// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * Copyright (C) 2023 Anshul Dalal <anshulusr@gmail.com>
 *
 * Driver for Microchip MCP4801, MCP4802, MCP4811, MCP4812, MCP4821 and MCP4822
 *
 * Based on the work of:
 * Michael Welling (MCP4922 Driver)
 *
 * Datasheet:
 * MCP48x1: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/22244B.pdf
 * MCP48x2: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/20002249B.pdf
 *
 * TODO:
 * - Configurable gain
 * - Regulator control
 */

#include <linux/module.h>
#include <linux/mod_devicetable.h>
#include <linux/spi/spi.h>

#include <linux/iio/iio.h>
#include <linux/iio/types.h>

#include <linux/unaligned.h>

#define MCP4821_ACTIVE_MODE BIT(12)
#define MCP4802_SECOND_CHAN BIT(15)

/* DAC uses an internal Voltage reference of 4.096V at a gain of 2x */
#define MCP4821_2X_GAIN_VREF_MV 4096

enum mcp4821_supported_drvice_ids {
 ID_MCP4801,
 ID_MCP4802,
 ID_MCP4811,
 ID_MCP4812,
 ID_MCP4821,
 ID_MCP4822,
};

struct mcp4821_state {
 struct spi_device *spi;
 u16 dac_value[2];
};

struct mcp4821_chip_info {
 const char *name;
 int num_channels;
 const struct iio_chan_spec channels[2];
};

#define MCP4821_CHAN(channel_id, resolution)                          \
 {                                                             \
  .type = IIO_VOLTAGE, .output = 1, .indexed = 1,       \
  .channel = (channel_id),                              \
  .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW),         \
  .info_mask_shared_by_type = BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE), \
  .scan_type = {                                        \
   .realbits = (resolution),                     \
   .shift = 12 - (resolution),                   \
  },                                                    \
 }

static const struct mcp4821_chip_info mcp4821_chip_info_table[6] = {
 [ID_MCP4801] = {
   .name = "mcp4801",
   .num_channels = 1,
   .channels = {
    MCP4821_CHAN(0, 8),
   },
 },
 [ID_MCP4802] = {
   .name = "mcp4802",
   .num_channels = 2,
   .channels = {
    MCP4821_CHAN(0, 8),
    MCP4821_CHAN(1, 8),
   },
 },
 [ID_MCP4811] = {
   .name = "mcp4811",
   .num_channels = 1,
   .channels = {
    MCP4821_CHAN(0, 10),
   },
 },
 [ID_MCP4812] = {
   .name = "mcp4812",
   .num_channels = 2,
   .channels = {
    MCP4821_CHAN(0, 10),
    MCP4821_CHAN(1, 10),
   },
 },
 [ID_MCP4821] = {
   .name = "mcp4821",
   .num_channels = 1,
   .channels = {
    MCP4821_CHAN(0, 12),
   },
 },
 [ID_MCP4822] = {
   .name = "mcp4822",
   .num_channels = 2,
   .channels = {
    MCP4821_CHAN(0, 12),
    MCP4821_CHAN(1, 12),
   },
 },
};

static int mcp4821_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
       struct iio_chan_spec const *chan, int *val,
       int *val2, long mask)
{
 struct mcp4821_state *state;

 switch (mask) {
 case IIO_CHAN_INFO_RAW:
  state = iio_priv(indio_dev);
  *val = state->dac_value[chan->channel];
  return IIO_VAL_INT;
 case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
  *val = MCP4821_2X_GAIN_VREF_MV;
  *val2 = chan->scan_type.realbits;
  return IIO_VAL_FRACTIONAL_LOG2;
 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static int mcp4821_write_raw(struct iio_dev *indio_dev,
        struct iio_chan_spec const *chan, int val,
        int val2, long mask)
{
 struct mcp4821_state *state = iio_priv(indio_dev);
 u16 write_val;
 __be16 write_buffer;
 int ret;

 if (val2 != 0)
  return -EINVAL;

 if (val < 0 || val >= BIT(chan->scan_type.realbits))
  return -EINVAL;

 if (mask != IIO_CHAN_INFO_RAW)
  return -EINVAL;

 write_val = MCP4821_ACTIVE_MODE | val << chan->scan_type.shift;
 if (chan->channel)
  write_val |= MCP4802_SECOND_CHAN;

 write_buffer = cpu_to_be16(write_val);
 ret = spi_write(state->spi, &write_buffer, sizeof(write_buffer));
 if (ret) {
  dev_err(&state->spi->dev, "Failed to write to device: %d", ret);
  return ret;
 }

 state->dac_value[chan->channel] = val;

 return 0;
}

static const struct iio_info mcp4821_info = {
 .read_raw = &mcp4821_read_raw,
 .write_raw = &mcp4821_write_raw,
};

static int mcp4821_probe(struct spi_device *spi)
{
 struct iio_dev *indio_dev;
 struct mcp4821_state *state;
 const struct mcp4821_chip_info *info;

 indio_dev = devm_iio_device_alloc(&spi->dev, sizeof(*state));
 if (indio_dev == NULL)
  return -ENOMEM;

 state = iio_priv(indio_dev);
 state->spi = spi;

 info = spi_get_device_match_data(spi);
 indio_dev->name = info->name;
 indio_dev->info = &mcp4821_info;
 indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
 indio_dev->channels = info->channels;
 indio_dev->num_channels = info->num_channels;

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

#define MCP4821_COMPATIBLE(of_compatible, id)        \
 {                                            \
  .compatible = of_compatible,         \
  .data = &mcp4821_chip_info_table[id] \
 }

static const struct of_device_id mcp4821_of_table[] = {
 MCP4821_COMPATIBLE("microchip,mcp4801", ID_MCP4801),
 MCP4821_COMPATIBLE("microchip,mcp4802", ID_MCP4802),
 MCP4821_COMPATIBLE("microchip,mcp4811", ID_MCP4811),
 MCP4821_COMPATIBLE("microchip,mcp4812", ID_MCP4812),
 MCP4821_COMPATIBLE("microchip,mcp4821", ID_MCP4821),
 MCP4821_COMPATIBLE("microchip,mcp4822", ID_MCP4822),
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mcp4821_of_table);

static const struct spi_device_id mcp4821_id_table[] = {
 { "mcp4801", (kernel_ulong_t)&mcp4821_chip_info_table[ID_MCP4801]},
 { "mcp4802", (kernel_ulong_t)&mcp4821_chip_info_table[ID_MCP4802]},
 { "mcp4811", (kernel_ulong_t)&mcp4821_chip_info_table[ID_MCP4811]},
 { "mcp4812", (kernel_ulong_t)&mcp4821_chip_info_table[ID_MCP4812]},
 { "mcp4821", (kernel_ulong_t)&mcp4821_chip_info_table[ID_MCP4821]},
 { "mcp4822", (kernel_ulong_t)&mcp4821_chip_info_table[ID_MCP4822]},
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(spi, mcp4821_id_table);

static struct spi_driver mcp4821_driver = {
 .driver = {
  .name = "mcp4821",
  .of_match_table = mcp4821_of_table,
 },
 .probe = mcp4821_probe,
 .id_table = mcp4821_id_table,
};
module_spi_driver(mcp4821_driver);

MODULE_AUTHOR("Anshul Dalal <anshulusr@gmail.com>");
MODULE_DESCRIPTION("Microchip MCP4821 DAC Driver");
MODULE_LICENSE("GPL");