kernel/drivers/media/platform/vsp1/vsp1_uds.c

   1 /*
   2  * vsp1_uds.c  --  R-Car VSP1 Up and Down Scaler
   3  *
   4  * Copyright (C) 2013-2014 Renesas Electronics Corporation
   5  *
   6  * Contact: Laurent Pinchart (laurent.pinchart@ideasonboard.com)
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  */
  13
  14 #include <linux/device.h>
  15 #include <linux/gfp.h>
  16
  17 #include <media/v4l2-subdev.h>
  18
  19 #include "vsp1.h"
  20 #include "vsp1_uds.h"
  21
  22 #define UDS_MIN_SIZE                            4U
  23 #define UDS_MAX_SIZE                            8190U
  24
  25 #define UDS_MIN_FACTOR                          0x0100
  26 #define UDS_MAX_FACTOR                          0xffff
  27
  28 /* -----------------------------------------------------------------------------
  29  * Device Access
  30  */
  31
  32 static inline u32 vsp1_uds_read(struct vsp1_uds *uds, u32 reg)
  33 {
  34         return vsp1_read(uds->entity.vsp1,
  35                          reg + uds->entity.index * VI6_UDS_OFFSET);
  36 }
  37
  38 static inline void vsp1_uds_write(struct vsp1_uds *uds, u32 reg, u32 data)
  39 {
  40         vsp1_write(uds->entity.vsp1,
  41                    reg + uds->entity.index * VI6_UDS_OFFSET, data);
  42 }
  43
  44 /* -----------------------------------------------------------------------------
  45  * Scaling Computation
  46  */
  47
  48 void vsp1_uds_set_alpha(struct vsp1_uds *uds, unsigned int alpha)
  49 {
  50         vsp1_uds_write(uds, VI6_UDS_ALPVAL, alpha << VI6_UDS_ALPVAL_VAL0_SHIFT);
  51 }
  52
  53 /*
  54  * uds_output_size - Return the output size for an input size and scaling ratio
  55  * @input: input size in pixels
  56  * @ratio: scaling ratio in U4.12 fixed-point format
  57  */
  58 static unsigned int uds_output_size(unsigned int input, unsigned int ratio)
  59 {
  60         if (ratio > 4096) {
  61                 /* Down-scaling */
  62                 unsigned int mp;
  63
  64                 mp = ratio / 4096;
  65                 mp = mp < 4 ? 1 : (mp < 8 ? 2 : 4);
  66
  67                 return (input - 1) / mp * mp * 4096 / ratio + 1;
  68         } else {
  69                 /* Up-scaling */
  70                 return (input - 1) * 4096 / ratio + 1;
  71         }
  72 }
  73
  74 /*
  75  * uds_output_limits - Return the min and max output sizes for an input size
  76  * @input: input size in pixels
  77  * @minimum: minimum output size (returned)
  78  * @maximum: maximum output size (returned)
  79  */
  80 static void uds_output_limits(unsigned int input,
  81                               unsigned int *minimum, unsigned int *maximum)
  82 {
  83         *minimum = max(uds_output_size(input, UDS_MAX_FACTOR), UDS_MIN_SIZE);
  84         *maximum = min(uds_output_size(input, UDS_MIN_FACTOR), UDS_MAX_SIZE);
  85 }
  86
  87 /*
  88  * uds_passband_width - Return the passband filter width for a scaling ratio
  89  * @ratio: scaling ratio in U4.12 fixed-point format
  90  */
  91 static unsigned int uds_passband_width(unsigned int ratio)
  92 {
  93         if (ratio >= 4096) {
  94                 /* Down-scaling */
  95                 unsigned int mp;
  96
  97                 mp = ratio / 4096;
  98                 mp = mp < 4 ? 1 : (mp < 8 ? 2 : 4);
  99
 100                 return 64 * 4096 * mp / ratio;
 101         } else {
 102                 /* Up-scaling */
 103                 return 64;
 104         }
 105 }
 106
 107 static unsigned int uds_compute_ratio(unsigned int input, unsigned int output)
 108 {
 109         /* TODO: This is an approximation that will need to be refined. */
 110         return (input - 1) * 4096 / (output - 1);
 111 }
 112
 113 /* -----------------------------------------------------------------------------
 114  * V4L2 Subdevice Core Operations
 115  */
 116
 117 static int uds_s_stream(struct v4l2_subdev *subdev, int enable)
 118 {
 119         struct vsp1_uds *uds = to_uds(subdev);
 120         const struct v4l2_mbus_framefmt *output;
 121         const struct v4l2_mbus_framefmt *input;
 122         unsigned int hscale;
 123         unsigned int vscale;
 124         bool multitap;
 125
 126         if (!enable)
 127                 return 0;
 128
 129         input = &uds->entity.formats[UDS_PAD_SINK];
 130         output = &uds->entity.formats[UDS_PAD_SOURCE];
 131
 132         hscale = uds_compute_ratio(input->width, output->width);
 133         vscale = uds_compute_ratio(input->height, output->height);
 134
 135         dev_dbg(uds->entity.vsp1->dev, "hscale %u vscale %u\n", hscale, vscale);
 136
 137         /* Multi-tap scaling can't be enabled along with alpha scaling when
 138          * scaling down with a factor lower than or equal to 1/2 in either
 139          * direction.
 140          */
 141         if (uds->scale_alpha && (hscale >= 8192 || vscale >= 8192))
 142                 multitap = false;
 143         else
 144                 multitap = true;
 145
 146         vsp1_uds_write(uds, VI6_UDS_CTRL,
 147                        (uds->scale_alpha ? VI6_UDS_CTRL_AON : 0) |
 148                        (multitap ? VI6_UDS_CTRL_BC : 0));
 149
 150         vsp1_uds_write(uds, VI6_UDS_PASS_BWIDTH,
 151                        (uds_passband_width(hscale)
 152                                 << VI6_UDS_PASS_BWIDTH_H_SHIFT) |
 153                        (uds_passband_width(vscale)
 154                                 << VI6_UDS_PASS_BWIDTH_V_SHIFT));
 155
 156         /* Set the scaling ratios and the output size. */
 157         vsp1_uds_write(uds, VI6_UDS_SCALE,
 158                        (hscale << VI6_UDS_SCALE_HFRAC_SHIFT) |
 159                        (vscale << VI6_UDS_SCALE_VFRAC_SHIFT));
 160         vsp1_uds_write(uds, VI6_UDS_CLIP_SIZE,
 161                        (output->width << VI6_UDS_CLIP_SIZE_HSIZE_SHIFT) |
 162                        (output->height << VI6_UDS_CLIP_SIZE_VSIZE_SHIFT));
 163
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 /* -----------------------------------------------------------------------------
 168  * V4L2 Subdevice Pad Operations
 169  */
 170
 171 static int uds_enum_mbus_code(struct v4l2_subdev *subdev,
 172                               struct v4l2_subdev_pad_config *cfg,
 173                               struct v4l2_subdev_mbus_code_enum *code)
 174 {
 175         static const unsigned int codes[] = {
 176                 MEDIA_BUS_FMT_ARGB8888_1X32,
 177                 MEDIA_BUS_FMT_AYUV8_1X32,
 178         };
 179         struct vsp1_uds *uds = to_uds(subdev);
 180
 181         if (code->pad == UDS_PAD_SINK) {
 182                 if (code->index >= ARRAY_SIZE(codes))
 183                         return -EINVAL;
 184
 185                 code->code = codes[code->index];
 186         } else {
 187                 struct v4l2_mbus_framefmt *format;
 188
 189                 /* The UDS can't perform format conversion, the sink format is
 190                  * always identical to the source format.
 191                  */
 192                 if (code->index)
 193                         return -EINVAL;
 194
 195                 format = vsp1_entity_get_pad_format(&uds->entity, cfg,
 196                                                     UDS_PAD_SINK, code->which);
 197                 code->code = format->code;
 198         }
 199
 200         return 0;
 201 }
 202
 203 static int uds_enum_frame_size(struct v4l2_subdev *subdev,
 204                                struct v4l2_subdev_pad_config *cfg,
 205                                struct v4l2_subdev_frame_size_enum *fse)
 206 {
 207         struct vsp1_uds *uds = to_uds(subdev);
 208         struct v4l2_mbus_framefmt *format;
 209
 210         format = vsp1_entity_get_pad_format(&uds->entity, cfg,
 211                                             UDS_PAD_SINK, fse->which);
 212
 213         if (fse->index || fse->code != format->code)
 214                 return -EINVAL;
 215
 216         if (fse->pad == UDS_PAD_SINK) {
 217                 fse->min_width = UDS_MIN_SIZE;
 218                 fse->max_width = UDS_MAX_SIZE;
 219                 fse->min_height = UDS_MIN_SIZE;
 220                 fse->max_height = UDS_MAX_SIZE;
 221         } else {
 222                 uds_output_limits(format->width, &fse->min_width,
 223                                   &fse->max_width);
 224                 uds_output_limits(format->height, &fse->min_height,
 225                                   &fse->max_height);
 226         }
 227
 228         return 0;
 229 }
 230
 231 static int uds_get_format(struct v4l2_subdev *subdev, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg,
 232                           struct v4l2_subdev_format *fmt)
 233 {
 234         struct vsp1_uds *uds = to_uds(subdev);
 235
 236         fmt->format = *vsp1_entity_get_pad_format(&uds->entity, cfg, fmt->pad,
 237                                                   fmt->which);
 238
 239         return 0;
 240 }
 241
 242 static void uds_try_format(struct vsp1_uds *uds, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg,
 243                            unsigned int pad, struct v4l2_mbus_framefmt *fmt,
 244                            enum v4l2_subdev_format_whence which)
 245 {
 246         struct v4l2_mbus_framefmt *format;
 247         unsigned int minimum;
 248         unsigned int maximum;
 249
 250         switch (pad) {
 251         case UDS_PAD_SINK:
 252                 /* Default to YUV if the requested format is not supported. */
 253                 if (fmt->code != MEDIA_BUS_FMT_ARGB8888_1X32 &&
 254                     fmt->code != MEDIA_BUS_FMT_AYUV8_1X32)
 255                         fmt->code = MEDIA_BUS_FMT_AYUV8_1X32;
 256
 257                 fmt->width = clamp(fmt->width, UDS_MIN_SIZE, UDS_MAX_SIZE);
 258                 fmt->height = clamp(fmt->height, UDS_MIN_SIZE, UDS_MAX_SIZE);
 259                 break;
 260
 261         case UDS_PAD_SOURCE:
 262                 /* The UDS scales but can't perform format conversion. */
 263                 format = vsp1_entity_get_pad_format(&uds->entity, cfg,
 264                                                     UDS_PAD_SINK, which);
 265                 fmt->code = format->code;
 266
 267                 uds_output_limits(format->width, &minimum, &maximum);
 268                 fmt->width = clamp(fmt->width, minimum, maximum);
 269                 uds_output_limits(format->height, &minimum, &maximum);
 270                 fmt->height = clamp(fmt->height, minimum, maximum);
 271                 break;
 272         }
 273
 274         fmt->field = V4L2_FIELD_NONE;
 275         fmt->colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB;
 276 }
 277
 278 static int uds_set_format(struct v4l2_subdev *subdev, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg,
 279                           struct v4l2_subdev_format *fmt)
 280 {
 281         struct vsp1_uds *uds = to_uds(subdev);
 282         struct v4l2_mbus_framefmt *format;
 283
 284         uds_try_format(uds, cfg, fmt->pad, &fmt->format, fmt->which);
 285
 286         format = vsp1_entity_get_pad_format(&uds->entity, cfg, fmt->pad,
 287                                             fmt->which);
 288         *format = fmt->format;
 289
 290         if (fmt->pad == UDS_PAD_SINK) {
 291                 /* Propagate the format to the source pad. */
 292                 format = vsp1_entity_get_pad_format(&uds->entity, cfg,
 293                                                     UDS_PAD_SOURCE, fmt->which);
 294                 *format = fmt->format;
 295
 296                 uds_try_format(uds, cfg, UDS_PAD_SOURCE, format, fmt->which);
 297         }
 298
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 /* -----------------------------------------------------------------------------
 303  * V4L2 Subdevice Operations
 304  */
 305
 306 static struct v4l2_subdev_video_ops uds_video_ops = {
 307         .s_stream = uds_s_stream,
 308 };
 309
 310 static struct v4l2_subdev_pad_ops uds_pad_ops = {
 311         .enum_mbus_code = uds_enum_mbus_code,
 312         .enum_frame_size = uds_enum_frame_size,
 313         .get_fmt = uds_get_format,
 314         .set_fmt = uds_set_format,
 315 };
 316
 317 static struct v4l2_subdev_ops uds_ops = {
 318         .video  = &uds_video_ops,
 319         .pad    = &uds_pad_ops,
 320 };
 321
 322 /* -----------------------------------------------------------------------------
 323  * Initialization and Cleanup
 324  */
 325
 326 struct vsp1_uds *vsp1_uds_create(struct vsp1_device *vsp1, unsigned int index)
 327 {
 328         struct v4l2_subdev *subdev;
 329         struct vsp1_uds *uds;
 330         int ret;
 331
 332         uds = devm_kzalloc(vsp1->dev, sizeof(*uds), GFP_KERNEL);
 333         if (uds == NULL)
 334                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 335
 336         uds->entity.type = VSP1_ENTITY_UDS;
 337         uds->entity.index = index;
 338
 339         ret = vsp1_entity_init(vsp1, &uds->entity, 2);
 340         if (ret < 0)
 341                 return ERR_PTR(ret);
 342
 343         /* Initialize the V4L2 subdev. */
 344         subdev = &uds->entity.subdev;
 345         v4l2_subdev_init(subdev, &uds_ops);
 346
 347         subdev->entity.ops = &vsp1_media_ops;
 348         subdev->internal_ops = &vsp1_subdev_internal_ops;
 349         snprintf(subdev->name, sizeof(subdev->name), "%s uds.%u",
 350                  dev_name(vsp1->dev), index);
 351         v4l2_set_subdevdata(subdev, uds);
 352         subdev->flags |= V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE;
 353
 354         vsp1_entity_init_formats(subdev, NULL);
 355
 356         return uds;
 357 }