Quelle  opt4001.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2023 Axis Communications AB
 *
 * Datasheet: https://www.ti.com/lit/gpn/opt4001
 *
 * Device driver for the Texas Instruments OPT4001.
 */

#include <linux/bitfield.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/iio/iio.h>
#include <linux/math64.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/property.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/regulator/consumer.h>

/* OPT4001 register set */
#define OPT4001_LIGHT1_MSB    0x00
#define OPT4001_LIGHT1_LSB    0x01
#define OPT4001_CTRL          0x0A
#define OPT4001_DEVICE_ID     0x11

/* OPT4001 register mask */
#define OPT4001_EXPONENT_MASK    GENMASK(15, 12)
#define OPT4001_MSB_MASK         GENMASK(11, 0)
#define OPT4001_LSB_MASK         GENMASK(15, 8)
#define OPT4001_COUNTER_MASK     GENMASK(7, 4)
#define OPT4001_CRC_MASK         GENMASK(3, 0)

/* OPT4001 device id mask */
#define OPT4001_DEVICE_ID_MASK   GENMASK(11, 0)

/* OPT4001 control registers mask */
#define OPT4001_CTRL_QWAKE_MASK          GENMASK(15, 15)
#define OPT4001_CTRL_RANGE_MASK          GENMASK(13, 10)
#define OPT4001_CTRL_CONV_TIME_MASK      GENMASK(9, 6)
#define OPT4001_CTRL_OPER_MODE_MASK      GENMASK(5, 4)
#define OPT4001_CTRL_LATCH_MASK          GENMASK(3, 3)
#define OPT4001_CTRL_INT_POL_MASK        GENMASK(2, 2)
#define OPT4001_CTRL_FAULT_COUNT         GENMASK(0, 1)

/* OPT4001 constants */
#define OPT4001_DEVICE_ID_VAL            0x121

/* OPT4001 operating modes */
#define OPT4001_CTRL_OPER_MODE_OFF        0x0
#define OPT4001_CTRL_OPER_MODE_FORCED     0x1
#define OPT4001_CTRL_OPER_MODE_ONE_SHOT   0x2
#define OPT4001_CTRL_OPER_MODE_CONTINUOUS 0x3

/* OPT4001 conversion control register definitions */
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_0_6MS   0x0
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_1MS     0x1
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_1_8MS   0x2
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_3_4MS   0x3
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_6_5MS   0x4
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_12_7MS  0x5
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_25MS    0x6
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_50MS    0x7
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_100MS   0x8
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_200MS   0x9
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_400MS   0xa
#define OPT4001_CTRL_CONVERSION_800MS   0xb

/* OPT4001 scale light level range definitions */
#define OPT4001_CTRL_LIGHT_SCALE_AUTO   12

/* OPT4001 default values */
#define OPT4001_DEFAULT_CONVERSION_TIME OPT4001_CTRL_CONVERSION_800MS

/*
 * The different packaging of OPT4001 has different constants used when calculating
 * lux values.
 */
struct opt4001_chip_info {
 int mul;
 int div;
 const char *name;
};

struct opt4001_chip {
 struct regmap *regmap;
 struct i2c_client *client;
 u8 int_time;
 const struct opt4001_chip_info *chip_info;
};

static const struct opt4001_chip_info opt4001_sot_5x3_info = {
 .mul = 4375,
 .div = 10000000,
 .name = "opt4001-sot-5x3"
};

static const struct opt4001_chip_info opt4001_picostar_info = {
 .mul = 3125,
 .div = 10000000,
 .name = "opt4001-picostar"
};

static const int opt4001_int_time_available[][2] = {
 { 0,    600 },
 { 0,   1000 },
 { 0,   1800 },
 { 0,   3400 },
 { 0,   6500 },
 { 0,  12700 },
 { 0,  25000 },
 { 0,  50000 },
 { 0, 100000 },
 { 0, 200000 },
 { 0, 400000 },
 { 0, 800000 },
};

/*
 * Conversion time is integration time + time to set register
 * this is used as integration time.
 */
static const int opt4001_int_time_reg[][2] = {
 {    600,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_0_6MS  },
 {   1000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_1MS    },
 {   1800,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_1_8MS  },
 {   3400,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_3_4MS  },
 {   6500,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_6_5MS  },
 {  12700,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_12_7MS },
 {  25000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_25MS   },
 {  50000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_50MS   },
 { 100000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_100MS  },
 { 200000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_200MS  },
 { 400000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_400MS  },
 { 800000,  OPT4001_CTRL_CONVERSION_800MS  },
};

static int opt4001_als_time_to_index(const u32 als_integration_time)
{
 int i;

 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(opt4001_int_time_available); i++) {
  if (als_integration_time == opt4001_int_time_available[i][1])
   return i;
 }

 return -EINVAL;
}

static u8 opt4001_calculate_crc(u8 exp, u32 mantissa, u8 count)
{
 u8 crc;

 crc = (hweight32(mantissa) + hweight32(exp) + hweight32(count)) % 2;
 crc |= ((hweight32(mantissa & 0xAAAAA) + hweight32(exp & 0xA)
   + hweight32(count & 0xA)) % 2) << 1;
 crc |= ((hweight32(mantissa & 0x88888) + hweight32(exp & 0x8)
   + hweight32(count & 0x8)) % 2) << 2;
 crc |= (hweight32(mantissa & 0x80808) % 2) << 3;

 return crc;
}

static int opt4001_read_lux_value(struct iio_dev *indio_dev,
      int *val, int *val2)
{
 struct opt4001_chip *chip = iio_priv(indio_dev);
 struct device *dev = &chip->client->dev;
 unsigned int light1;
 unsigned int light2;
 u16 msb;
 u16 lsb;
 u8 exp;
 u8 count;
 u8 crc;
 u8 calc_crc;
 u64 lux_raw;
 int ret;

 ret = regmap_read(chip->regmap, OPT4001_LIGHT1_MSB, &light1);
 if (ret < 0) {
  dev_err(dev, "Failed to read data bytes");
  return ret;
 }

 ret = regmap_read(chip->regmap, OPT4001_LIGHT1_LSB, &light2);
 if (ret < 0) {
  dev_err(dev, "Failed to read data bytes");
  return ret;
 }

 count = FIELD_GET(OPT4001_COUNTER_MASK, light2);
 exp = FIELD_GET(OPT4001_EXPONENT_MASK, light1);
 crc = FIELD_GET(OPT4001_CRC_MASK, light2);
 msb = FIELD_GET(OPT4001_MSB_MASK, light1);
 lsb = FIELD_GET(OPT4001_LSB_MASK, light2);
 lux_raw = (msb << 8) + lsb;
 calc_crc = opt4001_calculate_crc(exp, lux_raw, count);
 if (calc_crc != crc)
  return -EIO;

 lux_raw = lux_raw << exp;
 lux_raw = lux_raw * chip->chip_info->mul;
 *val = div_u64_rem(lux_raw, chip->chip_info->div, val2);
 *val2 = *val2 * 100;

 return IIO_VAL_INT_PLUS_NANO;
}

static int opt4001_set_conf(struct opt4001_chip *chip)
{
 struct device *dev = &chip->client->dev;
 u16 reg;
 int ret;

 reg = FIELD_PREP(OPT4001_CTRL_RANGE_MASK, OPT4001_CTRL_LIGHT_SCALE_AUTO);
 reg |= FIELD_PREP(OPT4001_CTRL_CONV_TIME_MASK, chip->int_time);
 reg |= FIELD_PREP(OPT4001_CTRL_OPER_MODE_MASK, OPT4001_CTRL_OPER_MODE_CONTINUOUS);

 ret = regmap_write(chip->regmap, OPT4001_CTRL, reg);
 if (ret)
  dev_err(dev, "Failed to set configuration\n");

 return ret;
}

static int opt4001_power_down(struct opt4001_chip *chip)
{
 struct device *dev = &chip->client->dev;
 int ret;
 unsigned int reg;

 ret = regmap_read(chip->regmap, OPT4001_DEVICE_ID, ®);
 if (ret) {
  dev_err(dev, "Failed to read configuration\n");
  return ret;
 }

 /* MODE_OFF is 0x0 so just set bits to 0 */
 reg &= ~OPT4001_CTRL_OPER_MODE_MASK;

 ret = regmap_write(chip->regmap, OPT4001_CTRL, reg);
 if (ret)
  dev_err(dev, "Failed to set configuration to power down\n");

 return ret;
}

static void opt4001_chip_off_action(void *data)
{
 struct opt4001_chip *chip = data;

 opt4001_power_down(chip);
}

static const struct iio_chan_spec opt4001_channels[] = {
 {
  .type = IIO_LIGHT,
  .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_PROCESSED),
  .info_mask_shared_by_all_available = BIT(IIO_CHAN_INFO_INT_TIME),
  .info_mask_shared_by_all = BIT(IIO_CHAN_INFO_INT_TIME)
 },
};

static int opt4001_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
       struct iio_chan_spec const *chan,
       int *val, int *val2, long mask)
{
 struct opt4001_chip *chip = iio_priv(indio_dev);

 switch (mask) {
 case IIO_CHAN_INFO_PROCESSED:
  return opt4001_read_lux_value(indio_dev, val, val2);
 case IIO_CHAN_INFO_INT_TIME:
  *val = 0;
  *val2 = opt4001_int_time_reg[chip->int_time][0];
  return IIO_VAL_INT_PLUS_MICRO;
 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static int opt4001_write_raw(struct iio_dev *indio_dev,
        struct iio_chan_spec const *chan,
        int val, int val2, long mask)
{
 struct opt4001_chip *chip = iio_priv(indio_dev);
 int int_time;

 switch (mask) {
 case IIO_CHAN_INFO_INT_TIME:
  int_time = opt4001_als_time_to_index(val2);
  if (int_time < 0)
   return int_time;
  chip->int_time = int_time;
  return opt4001_set_conf(chip);
 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static int opt4001_read_available(struct iio_dev *indio_dev,
      struct iio_chan_spec const *chan,
      const int **vals, int *type, int *length,
      long mask)
{
 switch (mask) {
 case IIO_CHAN_INFO_INT_TIME:
  *length = ARRAY_SIZE(opt4001_int_time_available) * 2;
  *vals = (const int *)opt4001_int_time_available;
  *type = IIO_VAL_INT_PLUS_MICRO;
  return IIO_AVAIL_LIST;

 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static const struct iio_info opt4001_info_no_irq = {
 .read_raw = opt4001_read_raw,
 .write_raw = opt4001_write_raw,
 .read_avail = opt4001_read_available,
};

static int opt4001_load_defaults(struct opt4001_chip *chip)
{
 chip->int_time = OPT4001_DEFAULT_CONVERSION_TIME;

 return opt4001_set_conf(chip);
}

static bool opt4001_readable_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
{
 switch (reg) {
 case OPT4001_LIGHT1_MSB:
 case OPT4001_LIGHT1_LSB:
 case OPT4001_CTRL:
 case OPT4001_DEVICE_ID:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static bool opt4001_writable_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
{
 switch (reg) {
 case OPT4001_CTRL:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static bool opt4001_volatile_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
{
 switch (reg) {
 case OPT4001_LIGHT1_MSB:
 case OPT4001_LIGHT1_LSB:
  return true;
 default:
  return false;
 }
}

static const struct regmap_config opt4001_regmap_config = {
 .name = "opt4001",
 .reg_bits = 8,
 .val_bits = 16,
 .cache_type = REGCACHE_RBTREE,
 .max_register = OPT4001_DEVICE_ID,
 .readable_reg = opt4001_readable_reg,
 .writeable_reg = opt4001_writable_reg,
 .volatile_reg = opt4001_volatile_reg,
 .val_format_endian = REGMAP_ENDIAN_BIG,
};

static int opt4001_probe(struct i2c_client *client)
{
 struct opt4001_chip *chip;
 struct iio_dev *indio_dev;
 int ret;
 uint dev_id;

 indio_dev = devm_iio_device_alloc(&client->dev, sizeof(*chip));
 if (!indio_dev)
  return -ENOMEM;

 chip = iio_priv(indio_dev);

 ret = devm_regulator_get_enable(&client->dev, "vdd");
 if (ret)
  return dev_err_probe(&client->dev, ret, "Failed to enable vdd supply\n");

 chip->regmap = devm_regmap_init_i2c(client, &opt4001_regmap_config);
 if (IS_ERR(chip->regmap))
  return dev_err_probe(&client->dev, PTR_ERR(chip->regmap),
         "regmap initialization failed\n");
 chip->client = client;

 indio_dev->info = &opt4001_info_no_irq;

 ret = regmap_reinit_cache(chip->regmap, &opt4001_regmap_config);
 if (ret)
  return dev_err_probe(&client->dev, ret,
         "failed to reinit regmap cache\n");

 ret = regmap_read(chip->regmap, OPT4001_DEVICE_ID, &dev_id);
 if (ret < 0)
  return dev_err_probe(&client->dev, ret,
   "Failed to read the device ID register\n");

 dev_id = FIELD_GET(OPT4001_DEVICE_ID_MASK, dev_id);
 if (dev_id != OPT4001_DEVICE_ID_VAL)
  dev_warn(&client->dev, "Device ID: %#04x unknown\n", dev_id);

 chip->chip_info = i2c_get_match_data(client);

 indio_dev->channels = opt4001_channels;
 indio_dev->num_channels = ARRAY_SIZE(opt4001_channels);
 indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
 indio_dev->name = chip->chip_info->name;

 ret = opt4001_load_defaults(chip);
 if (ret < 0)
  return dev_err_probe(&client->dev, ret,
         "Failed to set sensor defaults\n");

 ret = devm_add_action_or_reset(&client->dev,
     opt4001_chip_off_action,
     chip);
 if (ret < 0)
  return dev_err_probe(&client->dev, ret,
         "Failed to setup power off action\n");

 return devm_iio_device_register(&client->dev, indio_dev);
}

/*
 * The compatible string determines which constants to use depending on
 * opt4001 packaging
 */
static const struct i2c_device_id opt4001_id[] = {
 { "opt4001-sot-5x3", (kernel_ulong_t)&opt4001_sot_5x3_info },
 { "opt4001-picostar", (kernel_ulong_t)&opt4001_picostar_info },
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, opt4001_id);

static const struct of_device_id opt4001_of_match[] = {
 { .compatible = "ti,opt4001-sot-5x3", .data = &opt4001_sot_5x3_info},
 { .compatible = "ti,opt4001-picostar", .data = &opt4001_picostar_info},
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, opt4001_of_match);

static struct i2c_driver opt4001_driver = {
 .driver = {
  .name = "opt4001",
  .of_match_table = opt4001_of_match,
 },
 .probe = opt4001_probe,
 .id_table = opt4001_id,
};
module_i2c_driver(opt4001_driver);

MODULE_AUTHOR("Stefan Windfeldt-Prytz <stefan.windfeldt-prytz@axis.com>");
MODULE_DESCRIPTION("Texas Instruments opt4001 ambient light sensor driver");
MODULE_LICENSE("GPL");