xref: /linux/drivers/iio/gyro/adis16136.c (revision ec8a42e7343234802b9054874fe01810880289ce)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * ADIS16133/ADIS16135/ADIS16136 gyroscope driver
4  *
5  * Copyright 2012 Analog Devices Inc.
6  *   Author: Lars-Peter Clausen <lars@metafoo.de>
7  */
8 
9 #include <linux/interrupt.h>
10 #include <linux/delay.h>
11 #include <linux/mutex.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/spi/spi.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/sysfs.h>
17 #include <linux/module.h>
18 
19 #include <linux/iio/iio.h>
20 #include <linux/iio/sysfs.h>
21 #include <linux/iio/buffer.h>
22 #include <linux/iio/imu/adis.h>
23 
24 #include <linux/debugfs.h>
25 
26 #define ADIS16136_REG_FLASH_CNT		0x00
27 #define ADIS16136_REG_TEMP_OUT		0x02
28 #define ADIS16136_REG_GYRO_OUT2		0x04
29 #define ADIS16136_REG_GYRO_OUT		0x06
30 #define ADIS16136_REG_GYRO_OFF2		0x08
31 #define ADIS16136_REG_GYRO_OFF		0x0A
32 #define ADIS16136_REG_ALM_MAG1		0x10
33 #define ADIS16136_REG_ALM_MAG2		0x12
34 #define ADIS16136_REG_ALM_SAMPL1	0x14
35 #define ADIS16136_REG_ALM_SAMPL2	0x16
36 #define ADIS16136_REG_ALM_CTRL		0x18
37 #define ADIS16136_REG_GPIO_CTRL		0x1A
38 #define ADIS16136_REG_MSC_CTRL		0x1C
39 #define ADIS16136_REG_SMPL_PRD		0x1E
40 #define ADIS16136_REG_AVG_CNT		0x20
41 #define ADIS16136_REG_DEC_RATE		0x22
42 #define ADIS16136_REG_SLP_CTRL		0x24
43 #define ADIS16136_REG_DIAG_STAT		0x26
44 #define ADIS16136_REG_GLOB_CMD		0x28
45 #define ADIS16136_REG_LOT1		0x32
46 #define ADIS16136_REG_LOT2		0x34
47 #define ADIS16136_REG_LOT3		0x36
48 #define ADIS16136_REG_PROD_ID		0x38
49 #define ADIS16136_REG_SERIAL_NUM	0x3A
50 
51 #define ADIS16136_DIAG_STAT_FLASH_UPDATE_FAIL	2
52 #define ADIS16136_DIAG_STAT_SPI_FAIL		3
53 #define ADIS16136_DIAG_STAT_SELF_TEST_FAIL	5
54 #define ADIS16136_DIAG_STAT_FLASH_CHKSUM_FAIL	6
55 
56 #define ADIS16136_MSC_CTRL_MEMORY_TEST BIT(11)
57 #define ADIS16136_MSC_CTRL_SELF_TEST BIT(10)
58 
59 struct adis16136_chip_info {
60 	unsigned int precision;
61 	unsigned int fullscale;
62 	const struct adis_data adis_data;
63 };
64 
65 struct adis16136 {
66 	const struct adis16136_chip_info *chip_info;
67 
68 	struct adis adis;
69 };
70 
71 #ifdef CONFIG_DEBUG_FS
72 
73 static ssize_t adis16136_show_serial(struct file *file,
74 		char __user *userbuf, size_t count, loff_t *ppos)
75 {
76 	struct adis16136 *adis16136 = file->private_data;
77 	uint16_t lot1, lot2, lot3, serial;
78 	char buf[20];
79 	size_t len;
80 	int ret;
81 
82 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_SERIAL_NUM,
83 		&serial);
84 	if (ret)
85 		return ret;
86 
87 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_LOT1, &lot1);
88 	if (ret)
89 		return ret;
90 
91 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_LOT2, &lot2);
92 	if (ret)
93 		return ret;
94 
95 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_LOT3, &lot3);
96 	if (ret)
97 		return ret;
98 
99 	len = snprintf(buf, sizeof(buf), "%.4x%.4x%.4x-%.4x\n", lot1, lot2,
100 		lot3, serial);
101 
102 	return simple_read_from_buffer(userbuf, count, ppos, buf, len);
103 }
104 
105 static const struct file_operations adis16136_serial_fops = {
106 	.open = simple_open,
107 	.read = adis16136_show_serial,
108 	.llseek = default_llseek,
109 	.owner = THIS_MODULE,
110 };
111 
112 static int adis16136_show_product_id(void *arg, u64 *val)
113 {
114 	struct adis16136 *adis16136 = arg;
115 	u16 prod_id;
116 	int ret;
117 
118 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_PROD_ID,
119 		&prod_id);
120 	if (ret)
121 		return ret;
122 
123 	*val = prod_id;
124 
125 	return 0;
126 }
127 DEFINE_DEBUGFS_ATTRIBUTE(adis16136_product_id_fops,
128 	adis16136_show_product_id, NULL, "%llu\n");
129 
130 static int adis16136_show_flash_count(void *arg, u64 *val)
131 {
132 	struct adis16136 *adis16136 = arg;
133 	uint16_t flash_count;
134 	int ret;
135 
136 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_FLASH_CNT,
137 		&flash_count);
138 	if (ret)
139 		return ret;
140 
141 	*val = flash_count;
142 
143 	return 0;
144 }
145 DEFINE_DEBUGFS_ATTRIBUTE(adis16136_flash_count_fops,
146 	adis16136_show_flash_count, NULL, "%lld\n");
147 
148 static int adis16136_debugfs_init(struct iio_dev *indio_dev)
149 {
150 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
151 	struct dentry *d = iio_get_debugfs_dentry(indio_dev);
152 
153 	debugfs_create_file_unsafe("serial_number", 0400,
154 		d, adis16136, &adis16136_serial_fops);
155 	debugfs_create_file_unsafe("product_id", 0400,
156 		d, adis16136, &adis16136_product_id_fops);
157 	debugfs_create_file_unsafe("flash_count", 0400,
158 		d, adis16136, &adis16136_flash_count_fops);
159 
160 	return 0;
161 }
162 
163 #else
164 
165 static int adis16136_debugfs_init(struct iio_dev *indio_dev)
166 {
167 	return 0;
168 }
169 
170 #endif
171 
172 static int adis16136_set_freq(struct adis16136 *adis16136, unsigned int freq)
173 {
174 	unsigned int t;
175 
176 	t = 32768 / freq;
177 	if (t < 0xf)
178 		t = 0xf;
179 	else if (t > 0xffff)
180 		t = 0xffff;
181 	else
182 		t--;
183 
184 	return adis_write_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_SMPL_PRD, t);
185 }
186 
187 static int __adis16136_get_freq(struct adis16136 *adis16136, unsigned int *freq)
188 {
189 	uint16_t t;
190 	int ret;
191 
192 	ret = __adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_SMPL_PRD, &t);
193 	if (ret)
194 		return ret;
195 
196 	*freq = 32768 / (t + 1);
197 
198 	return 0;
199 }
200 
201 static ssize_t adis16136_write_frequency(struct device *dev,
202 	struct device_attribute *attr, const char *buf, size_t len)
203 {
204 	struct iio_dev *indio_dev = dev_to_iio_dev(dev);
205 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
206 	unsigned int val;
207 	int ret;
208 
209 	ret = kstrtouint(buf, 10, &val);
210 	if (ret)
211 		return ret;
212 
213 	if (val == 0)
214 		return -EINVAL;
215 
216 	ret = adis16136_set_freq(adis16136, val);
217 
218 	return ret ? ret : len;
219 }
220 
221 static ssize_t adis16136_read_frequency(struct device *dev,
222 	struct device_attribute *attr, char *buf)
223 {
224 	struct iio_dev *indio_dev = dev_to_iio_dev(dev);
225 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
226 	struct mutex *slock = &adis16136->adis.state_lock;
227 	unsigned int freq;
228 	int ret;
229 
230 	mutex_lock(slock);
231 	ret = __adis16136_get_freq(adis16136, &freq);
232 	mutex_unlock(slock);
233 	if (ret)
234 		return ret;
235 
236 	return sprintf(buf, "%d\n", freq);
237 }
238 
239 static IIO_DEV_ATTR_SAMP_FREQ(S_IWUSR | S_IRUGO,
240 				  adis16136_read_frequency,
241 				  adis16136_write_frequency);
242 
243 static const unsigned adis16136_3db_divisors[] = {
244 	[0] = 2, /* Special case */
245 	[1] = 6,
246 	[2] = 12,
247 	[3] = 25,
248 	[4] = 50,
249 	[5] = 100,
250 	[6] = 200,
251 	[7] = 200, /* Not a valid setting */
252 };
253 
254 static int adis16136_set_filter(struct iio_dev *indio_dev, int val)
255 {
256 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
257 	struct mutex *slock = &adis16136->adis.state_lock;
258 	unsigned int freq;
259 	int i, ret;
260 
261 	mutex_lock(slock);
262 	ret = __adis16136_get_freq(adis16136, &freq);
263 	if (ret)
264 		goto out_unlock;
265 
266 	for (i = ARRAY_SIZE(adis16136_3db_divisors) - 1; i >= 1; i--) {
267 		if (freq / adis16136_3db_divisors[i] >= val)
268 			break;
269 	}
270 
271 	ret = __adis_write_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_AVG_CNT, i);
272 out_unlock:
273 	mutex_unlock(slock);
274 
275 	return ret;
276 }
277 
278 static int adis16136_get_filter(struct iio_dev *indio_dev, int *val)
279 {
280 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
281 	struct mutex *slock = &adis16136->adis.state_lock;
282 	unsigned int freq;
283 	uint16_t val16;
284 	int ret;
285 
286 	mutex_lock(slock);
287 
288 	ret = __adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_AVG_CNT,
289 				 &val16);
290 	if (ret)
291 		goto err_unlock;
292 
293 	ret = __adis16136_get_freq(adis16136, &freq);
294 	if (ret)
295 		goto err_unlock;
296 
297 	*val = freq / adis16136_3db_divisors[val16 & 0x07];
298 
299 err_unlock:
300 	mutex_unlock(slock);
301 
302 	return ret ? ret : IIO_VAL_INT;
303 }
304 
305 static int adis16136_read_raw(struct iio_dev *indio_dev,
306 	const struct iio_chan_spec *chan, int *val, int *val2, long info)
307 {
308 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
309 	uint32_t val32;
310 	int ret;
311 
312 	switch (info) {
313 	case IIO_CHAN_INFO_RAW:
314 		return adis_single_conversion(indio_dev, chan, 0, val);
315 	case IIO_CHAN_INFO_SCALE:
316 		switch (chan->type) {
317 		case IIO_ANGL_VEL:
318 			*val = adis16136->chip_info->precision;
319 			*val2 = (adis16136->chip_info->fullscale << 16);
320 			return IIO_VAL_FRACTIONAL;
321 		case IIO_TEMP:
322 			*val = 10;
323 			*val2 = 697000; /* 0.010697 degree Celsius */
324 			return IIO_VAL_INT_PLUS_MICRO;
325 		default:
326 			return -EINVAL;
327 		}
328 	case IIO_CHAN_INFO_CALIBBIAS:
329 		ret = adis_read_reg_32(&adis16136->adis,
330 			ADIS16136_REG_GYRO_OFF2, &val32);
331 		if (ret)
332 			return ret;
333 
334 		*val = sign_extend32(val32, 31);
335 
336 		return IIO_VAL_INT;
337 	case IIO_CHAN_INFO_LOW_PASS_FILTER_3DB_FREQUENCY:
338 		return adis16136_get_filter(indio_dev, val);
339 	default:
340 		return -EINVAL;
341 	}
342 }
343 
344 static int adis16136_write_raw(struct iio_dev *indio_dev,
345 	const struct iio_chan_spec *chan, int val, int val2, long info)
346 {
347 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
348 
349 	switch (info) {
350 	case IIO_CHAN_INFO_CALIBBIAS:
351 		return adis_write_reg_32(&adis16136->adis,
352 			ADIS16136_REG_GYRO_OFF2, val);
353 	case IIO_CHAN_INFO_LOW_PASS_FILTER_3DB_FREQUENCY:
354 		return adis16136_set_filter(indio_dev, val);
355 	default:
356 		break;
357 	}
358 
359 	return -EINVAL;
360 }
361 
362 enum {
363 	ADIS16136_SCAN_GYRO,
364 	ADIS16136_SCAN_TEMP,
365 };
366 
367 static const struct iio_chan_spec adis16136_channels[] = {
368 	{
369 		.type = IIO_ANGL_VEL,
370 		.modified = 1,
371 		.channel2 = IIO_MOD_X,
372 		.info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW) |
373 			BIT(IIO_CHAN_INFO_CALIBBIAS) |
374 			BIT(IIO_CHAN_INFO_LOW_PASS_FILTER_3DB_FREQUENCY),
375 		.info_mask_shared_by_type = BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE),
376 
377 		.address = ADIS16136_REG_GYRO_OUT2,
378 		.scan_index = ADIS16136_SCAN_GYRO,
379 		.scan_type = {
380 			.sign = 's',
381 			.realbits = 32,
382 			.storagebits = 32,
383 			.endianness = IIO_BE,
384 		},
385 	}, {
386 		.type = IIO_TEMP,
387 		.indexed = 1,
388 		.channel = 0,
389 		.info_mask_separate = BIT(IIO_CHAN_INFO_RAW) |
390 			BIT(IIO_CHAN_INFO_SCALE),
391 		.address = ADIS16136_REG_TEMP_OUT,
392 		.scan_index = ADIS16136_SCAN_TEMP,
393 		.scan_type = {
394 			.sign = 's',
395 			.realbits = 16,
396 			.storagebits = 16,
397 			.endianness = IIO_BE,
398 		},
399 	},
400 	IIO_CHAN_SOFT_TIMESTAMP(2),
401 };
402 
403 static struct attribute *adis16136_attributes[] = {
404 	&iio_dev_attr_sampling_frequency.dev_attr.attr,
405 	NULL
406 };
407 
408 static const struct attribute_group adis16136_attribute_group = {
409 	.attrs = adis16136_attributes,
410 };
411 
412 static const struct iio_info adis16136_info = {
413 	.attrs = &adis16136_attribute_group,
414 	.read_raw = &adis16136_read_raw,
415 	.write_raw = &adis16136_write_raw,
416 	.update_scan_mode = adis_update_scan_mode,
417 	.debugfs_reg_access = adis_debugfs_reg_access,
418 };
419 
420 static int adis16136_stop_device(struct iio_dev *indio_dev)
421 {
422 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
423 	int ret;
424 
425 	ret = adis_write_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_SLP_CTRL, 0xff);
426 	if (ret)
427 		dev_err(&indio_dev->dev,
428 			"Could not power down device: %d\n", ret);
429 
430 	return ret;
431 }
432 
433 static int adis16136_initial_setup(struct iio_dev *indio_dev)
434 {
435 	struct adis16136 *adis16136 = iio_priv(indio_dev);
436 	unsigned int device_id;
437 	uint16_t prod_id;
438 	int ret;
439 
440 	ret = adis_initial_startup(&adis16136->adis);
441 	if (ret)
442 		return ret;
443 
444 	ret = adis_read_reg_16(&adis16136->adis, ADIS16136_REG_PROD_ID,
445 		&prod_id);
446 	if (ret)
447 		return ret;
448 
449 	ret = sscanf(indio_dev->name, "adis%u\n", &device_id);
450 	if (ret != 1)
451 		return -EINVAL;
452 
453 	if (prod_id != device_id)
454 		dev_warn(&indio_dev->dev, "Device ID(%u) and product ID(%u) do not match.",
455 				device_id, prod_id);
456 
457 	return 0;
458 }
459 
460 static const char * const adis16136_status_error_msgs[] = {
461 	[ADIS16136_DIAG_STAT_FLASH_UPDATE_FAIL] = "Flash update failed",
462 	[ADIS16136_DIAG_STAT_SPI_FAIL] = "SPI failure",
463 	[ADIS16136_DIAG_STAT_SELF_TEST_FAIL] = "Self test error",
464 	[ADIS16136_DIAG_STAT_FLASH_CHKSUM_FAIL] = "Flash checksum error",
465 };
466 
467 #define ADIS16136_DATA(_timeouts)					\
468 {									\
469 	.diag_stat_reg = ADIS16136_REG_DIAG_STAT,			\
470 	.glob_cmd_reg = ADIS16136_REG_GLOB_CMD,				\
471 	.msc_ctrl_reg = ADIS16136_REG_MSC_CTRL,				\
472 	.self_test_reg = ADIS16136_REG_MSC_CTRL,			\
473 	.self_test_mask = ADIS16136_MSC_CTRL_SELF_TEST,			\
474 	.read_delay = 10,						\
475 	.write_delay = 10,						\
476 	.status_error_msgs = adis16136_status_error_msgs,		\
477 	.status_error_mask = BIT(ADIS16136_DIAG_STAT_FLASH_UPDATE_FAIL) |	\
478 		BIT(ADIS16136_DIAG_STAT_SPI_FAIL) |			\
479 		BIT(ADIS16136_DIAG_STAT_SELF_TEST_FAIL) |		\
480 		BIT(ADIS16136_DIAG_STAT_FLASH_CHKSUM_FAIL),		\
481 	.timeouts = (_timeouts),					\
482 }
483 
484 enum adis16136_id {
485 	ID_ADIS16133,
486 	ID_ADIS16135,
487 	ID_ADIS16136,
488 	ID_ADIS16137,
489 };
490 
491 static const struct adis_timeout adis16133_timeouts = {
492 	.reset_ms = 75,
493 	.sw_reset_ms = 75,
494 	.self_test_ms = 50,
495 };
496 
497 static const struct adis_timeout adis16136_timeouts = {
498 	.reset_ms = 128,
499 	.sw_reset_ms = 75,
500 	.self_test_ms = 245,
501 };
502 
503 static const struct adis16136_chip_info adis16136_chip_info[] = {
504 	[ID_ADIS16133] = {
505 		.precision = IIO_DEGREE_TO_RAD(1200),
506 		.fullscale = 24000,
507 		.adis_data = ADIS16136_DATA(&adis16133_timeouts),
508 	},
509 	[ID_ADIS16135] = {
510 		.precision = IIO_DEGREE_TO_RAD(300),
511 		.fullscale = 24000,
512 		.adis_data = ADIS16136_DATA(&adis16133_timeouts),
513 	},
514 	[ID_ADIS16136] = {
515 		.precision = IIO_DEGREE_TO_RAD(450),
516 		.fullscale = 24623,
517 		.adis_data = ADIS16136_DATA(&adis16136_timeouts),
518 	},
519 	[ID_ADIS16137] = {
520 		.precision = IIO_DEGREE_TO_RAD(1000),
521 		.fullscale = 24609,
522 		.adis_data = ADIS16136_DATA(&adis16136_timeouts),
523 	},
524 };
525 
526 static void adis16136_stop(void *data)
527 {
528 	adis16136_stop_device(data);
529 }
530 
531 static int adis16136_probe(struct spi_device *spi)
532 {
533 	const struct spi_device_id *id = spi_get_device_id(spi);
534 	struct adis16136 *adis16136;
535 	struct iio_dev *indio_dev;
536 	const struct adis_data *adis16136_data;
537 	int ret;
538 
539 	indio_dev = devm_iio_device_alloc(&spi->dev, sizeof(*adis16136));
540 	if (indio_dev == NULL)
541 		return -ENOMEM;
542 
543 	spi_set_drvdata(spi, indio_dev);
544 
545 	adis16136 = iio_priv(indio_dev);
546 
547 	adis16136->chip_info = &adis16136_chip_info[id->driver_data];
548 	indio_dev->name = spi_get_device_id(spi)->name;
549 	indio_dev->channels = adis16136_channels;
550 	indio_dev->num_channels = ARRAY_SIZE(adis16136_channels);
551 	indio_dev->info = &adis16136_info;
552 	indio_dev->modes = INDIO_DIRECT_MODE;
553 
554 	adis16136_data = &adis16136->chip_info->adis_data;
555 
556 	ret = adis_init(&adis16136->adis, indio_dev, spi, adis16136_data);
557 	if (ret)
558 		return ret;
559 
560 	ret = devm_adis_setup_buffer_and_trigger(&adis16136->adis, indio_dev, NULL);
561 	if (ret)
562 		return ret;
563 
564 	ret = adis16136_initial_setup(indio_dev);
565 	if (ret)
566 		return ret;
567 
568 	ret = devm_add_action_or_reset(&spi->dev, adis16136_stop, indio_dev);
569 	if (ret)
570 		return ret;
571 
572 	ret = devm_iio_device_register(&spi->dev, indio_dev);
573 	if (ret)
574 		return ret;
575 
576 	adis16136_debugfs_init(indio_dev);
577 
578 	return 0;
579 }
580 
581 static const struct spi_device_id adis16136_ids[] = {
582 	{ "adis16133", ID_ADIS16133 },
583 	{ "adis16135", ID_ADIS16135 },
584 	{ "adis16136", ID_ADIS16136 },
585 	{ "adis16137", ID_ADIS16137 },
586 	{ }
587 };
588 MODULE_DEVICE_TABLE(spi, adis16136_ids);
589 
590 static struct spi_driver adis16136_driver = {
591 	.driver = {
592 		.name = "adis16136",
593 	},
594 	.id_table = adis16136_ids,
595 	.probe = adis16136_probe,
596 };
597 module_spi_driver(adis16136_driver);
598 
599 MODULE_AUTHOR("Lars-Peter Clausen <lars@metafoo.de>");
600 MODULE_DESCRIPTION("Analog Devices ADIS16133/ADIS16135/ADIS16136 gyroscope driver");
601 MODULE_LICENSE("GPL v2");
602