Quelle  vl53l0x-i2c.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Support for ST VL53L0X FlightSense ToF Ranging Sensor on a i2c bus.
 *
 * Copyright (C) 2016 STMicroelectronics Imaging Division.
 * Copyright (C) 2018 Song Qiang <songqiang1304521@gmail.com>
 * Copyright (C) 2020 Ivan Drobyshevskyi <drobyshevskyi@gmail.com>
 *
 * Datasheet available at
 * <https://www.st.com/resource/en/datasheet/vl53l0x.pdf>
 *
 * Default 7-bit i2c slave address 0x29.
 *
 * TODO: FIFO buffer, continuous mode, range selection, sensor ID check.
 */

#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/unaligned.h>

#include <linux/iio/iio.h>
#include <linux/iio/buffer.h>
#include <linux/iio/trigger.h>
#include <linux/iio/trigger_consumer.h>
#include <linux/iio/triggered_buffer.h>

#define VL_REG_SYSRANGE_START    0x00

#define VL_REG_SYSRANGE_MODE_MASK   GENMASK(3, 0)
#define VL_REG_SYSRANGE_MODE_SINGLESHOT   0x00
#define VL_REG_SYSRANGE_MODE_START_STOP   BIT(0)
#define VL_REG_SYSRANGE_MODE_BACKTOBACK   BIT(1)
#define VL_REG_SYSRANGE_MODE_TIMED   BIT(2)
#define VL_REG_SYSRANGE_MODE_HISTOGRAM   BIT(3)

#define VL_REG_SYSTEM_INTERRUPT_CONFIG_GPIO  0x0A
#define VL_REG_SYSTEM_INTERRUPT_GPIO_NEW_SAMPLE_READY BIT(2)

#define VL_REG_SYSTEM_INTERRUPT_CLEAR   0x0B

#define VL_REG_RESULT_INT_STATUS   0x13
#define VL_REG_RESULT_RANGE_STATUS   0x14
#define VL_REG_IDENTIFICATION_MODEL_ID   0xC0
#define VL_REG_RESULT_RANGE_STATUS_COMPLETE  BIT(0)

#define VL53L0X_MODEL_ID_VAL    0xEE
#define VL53L0X_CONTINUOUS_MODE    0x02
#define VL53L0X_SINGLE_MODE    0x01

struct vl53l0x_data {
 struct i2c_client *client;
 struct completion completion;
 struct regulator *vdd_supply;
 struct gpio_desc *reset_gpio;
 struct iio_trigger *trig;

 struct {
  u16 chan;
  aligned_s64 timestamp;
 } scan;
};

static int vl53l0x_clear_irq(struct vl53l0x_data *data)
{ int ret;

 ret = i2c_smbus_write_byte_data(data->client,
     VL_REG_SYSTEM_INTERRUPT_CLEAR, 1);
 if (ret < 0) {
  dev_err(&data->client->dev, "failed to clear irq: %d\n", ret);
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

static irqreturn_t vl53l0x_trigger_handler(int irq, void *priv)
{
 struct iio_poll_func *pf = priv;
 struct iio_dev *indio_dev = pf->indio_dev;
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);
 u8 buffer[12];
 int ret;

 ret = i2c_smbus_read_i2c_block_data(data->client,
     VL_REG_RESULT_RANGE_STATUS,
     sizeof(buffer), buffer);
 if (ret < 0)
  return ret;
 else if (ret != 12)
  return -EREMOTEIO;

 data->scan.chan = get_unaligned_be16(&buffer[10]);
 iio_push_to_buffers_with_ts(indio_dev, &data->scan, sizeof(data->scan),
        iio_get_time_ns(indio_dev));

 iio_trigger_notify_done(indio_dev->trig);
 vl53l0x_clear_irq(data);

 return IRQ_HANDLED;
}

static irqreturn_t vl53l0x_threaded_irq(int irq, void *priv)
{
 struct iio_dev *indio_dev = priv;
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);

 if (iio_buffer_enabled(indio_dev))
  iio_trigger_poll_nested(indio_dev->trig);
 else
  complete(&data->completion);

 return IRQ_HANDLED;
}

static int vl53l0x_configure_irq(struct i2c_client *client,
     struct iio_dev *indio_dev)
{
 int irq_flags = irq_get_trigger_type(client->irq);
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);
 int ret;

 if (!irq_flags)
  irq_flags = IRQF_TRIGGER_FALLING;

 ret = devm_request_threaded_irq(&client->dev, client->irq,
   NULL, vl53l0x_threaded_irq,
   irq_flags | IRQF_ONESHOT, indio_dev->name, indio_dev);
 if (ret) {
  dev_err(&client->dev, "devm_request_irq error: %d\n", ret);
  return ret;
 }

 ret = i2c_smbus_write_byte_data(data->client,
   VL_REG_SYSTEM_INTERRUPT_CONFIG_GPIO,
   VL_REG_SYSTEM_INTERRUPT_GPIO_NEW_SAMPLE_READY);
 if (ret < 0)
  dev_err(&client->dev, "failed to configure IRQ: %d\n", ret);

 return ret;
}

static int vl53l0x_read_proximity(struct vl53l0x_data *data,
      const struct iio_chan_spec *chan,
      int *val)
{
 struct i2c_client *client = data->client;
 u16 tries = 20;
 u8 buffer[12];
 int ret;
 unsigned long time_left;

 ret = i2c_smbus_write_byte_data(client, VL_REG_SYSRANGE_START, 1);
 if (ret < 0)
  return ret;

 if (data->client->irq) {
  reinit_completion(&data->completion);

  time_left = wait_for_completion_timeout(&data->completion, HZ/10);
  if (time_left == 0)
   return -ETIMEDOUT;

  ret = vl53l0x_clear_irq(data);
  if (ret < 0)
   return ret;
 } else {
  do {
   ret = i2c_smbus_read_byte_data(client,
            VL_REG_RESULT_RANGE_STATUS);
   if (ret < 0)
    return ret;

   if (ret & VL_REG_RESULT_RANGE_STATUS_COMPLETE)
    break;

   usleep_range(1000, 5000);
  } while (--tries);
  if (!tries)
   return -ETIMEDOUT;
 }

 ret = i2c_smbus_read_i2c_block_data(client, VL_REG_RESULT_RANGE_STATUS,
         12, buffer);
 if (ret < 0)
  return ret;
 else if (ret != 12)
  return -EREMOTEIO;

 /* Values should be between 30~1200 in millimeters. */
 *val = get_unaligned_be16(&buffer[10]);

 return 0;
}

static const struct iio_chan_spec vl53l0x_channels[] = {
 {
  .type = IIO_DISTANCE,
  .info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW) |
          BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE),
  .scan_index = 0,
  .scan_type = {
   .sign = 'u',
   .realbits = 12,
   .storagebits = 16,
  },
 },
 IIO_CHAN_SOFT_TIMESTAMP(1),
};

static int vl53l0x_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
       const struct iio_chan_spec *chan,
       int *val, int *val2, long mask)
{
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);
 int ret;

 if (chan->type != IIO_DISTANCE)
  return -EINVAL;

 switch (mask) {
 case IIO_CHAN_INFO_RAW:
  ret = vl53l0x_read_proximity(data, chan, val);
  if (ret < 0)
   return ret;

  return IIO_VAL_INT;
 case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
  *val = 0;
  *val2 = 1000;

  return IIO_VAL_INT_PLUS_MICRO;
 default:
  return -EINVAL;
 }
}

static int vl53l0x_validate_trigger(struct iio_dev *indio_dev, struct iio_trigger *trig)
{
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);

 return data->trig == trig ? 0 : -EINVAL;
}

static const struct iio_info vl53l0x_info = {
 .read_raw = vl53l0x_read_raw,
 .validate_trigger = vl53l0x_validate_trigger,
};

static void vl53l0x_power_off(void *_data)
{
 struct vl53l0x_data *data = _data;

 gpiod_set_value_cansleep(data->reset_gpio, 1);

 regulator_disable(data->vdd_supply);
}

static int vl53l0x_power_on(struct vl53l0x_data *data)
{
 int ret;

 ret = regulator_enable(data->vdd_supply);
 if (ret)
  return ret;

 gpiod_set_value_cansleep(data->reset_gpio, 0);

 usleep_range(3200, 5000);

 return 0;
}

static int vl53l0x_buffer_postenable(struct iio_dev *indio_dev)
{
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);

 return i2c_smbus_write_byte_data(data->client, VL_REG_SYSRANGE_START,
      VL53L0X_CONTINUOUS_MODE);
}

static int vl53l0x_buffer_postdisable(struct iio_dev *indio_dev)
{
 struct vl53l0x_data *data = iio_priv(indio_dev);
 int ret;

 ret = i2c_smbus_write_byte_data(data->client, VL_REG_SYSRANGE_START,
      VL53L0X_SINGLE_MODE);
 if (ret < 0)
  return ret;

 /* Let the ongoing reading finish */
 reinit_completion(&data->completion);
 wait_for_completion_timeout(&data->completion, HZ / 10);

 return vl53l0x_clear_irq(data);
}

static const struct iio_buffer_setup_ops iio_triggered_buffer_setup_ops = {
 .postenable = &vl53l0x_buffer_postenable,
 .postdisable = &vl53l0x_buffer_postdisable,
};

static const struct iio_trigger_ops vl53l0x_trigger_ops = {
 .validate_device = iio_trigger_validate_own_device,
};

static int vl53l0x_probe(struct i2c_client *client)
{
 struct vl53l0x_data *data;
 struct iio_dev *indio_dev;
 int error;
 int ret;

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

 data = iio_priv(indio_dev);
 data->client = client;
 i2c_set_clientdata(client, indio_dev);

 if (!i2c_check_functionality(client->adapter,
         I2C_FUNC_SMBUS_READ_I2C_BLOCK |
         I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA))
  return -EOPNOTSUPP;

 ret = i2c_smbus_read_byte_data(data->client, VL_REG_IDENTIFICATION_MODEL_ID);
 if (ret < 0)
  return -EINVAL;

 if (ret != VL53L0X_MODEL_ID_VAL)
  dev_info(&client->dev, "Unknown model id: 0x%x", ret);

 data->vdd_supply = devm_regulator_get(&client->dev, "vdd");
 if (IS_ERR(data->vdd_supply))
  return dev_err_probe(&client->dev, PTR_ERR(data->vdd_supply),
         "Unable to get VDD regulator\n");

 data->reset_gpio = devm_gpiod_get_optional(&client->dev, "reset", GPIOD_OUT_HIGH);
 if (IS_ERR(data->reset_gpio))
  return dev_err_probe(&client->dev, PTR_ERR(data->reset_gpio),
         "Cannot get reset GPIO\n");

 error = vl53l0x_power_on(data);
 if (error)
  return dev_err_probe(&client->dev, error,
         "Failed to power on the chip\n");

 error = devm_add_action_or_reset(&client->dev, vl53l0x_power_off, data);
 if (error)
  return dev_err_probe(&client->dev, error,
         "Failed to install poweroff action\n");

 indio_dev->name = "vl53l0x";
 indio_dev->info = &vl53l0x_info;
 indio_dev->channels = vl53l0x_channels;
 indio_dev->num_channels = ARRAY_SIZE(vl53l0x_channels);
 indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;

 /* usage of interrupt is optional */
 if (client->irq) {
  init_completion(&data->completion);

  data->trig = devm_iio_trigger_alloc(&client->dev, "%s-dev%d",
      indio_dev->name,
      iio_device_id(indio_dev));
  if (!data->trig)
   return -ENOMEM;

  data->trig->ops = &vl53l0x_trigger_ops;
  iio_trigger_set_drvdata(data->trig, indio_dev);
  ret = devm_iio_trigger_register(&client->dev, data->trig);
  if (ret)
   return ret;

  indio_dev->trig = iio_trigger_get(data->trig);

  ret = vl53l0x_configure_irq(client, indio_dev);
  if (ret)
   return ret;

  ret = devm_iio_triggered_buffer_setup(&client->dev,
     indio_dev,
     NULL,
     &vl53l0x_trigger_handler,
     &iio_triggered_buffer_setup_ops);
  if (ret)
   return ret;
 }

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

static const struct i2c_device_id vl53l0x_id[] = {
 { "vl53l0x" },
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, vl53l0x_id);

static const struct of_device_id st_vl53l0x_dt_match[] = {
 { .compatible = "st,vl53l0x", },
 { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, st_vl53l0x_dt_match);

static struct i2c_driver vl53l0x_driver = {
 .driver = {
  .name = "vl53l0x-i2c",
  .of_match_table = st_vl53l0x_dt_match,
 },
 .probe = vl53l0x_probe,
 .id_table = vl53l0x_id,
};
module_i2c_driver(vl53l0x_driver);

MODULE_AUTHOR("Song Qiang ");
MODULE_DESCRIPTION("ST vl53l0x ToF ranging sensor driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");