Quelle  isl28022.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * isl28022.c - driver for Renesas ISL28022 power monitor chip monitoring
 *
 * Copyright (c) 2023 Carsten Spieß <mail@carsten-spiess.de>
 */

#include <linux/debugfs.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/hwmon.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/regmap.h>

/* ISL28022 registers */
#define ISL28022_REG_CONFIG 0x00
#define ISL28022_REG_SHUNT 0x01
#define ISL28022_REG_BUS 0x02
#define ISL28022_REG_POWER 0x03
#define ISL28022_REG_CURRENT 0x04
#define ISL28022_REG_CALIB 0x05
#define ISL28022_REG_SHUNT_THR 0x06
#define ISL28022_REG_BUS_THR 0x07
#define ISL28022_REG_INT 0x08
#define ISL28022_REG_AUX 0x09
#define ISL28022_REG_MAX ISL28022_REG_AUX

/* ISL28022 config flags */
/* mode flags */
#define ISL28022_MODE_SHIFT 0
#define ISL28022_MODE_MASK 0x0007

#define ISL28022_MODE_PWR_DOWN 0x0
#define ISL28022_MODE_TRG_S 0x1
#define ISL28022_MODE_TRG_B 0x2
#define ISL28022_MODE_TRG_SB 0x3
#define ISL28022_MODE_ADC_OFF 0x4
#define ISL28022_MODE_CONT_S 0x5
#define ISL28022_MODE_CONT_B 0x6
#define ISL28022_MODE_CONT_SB 0x7

/* shunt ADC settings */
#define ISL28022_SADC_SHIFT 3
#define ISL28022_SADC_MASK 0x0078

#define ISL28022_BADC_SHIFT 7
#define ISL28022_BADC_MASK 0x0780

#define ISL28022_ADC_12  0x0 /* 12 bit ADC */
#define ISL28022_ADC_13  0x1 /* 13 bit ADC */
#define ISL28022_ADC_14  0x2 /* 14 bit ADC */
#define ISL28022_ADC_15  0x3 /* 15 bit ADC */
#define ISL28022_ADC_15_1 0x8 /* 15 bit ADC, 1 sample */
#define ISL28022_ADC_15_2 0x9 /* 15 bit ADC, 2 samples */
#define ISL28022_ADC_15_4 0xA /* 15 bit ADC, 4 samples */
#define ISL28022_ADC_15_8 0xB /* 15 bit ADC, 8 samples */
#define ISL28022_ADC_15_16 0xC /* 15 bit ADC, 16 samples */
#define ISL28022_ADC_15_32 0xD /* 15 bit ADC, 32 samples */
#define ISL28022_ADC_15_64 0xE /* 15 bit ADC, 64 samples */
#define ISL28022_ADC_15_128 0xF /* 15 bit ADC, 128 samples */

/* shunt voltage range */
#define ISL28022_PG_SHIFT 11
#define ISL28022_PG_MASK 0x1800

#define ISL28022_PG_40  0x0 /* +/-40 mV */
#define ISL28022_PG_80  0x1 /* +/-80 mV */
#define ISL28022_PG_160  0x2 /* +/-160 mV */
#define ISL28022_PG_320  0x3 /* +/-3200 mV */

/* bus voltage range */
#define ISL28022_BRNG_SHIFT 13
#define ISL28022_BRNG_MASK 0x6000

#define ISL28022_BRNG_16 0x0 /* 16 V */
#define ISL28022_BRNG_32 0x1 /* 32 V */
#define ISL28022_BRNG_60 0x3 /* 60 V */

/* reset */
#define ISL28022_RESET  0x8000

struct isl28022_data {
 struct regmap  *regmap;
 u32   shunt;
 u32   gain;
 u32   average;
};

static int isl28022_read_in(struct device *dev, u32 attr, int channel, long *val)
{
 struct isl28022_data *data = dev_get_drvdata(dev);
 unsigned int regval;
 int err;
 u16 sign_bit;

 switch (channel) {
 case 0:
  switch (attr) {
  case hwmon_in_input:
   err = regmap_read(data->regmap,
       ISL28022_REG_BUS, ®val);
   if (err < 0)
    return err;
   /* driver supports only 60V mode (BRNG 11) */
   *val = (long)(((u16)regval) & 0xFFFC);
   break;
  default:
   return -EOPNOTSUPP;
  }
  break;
 case 1:
  switch (attr) {
  case hwmon_in_input:
   err = regmap_read(data->regmap,
       ISL28022_REG_SHUNT, ®val);
   if (err < 0)
    return err;
   switch (data->gain) {
   case 8:
    sign_bit = (regval >> 15) & 0x01;
    *val = (long)((((u16)regval) & 0x7FFF) -
     (sign_bit * 32768)) / 100;
    break;
   case 4:
    sign_bit = (regval >> 14) & 0x01;
    *val = (long)((((u16)regval) & 0x3FFF) -
     (sign_bit * 16384)) / 100;
    break;
   case 2:
    sign_bit = (regval >> 13) & 0x01;
    *val = (long)((((u16)regval) & 0x1FFF) -
     (sign_bit * 8192)) / 100;
    break;
   case 1:
    sign_bit = (regval >> 12) & 0x01;
    *val = (long)((((u16)regval) & 0x0FFF) -
     (sign_bit * 4096)) / 100;
    break;
   }
   break;
  default:
   return -EOPNOTSUPP;
  }
  break;
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

static int isl28022_read_current(struct device *dev, u32 attr, long *val)
{
 struct isl28022_data *data = dev_get_drvdata(dev);
 unsigned int regval;
 int err;
 u16 sign_bit;

 switch (attr) {
 case hwmon_curr_input:
  err = regmap_read(data->regmap,
      ISL28022_REG_CURRENT, ®val);
  if (err < 0)
   return err;
  sign_bit = (regval >> 15) & 0x01;
  *val = (((long)(((u16)regval) & 0x7FFF) - (sign_bit * 32768)) *
   1250L * (long)data->gain) / (long)data->shunt;
  break;
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

static int isl28022_read_power(struct device *dev, u32 attr, long *val)
{
 struct isl28022_data *data = dev_get_drvdata(dev);
 unsigned int regval;
 int err;

 switch (attr) {
 case hwmon_power_input:
  err = regmap_read(data->regmap,
      ISL28022_REG_POWER, ®val);
  if (err < 0)
   return err;
  *val = ((51200000L * ((long)data->gain)) /
   (long)data->shunt) * (long)regval;
  break;
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }

 return 0;
}

static int isl28022_read(struct device *dev, enum hwmon_sensor_types type,
    u32 attr, int channel, long *val)
{
 switch (type) {
 case hwmon_in:
  return isl28022_read_in(dev, attr, channel, val);
 case hwmon_curr:
  return isl28022_read_current(dev, attr, val);
 case hwmon_power:
  return isl28022_read_power(dev, attr, val);
 default:
  return -EOPNOTSUPP;
 }
 return 0;
}

static umode_t isl28022_is_visible(const void *data, enum hwmon_sensor_types type,
       u32 attr, int channel)
{
 switch (type) {
 case hwmon_in:
  switch (attr) {
  case hwmon_in_input:
   return 0444;
  default:
   break;
  }
  break;
 case hwmon_curr:
  switch (attr) {
  case hwmon_curr_input:
   return 0444;
  default:
   break;
  }
  break;
 case hwmon_power:
  switch (attr) {
  case hwmon_power_input:
   return 0444;
  default:
   break;
  }
  break;
 default:
  break;
 }
 return 0;
}

static const struct hwmon_channel_info *isl28022_info[] = {
 HWMON_CHANNEL_INFO(in,
      HWMON_I_INPUT, /* channel 0: bus voltage (mV) */
      HWMON_I_INPUT), /* channel 1: shunt voltage (mV) */
 HWMON_CHANNEL_INFO(curr,
      HWMON_C_INPUT), /* channel 1: current (mA) */
 HWMON_CHANNEL_INFO(power,
      HWMON_P_INPUT), /* channel 1: power (µW) */
 NULL
};

static const struct hwmon_ops isl28022_hwmon_ops = {
 .is_visible = isl28022_is_visible,
 .read = isl28022_read,
};

static const struct hwmon_chip_info isl28022_chip_info = {
 .ops = &isl28022_hwmon_ops,
 .info = isl28022_info,
};

static bool isl28022_is_writeable_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
{
 switch (reg) {
 case ISL28022_REG_CONFIG:
 case ISL28022_REG_CALIB:
 case ISL28022_REG_SHUNT_THR:
 case ISL28022_REG_BUS_THR:
 case ISL28022_REG_INT:
 case ISL28022_REG_AUX:
  return true;
 }

 return false;
}

static bool isl28022_is_volatile_reg(struct device *dev, unsigned int reg)
{
 switch (reg) {
 case ISL28022_REG_CONFIG:
 case ISL28022_REG_SHUNT:
 case ISL28022_REG_BUS:
 case ISL28022_REG_POWER:
 case ISL28022_REG_CURRENT:
 case ISL28022_REG_INT:
 case ISL28022_REG_AUX:
  return true;
 }
 return true;
}

static const struct regmap_config isl28022_regmap_config = {
 .reg_bits = 8,
 .val_bits = 16,
 .max_register = ISL28022_REG_MAX,
 .writeable_reg = isl28022_is_writeable_reg,
 .volatile_reg = isl28022_is_volatile_reg,
 .val_format_endian = REGMAP_ENDIAN_BIG,
 .cache_type = REGCACHE_MAPLE,
 .use_single_read = true,
 .use_single_write = true,
};

static int shunt_voltage_show(struct seq_file *seqf, void *unused)
{
 struct isl28022_data *data = seqf->private;
 unsigned int regval;
 int err;

 err = regmap_read(data->regmap,
     ISL28022_REG_SHUNT, ®val);
 if (err)
  return err;

 /* print shunt voltage in micro volt  */
 seq_printf(seqf, "%d\n", regval * 10);

 return 0;
}
DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(shunt_voltage);

/*
 * read property values and make consistency checks.
 *
 * following values for shunt range and resistor are allowed:
 *   40 mV -> gain 1, shunt min.  800 micro ohms
 *   80 mV -> gain 2, shunt min. 1600 micro ohms
 *  160 mV -> gain 4, shunt min. 3200 micro ohms
 *  320 mV -> gain 8, shunt min. 6400 micro ohms
 */
static int isl28022_read_properties(struct device *dev, struct isl28022_data *data)
{
 u32 val;
 int err;

 err = device_property_read_u32(dev, "shunt-resistor-micro-ohms", &val);
 if (err == -EINVAL)
  val = 10000;
 else if (err < 0)
  return err;
 data->shunt = val;

 err = device_property_read_u32(dev, "renesas,shunt-range-microvolt", &val);
 if (err == -EINVAL)
  val = 320000;
 else if (err < 0)
  return err;

 switch (val) {
 case 40000:
  data->gain = 1;
  if (data->shunt < 800)
   goto shunt_invalid;
  break;
 case 80000:
  data->gain = 2;
  if (data->shunt < 1600)
   goto shunt_invalid;
  break;
 case 160000:
  data->gain = 4;
  if (data->shunt < 3200)
   goto shunt_invalid;
  break;
 case 320000:
  data->gain = 8;
  if (data->shunt < 6400)
   goto shunt_invalid;
  break;
 default:
  return dev_err_probe(dev, -EINVAL,
         "renesas,shunt-range-microvolt invalid value %d\n",
         val);
 }

 err = device_property_read_u32(dev, "renesas,average-samples", &val);
 if (err == -EINVAL)
  val = 1;
 else if (err < 0)
  return err;
 if (val > 128 || hweight32(val) != 1)
  return dev_err_probe(dev, -EINVAL,
         "renesas,average-samples invalid value %d\n",
         val);

 data->average = val;

 return 0;

shunt_invalid:
 return dev_err_probe(dev, -EINVAL,
        "renesas,shunt-resistor-microvolt invalid value %d\n",
        data->shunt);
}

/*
 * write configuration and calibration registers
 *
 * The driver supports only shunt and bus continuous ADC mode at 15bit resolution
 * with averaging from 1 to 128 samples (pow of 2) on both channels.
 * Shunt voltage gain 1,2,4 or 8 is allowed.
 * The bus voltage range is 60V fixed.
 */
static int isl28022_config(struct isl28022_data *data)
{
 int err;
 u16 config;
 u16 calib;

 config = (ISL28022_MODE_CONT_SB << ISL28022_MODE_SHIFT) |
   (ISL28022_BRNG_60 << ISL28022_BRNG_SHIFT) |
   (__ffs(data->gain) << ISL28022_PG_SHIFT) |
   ((ISL28022_ADC_15_1 + __ffs(data->average)) << ISL28022_SADC_SHIFT) |
   ((ISL28022_ADC_15_1 + __ffs(data->average)) << ISL28022_BADC_SHIFT);

 calib = data->shunt ? 0x8000 / data->gain : 0;

 err = regmap_write(data->regmap, ISL28022_REG_CONFIG, config);
 if (err < 0)
  return err;

 return regmap_write(data->regmap, ISL28022_REG_CALIB, calib);
}

static int isl28022_probe(struct i2c_client *client)
{
 struct device *dev = &client->dev;
 struct device *hwmon_dev;
 struct isl28022_data *data;
 int err;

 if (!i2c_check_functionality(client->adapter,
         I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA |
         I2C_FUNC_SMBUS_WORD_DATA))
  return -ENODEV;

 data = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct isl28022_data), GFP_KERNEL);
 if (!data)
  return -ENOMEM;

 err = isl28022_read_properties(dev, data);
 if (err)
  return err;

 data->regmap = devm_regmap_init_i2c(client, &isl28022_regmap_config);
 if (IS_ERR(data->regmap))
  return PTR_ERR(data->regmap);

 err = isl28022_config(data);
 if (err)
  return err;

 debugfs_create_file("shunt_voltage", 0444, client->debugfs, data, &shunt_voltage_fops);

 hwmon_dev = devm_hwmon_device_register_with_info(dev, client->name,
        data, &isl28022_chip_info, NULL);
 if (IS_ERR(hwmon_dev))
  return PTR_ERR(hwmon_dev);

 return 0;
}

static const struct i2c_device_id isl28022_ids[] = {
 { "isl28022" },
 { /* LIST END */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, isl28022_ids);

static const struct of_device_id __maybe_unused isl28022_of_match[] = {
 { .compatible = "renesas,isl28022"},
 { /* LIST END */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, isl28022_of_match);

static struct i2c_driver isl28022_driver = {
 .class  = I2C_CLASS_HWMON,
 .driver = {
  .name = "isl28022",
 },
 .probe = isl28022_probe,
 .id_table = isl28022_ids,
};
module_i2c_driver(isl28022_driver);

MODULE_AUTHOR("Carsten Spieß ");
MODULE_DESCRIPTION("ISL28022 driver");
MODULE_LICENSE("GPL");