_chkcode  = 0xcaca0000,
 .firmware_info  = &cst3xx_firmware_info,
 .bootloader_enter = &cst3xx_bootloader_enter,
 .init_input  = &cst3xx_input_dev_int,
 .report_touch  = &cst3xx_touch_report,
};

static const struct i2c_device_id hyn_tpd_id[] = {
 { .name = "hynitron_ts" },
 { /* sentinel */ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, hyn_tpd_id);

static const struct of_device_id hyn_dt_match[] = {
 { .compatible = "hynitron,cst340", .data = &cst3xx_data },
 { /* sentinel */ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, hyn_dt_match);

static struct i2c_driver hynitron_i2c_driver = {
 .driver = {
  .name = "Hynitron-TS",
  .of_match_table = hyn_dt_match,
  .probe_type = PROBE_PREFER_ASYNCHRONOUS,
 },
 .id_table = hyn_tpd_id,
 .probe = hyn_probe,
};

module_i2c_driver(hynitron_i2c_driver);

MODULE_AUTHOR("Chris Morgan");
MODULE_DESCRIPTION("Hynitron Touchscreen Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");