/*
 * Copyright 2016 Advanced Micro Devices, Inc.
 *
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
 * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
 * to deal in the Software without restriction, including without limitation
 * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
 * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
 * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
 *
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
 * all copies or substantial portions of the Software.
 *
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
 * THE COPYRIGHT HOLDER(S) OR AUTHOR(S) BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
 * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
 * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
 * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
 *
 * Authors: AMD
 *
 */

#include "dc.h"
#include "opp.h"
#include "color_gamma.h"

/* When calculating LUT values the first region and at least one subsequent
 * region are calculated with full precision. These defines are a demarcation
 * of where the second region starts and ends.
 * These are hardcoded values to avoid recalculating them in loops.
 */
#define PRECISE_LUT_REGION_START 224
#define PRECISE_LUT_REGION_END 239

static struct hw_x_point coordinates_x[MAX_HW_POINTS + 2];

// Hardcoded table that depends on setup_x_points_distribution and sdr_level=80
// If x points are changed, then PQ Y points will be misaligned and a new
// table would need to be generated. Or use old method that calls compute_pq.
// The last point is above PQ formula range (0-125 in normalized FP16)
// The value for the last point (128) is such that interpolation from
// 120 to 128 will give 1.0 for X = 125.0
// first couple points are 0 - HW LUT is mirrored around zero, so making first
// segment 0 to 0 will effectively clip it, and these are very low PQ codes
// min nonzero value below (216825) is a little under 12-bit PQ code 1.
static const unsigned long long pq_divider = 1000000000;
static const unsigned long long pq_numerator[MAX_HW_POINTS + 1] = {
  0, 0, 0, 0, 216825, 222815,
  228691, 234460, 240128, 245702, 251187, 256587,
  261908, 267152, 272324, 277427, 282465, 292353,
  302011, 311456, 320704, 329768, 338661, 347394,
  355975, 364415, 372721, 380900, 388959, 396903,
  404739, 412471, 420104, 435089, 449727, 464042,
  478060, 491800, 505281, 518520, 531529, 544324,
  556916, 569316, 581533, 593576, 605454, 617175,
  628745, 651459, 673643, 695337, 716578, 737395,
  757817, 777869, 797572, 816947, 836012, 854782,
  873274, 891500, 909474, 927207, 944709, 979061,
  1012601, 1045391, 1077485, 1108931, 1139770, 1170042,
  1199778, 1229011, 1257767, 1286071, 1313948, 1341416,
  1368497, 1395207, 1421563, 1473272, 1523733, 1573041,
  1621279, 1668520, 1714828, 1760262, 1804874, 1848710,
  1891814, 1934223, 1975973, 2017096, 2057622, 2097578,
  2136989, 2214269, 2289629, 2363216, 2435157, 2505564,
  2574539, 2642169, 2708536, 2773711, 2837760, 2900742,
  2962712, 3023719, 3083810, 3143025, 3201405, 3315797,
  3427246, 3535974, 3642181, 3746038, 3847700, 3947305,
  4044975, 4140823, 4234949, 4327445, 4418394, 4507872,
  4595951, 4682694, 4768161, 4935487, 5098326, 5257022,
  5411878, 5563161, 5711107, 5855928, 5997812, 6136929,
  6273436, 6407471, 6539163, 6668629, 6795976, 6921304,
  7044703, 7286050, 7520623, 7748950, 7971492, 8188655,
  8400800, 8608247, 8811286, 9010175, 9205149, 9396421,
  9584186, 9768620, 9949889, 10128140, 10303513, 10646126,
  10978648, 11301874, 11616501, 11923142, 12222340, 12514578,
  12800290, 13079866, 13353659, 13621988, 13885144, 14143394,
  14396982, 14646132, 14891052, 15368951, 15832050, 16281537,
  16718448, 17143696, 17558086, 17962337, 18357092, 18742927,
  19120364, 19489877, 19851894, 20206810, 20554983, 20896745,
  21232399, 21886492, 22519276, 23132491, 23727656, 24306104,
  24869013, 25417430, 25952292, 26474438, 26984626, 27483542,
  27971811, 28450000, 28918632, 29378184, 29829095, 30706591,
  31554022, 32373894, 33168387, 33939412, 34688657, 35417620,
  36127636, 36819903, 37495502, 38155408, 38800507, 39431607,
  40049446, 40654702, 41247996, 42400951, 43512407, 44585892,
  45624474, 46630834, 47607339, 48556082, 49478931, 50377558,
  51253467, 52108015, 52942436, 53757848, 54555277, 55335659,
  56099856, 57582802, 59009766, 60385607, 61714540, 63000246,
  64245964, 65454559, 66628579, 67770304, 68881781, 69964856,
  71021203, 72052340, 73059655, 74044414, 75007782, 76874537,
  78667536, 80393312, 82057522, 83665098, 85220372, 86727167,
  88188883, 89608552, 90988895, 92332363, 93641173, 94917336,
  96162685, 97378894, 98567496, 100867409, 103072439, 105191162,
  107230989, 109198368, 111098951, 112937723, 114719105, 116447036,
  118125045, 119756307, 121343688, 122889787, 124396968, 125867388,
  127303021, 130077030, 132731849, 135278464, 137726346, 140083726,
  142357803, 144554913, 146680670, 148740067, 150737572, 152677197,
  154562560, 156396938, 158183306, 159924378, 161622632, 164899602,
  168030318, 171028513, 173906008, 176673051, 179338593, 181910502,
  184395731, 186800463, 189130216, 191389941, 193584098, 195716719,
  197791463, 199811660, 201780351, 205574133, 209192504, 212652233,
  215967720, 219151432, 222214238, 225165676, 228014163, 230767172,
  233431363, 236012706, 238516569, 240947800, 243310793, 245609544,
  247847696, 252155270, 256257056, 260173059, 263920427, 267513978,
  270966613, 274289634, 277493001, 280585542, 283575118, 286468763,
  289272796, 291992916, 294634284, 297201585, 299699091, 304500003,
  309064541, 313416043, 317574484, 321557096, 325378855, 329052864,
  332590655, 336002433, 339297275, 342483294, 345567766, 348557252,
  351457680, 354274432, 357012407, 362269536, 367260561, 372012143,
  376547060, 380884936, 385042798, 389035522, 392876185, 396576344,
  400146265, 403595112, 406931099, 410161619, 413293351, 416332348,
  419284117, 424945627, 430313203, 435416697, 440281572, 444929733,
  449380160, 453649415, 457752035, 461700854, 465507260, 469181407,
  472732388, 476168376, 479496748, 482724188, 485856764, 491858986,
  497542280, 502939446, 508078420, 512983199, 517674549, 522170569,
  526487126, 530638214, 534636233, 538492233, 542216094, 545816693,
  549302035, 552679362, 555955249, 562226134, 568156709, 573782374,
  579133244, 584235153, 589110430, 593778512, 598256421, 602559154,
  606699989, 610690741, 614541971, 618263157, 621862836, 625348729,
  628727839, 635190643, 641295921, 647081261, 652578597, 657815287,
  662814957, 667598146, 672182825, 676584810, 680818092, 684895111,
  688826974, 692623643, 696294085, 699846401, 703287935, 709864782,
  716071394, 721947076, 727525176, 732834238, 737898880, 742740485,
  747377745, 751827095, 756103063, 760218552, 764185078, 768012958,
  771711474, 775289005, 778753144, 785368225, 791604988, 797503949,
  803099452, 808420859, 813493471, 818339244, 822977353, 827424644,
  831695997, 835804619, 839762285, 843579541, 847265867, 850829815,
  854279128, 860861356, 867061719, 872921445, 878475444, 883753534,
  888781386, 893581259, 898172578, 902572393, 906795754, 910856010,
  914765057, 918533538, 922171018, 925686119, 929086644, 935571664,
  941675560, 947439782, 952899395, 958084324, 963020312, 967729662,
  972231821, 976543852, 980680801, 984656009, 988481353, 992167459,
  995723865, 999159168, 1002565681};

// these are helpers for calculations to reduce stack usage
// do not depend on these being preserved across calls

/* Helper to optimize gamma calculation, only use in translate_from_linear, in
 * particular the dc_fixpt_pow function which is very expensive
 * The idea is that our regions for X points are exponential and currently they all use
 * the same number of points (NUM_PTS_IN_REGION) and in each region every point
 * is exactly 2x the one at the same index in the previous region. In other words
 * X[i] = 2 * X[i-NUM_PTS_IN_REGION] for i>=16
 * The other fact is that (2x)^gamma = 2^gamma * x^gamma
 * So we compute and save x^gamma for the first 16 regions, and for every next region
 * just multiply with 2^gamma which can be computed once, and save the result so we
 * recursively compute all the values.
 */

/*
 * Regamma coefficients are used for both regamma and degamma. Degamma
 * coefficients are calculated in our formula using the regamma coefficients.
 */
          /*sRGB     709     2.2 2.4 P3*/
static const int32_t numerator01[] = { 31308,   180000, 0,  0,  0};
static const int32_t numerator02[] = { 12920,   4500,   0,  0,  0};
static const int32_t numerator03[] = { 55,      99,     0,  0,  0};
static const int32_t numerator04[] = { 55,      99,     0,  0,  0};
static const int32_t numerator05[] = { 2400,    2222,   2200, 2400, 2600};

/* one-time setup of X points */
void setup_x_points_distribution(void)
{
 struct fixed31_32 region_size = dc_fixpt_from_int(128);
 int32_t segment;
 uint32_t seg_offset;
 uint32_t index;
 struct fixed31_32 increment;

 coordinates_x[MAX_HW_POINTS].x = region_size;
 coordinates_x[MAX_HW_POINTS + 1].x = region_size;

 for (segment = 6; segment > (6 - NUM_REGIONS); segment--) {
  region_size = dc_fixpt_div_int(region_size, 2);
  increment = dc_fixpt_div_int(region_size,
      NUM_PTS_IN_REGION);
  seg_offset = (segment + (NUM_REGIONS - 7)) * NUM_PTS_IN_REGION;
  coordinates_x[seg_offset].x = region_size;

  for (index = seg_offset + 1;
    index < seg_offset + NUM_PTS_IN_REGION;
    index++) {
   coordinates_x[index].x = dc_fixpt_add
     (coordinates_x[index-1].x, increment);
  }
 }
}

void log_x_points_distribution(struct dal_logger *logger)
{
 int i = 0;

 if (logger != NULL) {
  LOG_GAMMA_WRITE("Log X Distribution\n");

  for (i = 0; i < MAX_HW_POINTS; i++)
   LOG_GAMMA_WRITE("%llu\n", coordinates_x[i].x.value);
 }
}

static void compute_pq(struct fixed31_32 in_x, struct fixed31_32 *out_y)
{
 /* consts for PQ gamma formula. */
 const struct fixed31_32 m1 =
  dc_fixpt_from_fraction(159301758, 1000000000);
 const struct fixed31_32 m2 =
  dc_fixpt_from_fraction(7884375, 100000);
 const struct fixed31_32 c1 =
  dc_fixpt_from_fraction(8359375, 10000000);
 const struct fixed31_32 c2 =
  dc_fixpt_from_fraction(188515625, 10000000);
 const struct fixed31_32 c3 =
  dc_fixpt_from_fraction(186875, 10000);

 struct fixed31_32 l_pow_m1;
 struct fixed31_32 base;

 if (dc_fixpt_lt(in_x, dc_fixpt_zero))
  in_x = dc_fixpt_zero;

 l_pow_m1 = dc_fixpt_pow(in_x, m1);
 base = dc_fixpt_div(
   dc_fixpt_add(c1,
     (dc_fixpt_mul(c2, l_pow_m1))),
   dc_fixpt_add(dc_fixpt_one,
     (dc_fixpt_mul(c3, l_pow_m1))));
 *out_y = dc_fixpt_pow(base, m2);
}

static void compute_de_pq(struct fixed31_32 in_x, struct fixed31_32 *out_y)
{
 /* consts for dePQ gamma formula. */
 const struct fixed31_32 m1 =
  dc_fixpt_from_fraction(159301758, 1000000000);
 const struct fixed31_32 m2 =
  dc_fixpt_from_fraction(7884375, 100000);
 const struct fixed31_32 c1 =
  dc_fixpt_from_fraction(8359375, 10000000);
 const struct fixed31_32 c2 =
  dc_fixpt_from_fraction(188515625, 10000000);
 const struct fixed31_32 c3 =
  dc_fixpt_from_fraction(186875, 10000);

 struct fixed31_32 l_pow_m1;
 struct fixed31_32 base, div;
 struct fixed31_32 base2;


 if (dc_fixpt_lt(in_x, dc_fixpt_zero))
  in_x = dc_fixpt_zero;

 l_pow_m1 = dc_fixpt_pow(in_x,
   dc_fixpt_div(dc_fixpt_one, m2));
 base = dc_fixpt_sub(l_pow_m1, c1);

 div = dc_fixpt_sub(c2, dc_fixpt_mul(c3, l_pow_m1));

 base2 = dc_fixpt_div(base, div);
 // avoid complex numbers
 if (dc_fixpt_lt(base2, dc_fixpt_zero))
  base2 = dc_fixpt_sub(dc_fixpt_zero, base2);


 *out_y = dc_fixpt_pow(base2, dc_fixpt_div(dc_fixpt_one, m1));

}


/* de gamma, non-linear to linear */
static void compute_hlg_eotf(struct fixed31_32 in_x,
  struct fixed31_32 *out_y,
  uint32_t sdr_white_level, uint32_t max_luminance_nits)
{
 struct fixed31_32 a;
 struct fixed31_32 b;
 struct fixed31_32 c;
 struct fixed31_32 threshold;
 struct fixed31_32 x;

 struct fixed31_32 scaling_factor =
   dc_fixpt_from_fraction(max_luminance_nits, sdr_white_level);
 a = dc_fixpt_from_fraction(17883277, 100000000);
 b = dc_fixpt_from_fraction(28466892, 100000000);
 c = dc_fixpt_from_fraction(55991073, 100000000);
 threshold = dc_fixpt_from_fraction(1, 2);

 if (dc_fixpt_lt(in_x, threshold)) {
  x = dc_fixpt_mul(in_x, in_x);
  x = dc_fixpt_div_int(x, 3);
 } else {
  x = dc_fixpt_sub(in_x, c);
  x = dc_fixpt_div(x, a);
  x = dc_fixpt_exp(x);
  x = dc_fixpt_add(x, b);
  x = dc_fixpt_div_int(x, 12);
 }
 *out_y = dc_fixpt_mul(x, scaling_factor);

}

/* re gamma, linear to non-linear */
static void compute_hlg_oetf(struct fixed31_32 in_x, struct fixed31_32 *out_y,
  uint32_t sdr_white_level, uint32_t max_luminance_nits)
{
 struct fixed31_32 a;
 struct fixed31_32 b;
 struct fixed31_32 c;
 struct fixed31_32 threshold;
 struct fixed31_32 x;

 struct fixed31_32 scaling_factor =
   dc_fixpt_from_fraction(sdr_white_level, max_luminance_nits);
 a = dc_fixpt_from_fraction(17883277, 100000000);
 b = dc_fixpt_from_fraction(28466892, 100000000);
 c = dc_fixpt_from_fraction(55991073, 100000000);
 threshold = dc_fixpt_from_fraction(1, 12);
 x = dc_fixpt_mul(in_x, scaling_factor);


 if (dc_fixpt_lt(x, threshold)) {
  x = dc_fixpt_mul(x, dc_fixpt_from_fraction(3, 1));
  *out_y = dc_fixpt_pow(x, dc_fixpt_half);
 } else {
  x = dc_fixpt_mul(x, dc_fixpt_from_fraction(12, 1));
  x = dc_fixpt_sub(x, b);
  x = dc_fixpt_log(x);
  x = dc_fixpt_mul(a, x);
  *out_y = dc_fixpt_add(x, c);
 }
}


/* one-time pre-compute PQ values - only for sdr_white_level 80 */
void precompute_pq(void)
{
 int i;
 struct fixed31_32 *pq_table = mod_color_get_table(type_pq_table);

 for (i = 0; i <= MAX_HW_POINTS; i++)
  pq_table[i] = dc_fixpt_from_fraction(pq_numerator[i], pq_divider);

 /* below is old method that uses run-time calculation in fixed pt space */
 /* pow function has problems with arguments too small */
 /*
struct fixed31_32 x;
const struct hw_x_point *coord_x = coordinates_x + 32;
struct fixed31_32 scaling_factor =
dc_fixpt_from_fraction(80, 10000);

for (i = 0; i < 32; i++)
pq_table[i] = dc_fixpt_zero;

for (i = 32; i <= MAX_HW_POINTS; i++) {
x = dc_fixpt_mul(coord_x->x, scaling_factor);
compute_pq(x, &pq_table[i]);
++coord_x;
}
*/
}

/* one-time pre-compute dePQ values - only for max pixel value 125 FP16 */
void precompute_de_pq(void)
{
 int i;
 struct fixed31_32  y;
 uint32_t begin_index, end_index;

 struct fixed31_32 scaling_factor = dc_fixpt_from_int(125);
 struct fixed31_32 *de_pq_table = mod_color_get_table(type_de_pq_table);
 /* X points is 2^-25 to 2^7
 * De-gamma X is 2^-12 to 2^0 – we are skipping first -12-(-25) = 13 regions
 */
 begin_index = 13 * NUM_PTS_IN_REGION;
 end_index = begin_index + 12 * NUM_PTS_IN_REGION;

 for (i = 0; i <= begin_index; i++)
  de_pq_table[i] = dc_fixpt_zero;

 for (; i <= end_index; i++) {
  compute_de_pq(coordinates_x[i].x, &y);
  de_pq_table[i] = dc_fixpt_mul(y, scaling_factor);
 }

 for (; i <= MAX_HW_POINTS; i++)
  de_pq_table[i] = de_pq_table[i-1];
}
struct dividers {
 struct fixed31_32 divider1;
 struct fixed31_32 divider2;
 struct fixed31_32 divider3;
};


static bool build_coefficients(struct gamma_coefficients *coefficients,
  enum dc_transfer_func_predefined type)
{

 uint32_t i = 0;
 uint32_t index = 0;
 bool ret = true;

 if (type == TRANSFER_FUNCTION_SRGB)
  index = 0;
 else if (type == TRANSFER_FUNCTION_BT709)
  index = 1;
 else if (type == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA22)
  index = 2;
 else if (type == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA24)
  index = 3;
 else if (type == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA26)
  index = 4;
 else {
  ret = false;
  goto release;
 }

 do {
  coefficients->a0[i] = dc_fixpt_from_fraction(
   numerator01[index], 10000000);
  coefficients->a1[i] = dc_fixpt_from_fraction(
   numerator02[index], 1000);
  coefficients->a2[i] = dc_fixpt_from_fraction(
   numerator03[index], 1000);
  coefficients->a3[i] = dc_fixpt_from_fraction(
   numerator04[index], 1000);
  coefficients->user_gamma[i] = dc_fixpt_from_fraction(
   numerator05[index], 1000);

  ++i;
 } while (i != ARRAY_SIZE(coefficients->a0));
release:
 return ret;
}

static struct fixed31_32 translate_from_linear_space(
  struct translate_from_linear_space_args *args)
{
 const struct fixed31_32 one = dc_fixpt_from_int(1);

 struct fixed31_32 scratch_1, scratch_2;
 struct calculate_buffer *cal_buffer = args->cal_buffer;

 if (dc_fixpt_le(one, args->arg))
  return one;

 if (dc_fixpt_le(args->arg, dc_fixpt_neg(args->a0))) {
  scratch_1 = dc_fixpt_add(one, args->a3);
  scratch_2 = dc_fixpt_pow(
    dc_fixpt_neg(args->arg),
    dc_fixpt_recip(args->gamma));
  scratch_1 = dc_fixpt_mul(scratch_1, scratch_2);
  scratch_1 = dc_fixpt_sub(args->a2, scratch_1);

  return scratch_1;
 } else if (dc_fixpt_le(args->a0, args->arg)) {
  if (cal_buffer->buffer_index == 0) {
   cal_buffer->gamma_of_2 = dc_fixpt_pow(dc_fixpt_from_int(2),
     dc_fixpt_recip(args->gamma));
  }
  scratch_1 = dc_fixpt_add(one, args->a3);
  /* In the first region (first 16 points) and in the
 * region delimited by START/END we calculate with
 * full precision to avoid error accumulation.
 */
  if ((cal_buffer->buffer_index >= PRECISE_LUT_REGION_START &&
   cal_buffer->buffer_index <= PRECISE_LUT_REGION_END) ||
   (cal_buffer->buffer_index < 16))
   scratch_2 = dc_fixpt_pow(args->arg,
     dc_fixpt_recip(args->gamma));
  else
   scratch_2 = dc_fixpt_mul(cal_buffer->gamma_of_2,
     cal_buffer->buffer[cal_buffer->buffer_index%16]);

  if (cal_buffer->buffer_index != -1) {
   cal_buffer->buffer[cal_buffer->buffer_index%16] = scratch_2;
   cal_buffer->buffer_index++;
  }

  scratch_1 = dc_fixpt_mul(scratch_1, scratch_2);
  scratch_1 = dc_fixpt_sub(scratch_1, args->a2);

  return scratch_1;
 } else
  return dc_fixpt_mul(args->arg, args->a1);
}


static struct fixed31_32 translate_from_linear_space_long(
  struct translate_from_linear_space_args *args)
{
 const struct fixed31_32 one = dc_fixpt_from_int(1);

 if (dc_fixpt_lt(one, args->arg))
  return one;

 if (dc_fixpt_le(args->arg, dc_fixpt_neg(args->a0)))
  return dc_fixpt_sub(
   args->a2,
   dc_fixpt_mul(
    dc_fixpt_add(
     one,
     args->a3),
    dc_fixpt_pow(
     dc_fixpt_neg(args->arg),
     dc_fixpt_recip(args->gamma))));
 else if (dc_fixpt_le(args->a0, args->arg))
  return dc_fixpt_sub(
   dc_fixpt_mul(
    dc_fixpt_add(
     one,
     args->a3),
    dc_fixpt_pow(
      args->arg,
     dc_fixpt_recip(args->gamma))),
     args->a2);
 else
  return dc_fixpt_mul(args->arg, args->a1);
}

static struct fixed31_32 calculate_gamma22(struct fixed31_32 arg, bool use_eetf, struct calculate_buffer *cal_buffer)
{
 struct fixed31_32 gamma = dc_fixpt_from_fraction(22, 10);
 struct translate_from_linear_space_args scratch_gamma_args;

 scratch_gamma_args.arg = arg;
 scratch_gamma_args.a0 = dc_fixpt_zero;
 scratch_gamma_args.a1 = dc_fixpt_zero;
 scratch_gamma_args.a2 = dc_fixpt_zero;
 scratch_gamma_args.a3 = dc_fixpt_zero;
 scratch_gamma_args.cal_buffer = cal_buffer;
 scratch_gamma_args.gamma = gamma;

 if (use_eetf)
  return translate_from_linear_space_long(&scratch_gamma_args);

 return translate_from_linear_space(&scratch_gamma_args);
}


static struct fixed31_32 translate_to_linear_space(
 struct fixed31_32 arg,
 struct fixed31_32 a0,
 struct fixed31_32 a1,
 struct fixed31_32 a2,
 struct fixed31_32 a3,
 struct fixed31_32 gamma)
{
 struct fixed31_32 linear;

 a0 = dc_fixpt_mul(a0, a1);
 if (dc_fixpt_le(arg, dc_fixpt_neg(a0)))

  linear = dc_fixpt_neg(
     dc_fixpt_pow(
     dc_fixpt_div(
     dc_fixpt_sub(a2, arg),
     dc_fixpt_add(
     dc_fixpt_one, a3)), gamma));

 else if (dc_fixpt_le(dc_fixpt_neg(a0), arg) &&
    dc_fixpt_le(arg, a0))
  linear = dc_fixpt_div(arg, a1);
 else
  linear =  dc_fixpt_pow(
     dc_fixpt_div(
     dc_fixpt_add(a2, arg),
     dc_fixpt_add(
     dc_fixpt_one, a3)), gamma);

 return linear;
}

static struct fixed31_32 translate_from_linear_space_ex(
 struct fixed31_32 arg,
 struct gamma_coefficients *coeff,
 uint32_t color_index,
 struct calculate_buffer *cal_buffer)
{
 struct translate_from_linear_space_args scratch_gamma_args;

 scratch_gamma_args.arg = arg;
 scratch_gamma_args.a0 = coeff->a0[color_index];
 scratch_gamma_args.a1 = coeff->a1[color_index];
 scratch_gamma_args.a2 = coeff->a2[color_index];
 scratch_gamma_args.a3 = coeff->a3[color_index];
 scratch_gamma_args.gamma = coeff->user_gamma[color_index];
 scratch_gamma_args.cal_buffer = cal_buffer;

 return translate_from_linear_space(&scratch_gamma_args);
}


static inline struct fixed31_32 translate_to_linear_space_ex(
 struct fixed31_32 arg,
 struct gamma_coefficients *coeff,
 uint32_t color_index)
{
 return translate_to_linear_space(
  arg,
  coeff->a0[color_index],
  coeff->a1[color_index],
  coeff->a2[color_index],
  coeff->a3[color_index],
  coeff->user_gamma[color_index]);
}


static bool find_software_points(
 const struct dc_gamma *ramp,
 const struct gamma_pixel *axis_x,
 struct fixed31_32 hw_point,
 enum channel_name channel,
 uint32_t *index_to_start,
 uint32_t *index_left,
 uint32_t *index_right,
 enum hw_point_position *pos)
{
 const uint32_t max_number = ramp->num_entries + 3;

 struct fixed31_32 left, right;

 uint32_t i = *index_to_start;

 while (i < max_number) {
  if (channel == CHANNEL_NAME_RED) {
   left = axis_x[i].r;

   if (i < max_number - 1)
    right = axis_x[i + 1].r;
   else
    right = axis_x[max_number - 1].r;
  } else if (channel == CHANNEL_NAME_GREEN) {
   left = axis_x[i].g;

   if (i < max_number - 1)
    right = axis_x[i + 1].g;
   else
    right = axis_x[max_number - 1].g;
  } else {
   left = axis_x[i].b;

   if (i < max_number - 1)
    right = axis_x[i + 1].b;
   else
    right = axis_x[max_number - 1].b;
  }

  if (dc_fixpt_le(left, hw_point) &&
   dc_fixpt_le(hw_point, right)) {
   *index_to_start = i;
   *index_left = i;

   if (i < max_number - 1)
    *index_right = i + 1;
   else
    *index_right = max_number - 1;

   *pos = HW_POINT_POSITION_MIDDLE;

   return true;
  } else if ((i == *index_to_start) &&
   dc_fixpt_le(hw_point, left)) {
   *index_to_start = i;
   *index_left = i;
   *index_right = i;

   *pos = HW_POINT_POSITION_LEFT;

   return true;
  } else if ((i == max_number - 1) &&
   dc_fixpt_le(right, hw_point)) {
   *index_to_start = i;
   *index_left = i;
   *index_right = i;

   *pos = HW_POINT_POSITION_RIGHT;

   return true;
  }

  ++i;
 }

 return false;
}

static bool build_custom_gamma_mapping_coefficients_worker(
 const struct dc_gamma *ramp,
 struct pixel_gamma_point *coeff,
 const struct hw_x_point *coordinates_x,
 const struct gamma_pixel *axis_x,
 enum channel_name channel,
 uint32_t number_of_points)
{
 uint32_t i = 0;

 while (i <= number_of_points) {
  struct fixed31_32 coord_x;

  uint32_t index_to_start = 0;
  uint32_t index_left = 0;
  uint32_t index_right = 0;

  enum hw_point_position hw_pos;

  struct gamma_point *point;

  struct fixed31_32 left_pos;
  struct fixed31_32 right_pos;

  if (channel == CHANNEL_NAME_RED)
   coord_x = coordinates_x[i].regamma_y_red;
  else if (channel == CHANNEL_NAME_GREEN)
   coord_x = coordinates_x[i].regamma_y_green;
  else
   coord_x = coordinates_x[i].regamma_y_blue;

  if (!find_software_points(
   ramp, axis_x, coord_x, channel,
   &index_to_start, &index_left, &index_right, &hw_pos)) {
   BREAK_TO_DEBUGGER();
   return false;
  }

  if (index_left >= ramp->num_entries + 3) {
   BREAK_TO_DEBUGGER();
   return false;
  }

  if (index_right >= ramp->num_entries + 3) {
   BREAK_TO_DEBUGGER();
   return false;
  }

  if (channel == CHANNEL_NAME_RED) {
   point = &coeff[i].r;

   left_pos = axis_x[index_left].r;
   right_pos = axis_x[index_right].r;
  } else if (channel == CHANNEL_NAME_GREEN) {
   point = &coeff[i].g;

   left_pos = axis_x[index_left].g;
   right_pos = axis_x[index_right].g;
  } else {
   point = &coeff[i].b;

   left_pos = axis_x[index_left].b;
   right_pos = axis_x[index_right].b;
  }

  if (hw_pos == HW_POINT_POSITION_MIDDLE)
   point->coeff = dc_fixpt_div(
    dc_fixpt_sub(
     coord_x,
     left_pos),
    dc_fixpt_sub(
     right_pos,
     left_pos));
  else if (hw_pos == HW_POINT_POSITION_LEFT)
   point->coeff = dc_fixpt_zero;
  else if (hw_pos == HW_POINT_POSITION_RIGHT)
   point->coeff = dc_fixpt_from_int(2);
  else {
   BREAK_TO_DEBUGGER();
   return false;
  }

  point->left_index = index_left;
  point->right_index = index_right;
  point->pos = hw_pos;

  ++i;
 }

 return true;
}

static struct fixed31_32 calculate_mapped_value(
 struct pwl_float_data *rgb,
 const struct pixel_gamma_point *coeff,
 enum channel_name channel,
 uint32_t max_index)
{
 const struct gamma_point *point;

 struct fixed31_32 result;

 if (channel == CHANNEL_NAME_RED)
  point = &coeff->r;
 else if (channel == CHANNEL_NAME_GREEN)
  point = &coeff->g;
 else
  point = &coeff->b;

 if ((point->left_index < 0) || (point->left_index > max_index)) {
  BREAK_TO_DEBUGGER();
  return dc_fixpt_zero;
 }

 if ((point->right_index < 0) || (point->right_index > max_index)) {
  BREAK_TO_DEBUGGER();
  return dc_fixpt_zero;
 }

 if (point->pos == HW_POINT_POSITION_MIDDLE)
  if (channel == CHANNEL_NAME_RED)
   result = dc_fixpt_add(
    dc_fixpt_mul(
     point->coeff,
     dc_fixpt_sub(
      rgb[point->right_index].r,
      rgb[point->left_index].r)),
    rgb[point->left_index].r);
  else if (channel == CHANNEL_NAME_GREEN)
   result = dc_fixpt_add(
    dc_fixpt_mul(
     point->coeff,
     dc_fixpt_sub(
      rgb[point->right_index].g,
      rgb[point->left_index].g)),
    rgb[point->left_index].g);
  else
   result = dc_fixpt_add(
    dc_fixpt_mul(
     point->coeff,
     dc_fixpt_sub(
      rgb[point->right_index].b,
      rgb[point->left_index].b)),
    rgb[point->left_index].b);
 else if (point->pos == HW_POINT_POSITION_LEFT) {
  BREAK_TO_DEBUGGER();
  result = dc_fixpt_zero;
 } else {
  result = dc_fixpt_one;
 }

 return result;
}

static void build_pq(struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x,
  uint32_t sdr_white_level)
{
 uint32_t i, start_index;

 struct pwl_float_data_ex *rgb = rgb_regamma;
 const struct hw_x_point *coord_x = coordinate_x;
 struct fixed31_32 x;
 struct fixed31_32 output;
 struct fixed31_32 scaling_factor =
   dc_fixpt_from_fraction(sdr_white_level, 10000);
 struct fixed31_32 *pq_table = mod_color_get_table(type_pq_table);

 if (!mod_color_is_table_init(type_pq_table) && sdr_white_level == 80) {
  precompute_pq();
  mod_color_set_table_init_state(type_pq_table, true);
 }

 /* TODO: start index is from segment 2^-24, skipping first segment
 * due to x values too small for power calculations
 */
 start_index = 32;
 rgb += start_index;
 coord_x += start_index;

 for (i = start_index; i <= hw_points_num; i++) {
  /* Multiply 0.008 as regamma is 0-1 and FP16 input is 0-125.
 * FP 1.0 = 80nits
 */
  if (sdr_white_level == 80) {
   output = pq_table[i];
  } else {
   x = dc_fixpt_mul(coord_x->x, scaling_factor);
   compute_pq(x, &output);
  }

  /* should really not happen? */
  if (dc_fixpt_lt(output, dc_fixpt_zero))
   output = dc_fixpt_zero;

  rgb->r = output;
  rgb->g = output;
  rgb->b = output;

  ++coord_x;
  ++rgb;
 }
}

static void build_de_pq(struct pwl_float_data_ex *de_pq,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x)
{
 uint32_t i;
 struct fixed31_32 output;
 struct fixed31_32 *de_pq_table = mod_color_get_table(type_de_pq_table);
 struct fixed31_32 scaling_factor = dc_fixpt_from_int(125);

 if (!mod_color_is_table_init(type_de_pq_table)) {
  precompute_de_pq();
  mod_color_set_table_init_state(type_de_pq_table, true);
 }


 for (i = 0; i <= hw_points_num; i++) {
  output = de_pq_table[i];
  /* should really not happen? */
  if (dc_fixpt_lt(output, dc_fixpt_zero))
   output = dc_fixpt_zero;
  else if (dc_fixpt_lt(scaling_factor, output))
   output = scaling_factor;
  de_pq[i].r = output;
  de_pq[i].g = output;
  de_pq[i].b = output;
 }
}

static bool build_regamma(struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x,
  enum dc_transfer_func_predefined type,
  struct calculate_buffer *cal_buffer)
{
 uint32_t i;
 bool ret = false;

 struct gamma_coefficients *coeff;
 struct pwl_float_data_ex *rgb = rgb_regamma;
 const struct hw_x_point *coord_x = coordinate_x;

 coeff = kvzalloc(sizeof(*coeff), GFP_KERNEL);
 if (!coeff)
  goto release;

 if (!build_coefficients(coeff, type))
  goto release;

 memset(cal_buffer->buffer, 0, NUM_PTS_IN_REGION * sizeof(struct fixed31_32));
 cal_buffer->buffer_index = 0; // see variable definition for more info

 i = 0;
 while (i <= hw_points_num) {
  /* TODO use y vs r,g,b */
  rgb->r = translate_from_linear_space_ex(
   coord_x->x, coeff, 0, cal_buffer);
  rgb->g = rgb->r;
  rgb->b = rgb->r;
  ++coord_x;
  ++rgb;
  ++i;
 }
 cal_buffer->buffer_index = -1;
 ret = true;
release:
 kvfree(coeff);
 return ret;
}

static void hermite_spline_eetf(struct fixed31_32 input_x,
    struct fixed31_32 max_display,
    struct fixed31_32 min_display,
    struct fixed31_32 max_content,
    struct fixed31_32 *out_x)
{
 struct fixed31_32 min_lum_pq;
 struct fixed31_32 max_lum_pq;
 struct fixed31_32 max_content_pq;
 struct fixed31_32 ks;
 struct fixed31_32 E1;
 struct fixed31_32 E2;
 struct fixed31_32 E3;
 struct fixed31_32 t;
 struct fixed31_32 t2;
 struct fixed31_32 t3;
 struct fixed31_32 two;
 struct fixed31_32 three;
 struct fixed31_32 temp1;
 struct fixed31_32 temp2;
 struct fixed31_32 a = dc_fixpt_from_fraction(15, 10);
 struct fixed31_32 b = dc_fixpt_from_fraction(5, 10);
 struct fixed31_32 epsilon = dc_fixpt_from_fraction(1, 1000000); // dc_fixpt_epsilon is a bit too small

 if (dc_fixpt_eq(max_content, dc_fixpt_zero)) {
  *out_x = dc_fixpt_zero;
  return;
 }

 compute_pq(input_x, &E1);
 compute_pq(dc_fixpt_div(min_display, max_content), &min_lum_pq);
 compute_pq(dc_fixpt_div(max_display, max_content), &max_lum_pq);
 compute_pq(dc_fixpt_one, &max_content_pq); // always 1? DAL2 code is weird
 a = dc_fixpt_div(dc_fixpt_add(dc_fixpt_one, b), max_content_pq); // (1+b)/maxContent
 ks = dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul(a, max_lum_pq), b); // a * max_lum_pq - b

 if (dc_fixpt_lt(E1, ks))
  E2 = E1;
 else if (dc_fixpt_le(ks, E1) && dc_fixpt_le(E1, dc_fixpt_one)) {
  if (dc_fixpt_lt(epsilon, dc_fixpt_sub(dc_fixpt_one, ks)))
   // t = (E1 - ks) / (1 - ks)
   t = dc_fixpt_div(dc_fixpt_sub(E1, ks),
     dc_fixpt_sub(dc_fixpt_one, ks));
  else
   t = dc_fixpt_zero;

  two = dc_fixpt_from_int(2);
  three = dc_fixpt_from_int(3);

  t2 = dc_fixpt_mul(t, t);
  t3 = dc_fixpt_mul(t2, t);
  temp1 = dc_fixpt_mul(two, t3);
  temp2 = dc_fixpt_mul(three, t2);

  // (2t^3 - 3t^2 + 1) * ks
  E2 = dc_fixpt_mul(ks, dc_fixpt_add(dc_fixpt_one,
    dc_fixpt_sub(temp1, temp2)));

  // (-2t^3 + 3t^2) * max_lum_pq
  E2 = dc_fixpt_add(E2, dc_fixpt_mul(max_lum_pq,
    dc_fixpt_sub(temp2, temp1)));

  temp1 = dc_fixpt_mul(two, t2);
  temp2 = dc_fixpt_sub(dc_fixpt_one, ks);

  // (t^3 - 2t^2 + t) * (1-ks)
  E2 = dc_fixpt_add(E2, dc_fixpt_mul(temp2,
    dc_fixpt_add(t, dc_fixpt_sub(t3, temp1))));
 } else
  E2 = dc_fixpt_one;

 temp1 = dc_fixpt_sub(dc_fixpt_one, E2);
 temp2 = dc_fixpt_mul(temp1, temp1);
 temp2 = dc_fixpt_mul(temp2, temp2);
 // temp2 = (1-E2)^4

 E3 =  dc_fixpt_add(E2, dc_fixpt_mul(min_lum_pq, temp2));
 compute_de_pq(E3, out_x);

 *out_x = dc_fixpt_div(*out_x, dc_fixpt_div(max_display, max_content));
}

static bool build_freesync_hdr(struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x,
  const struct hdr_tm_params *fs_params,
  struct calculate_buffer *cal_buffer)
{
 uint32_t i;
 struct pwl_float_data_ex *rgb = rgb_regamma;
 const struct hw_x_point *coord_x = coordinate_x;
 const struct hw_x_point *prv_coord_x = coord_x;
 struct fixed31_32 scaledX = dc_fixpt_zero;
 struct fixed31_32 scaledX1 = dc_fixpt_zero;
 struct fixed31_32 max_display;
 struct fixed31_32 min_display;
 struct fixed31_32 max_content;
 struct fixed31_32 clip = dc_fixpt_one;
 struct fixed31_32 output = dc_fixpt_zero;
 bool use_eetf = false;
 bool is_clipped = false;
 struct fixed31_32 sdr_white_level;
 struct fixed31_32 coordX_diff;
 struct fixed31_32 out_dist_max;
 struct fixed31_32 bright_norm;

 if (fs_params->max_content == 0 ||
   fs_params->max_display == 0)
  return false;

 max_display = dc_fixpt_from_int(fs_params->max_display);
 min_display = dc_fixpt_from_fraction(fs_params->min_display, 10000);
 max_content = dc_fixpt_from_int(fs_params->max_content);
 sdr_white_level = dc_fixpt_from_int(fs_params->sdr_white_level);

 if (fs_params->min_display > 1000) // cap at 0.1 at the bottom
  min_display = dc_fixpt_from_fraction(1, 10);
 if (fs_params->max_display < 100) // cap at 100 at the top
  max_display = dc_fixpt_from_int(100);

 // only max used, we don't adjust min luminance
 if (fs_params->max_content > fs_params->max_display)
  use_eetf = true;
 else
  max_content = max_display;

 if (!use_eetf)
  cal_buffer->buffer_index = 0; // see var definition for more info
 rgb += 32; // first 32 points have problems with fixed point, too small
 coord_x += 32;

 for (i = 32; i <= hw_points_num; i++) {
  if (!is_clipped) {
   if (use_eetf) {
    /* max content is equal 1 */
    scaledX1 = dc_fixpt_div(coord_x->x,
      dc_fixpt_div(max_content, sdr_white_level));
    hermite_spline_eetf(scaledX1, max_display, min_display,
      max_content, &scaledX);
   } else
    scaledX = dc_fixpt_div(coord_x->x,
      dc_fixpt_div(max_display, sdr_white_level));

   if (dc_fixpt_lt(scaledX, clip)) {
    if (dc_fixpt_lt(scaledX, dc_fixpt_zero))
     output = dc_fixpt_zero;
    else
     output = calculate_gamma22(scaledX, use_eetf, cal_buffer);

    // Ensure output respects reasonable boundaries
    output = dc_fixpt_clamp(output, dc_fixpt_zero, dc_fixpt_one);

    rgb->r = output;
    rgb->g = output;
    rgb->b = output;
   } else {
    /* Here clipping happens for the first time */
    is_clipped = true;

    /* The next few lines implement the equation
 * output = prev_out +
 * (coord_x->x - prev_coord_x->x) *
 * (1.0 - prev_out) /
 * (maxDisp/sdr_white_level - prevCoordX)
 *
 * This equation interpolates the first point
 * after max_display/80 so that the slope from
 * hw_x_before_max and hw_x_after_max is such
 * that we hit Y=1.0 at max_display/80.
 */

    coordX_diff = dc_fixpt_sub(coord_x->x, prv_coord_x->x);
    out_dist_max = dc_fixpt_sub(dc_fixpt_one, output);
    bright_norm = dc_fixpt_div(max_display, sdr_white_level);

    output = dc_fixpt_add(
     output, dc_fixpt_mul(
      coordX_diff, dc_fixpt_div(
       out_dist_max,
       dc_fixpt_sub(bright_norm, prv_coord_x->x)
      )
     )
    );

    /* Relaxing the maximum boundary to 1.07 (instead of 1.0)
 * because the last point in the curve must be such that
 * the maximum display pixel brightness interpolates to
 * exactly 1.0. The worst case scenario was calculated
 * around 1.057, so the limit of 1.07 leaves some safety
 * margin.
 */
    output = dc_fixpt_clamp(output, dc_fixpt_zero,
     dc_fixpt_from_fraction(107, 100));

    rgb->r = output;
    rgb->g = output;
    rgb->b = output;
   }
  } else {
   /* Every other clipping after the first
 * one is dealt with here
 */
   rgb->r = clip;
   rgb->g = clip;
   rgb->b = clip;
  }

  prv_coord_x = coord_x;
  ++coord_x;
  ++rgb;
 }
 cal_buffer->buffer_index = -1;

 return true;
}

static bool build_degamma(struct pwl_float_data_ex *curve,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x, enum dc_transfer_func_predefined type)
{
 uint32_t i;
 struct gamma_coefficients coeff;
 uint32_t begin_index, end_index;
 bool ret = false;

 if (!build_coefficients(&coeff, type))
  goto release;

 i = 0;

 /* X points is 2^-25 to 2^7
 * De-gamma X is 2^-12 to 2^0 – we are skipping first -12-(-25) = 13 regions
 */
 begin_index = 13 * NUM_PTS_IN_REGION;
 end_index = begin_index + 12 * NUM_PTS_IN_REGION;

 while (i != begin_index) {
  curve[i].r = dc_fixpt_zero;
  curve[i].g = dc_fixpt_zero;
  curve[i].b = dc_fixpt_zero;
  i++;
 }

 while (i != end_index) {
  curve[i].r = translate_to_linear_space_ex(
    coordinate_x[i].x, &coeff, 0);
  curve[i].g = curve[i].r;
  curve[i].b = curve[i].r;
  i++;
 }
 while (i != hw_points_num + 1) {
  curve[i].r = dc_fixpt_one;
  curve[i].g = dc_fixpt_one;
  curve[i].b = dc_fixpt_one;
  i++;
 }
 ret = true;
release:
 return ret;
}





static void build_hlg_degamma(struct pwl_float_data_ex *degamma,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x,
  uint32_t sdr_white_level, uint32_t max_luminance_nits)
{
 uint32_t i;

 struct pwl_float_data_ex *rgb = degamma;
 const struct hw_x_point *coord_x = coordinate_x;

 i = 0;
 // check when i == 434
 while (i != hw_points_num + 1) {
  compute_hlg_eotf(coord_x->x, &rgb->r, sdr_white_level, max_luminance_nits);
  rgb->g = rgb->r;
  rgb->b = rgb->r;
  ++coord_x;
  ++rgb;
  ++i;
 }
}


static void build_hlg_regamma(struct pwl_float_data_ex *regamma,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct hw_x_point *coordinate_x,
  uint32_t sdr_white_level, uint32_t max_luminance_nits)
{
 uint32_t i;

 struct pwl_float_data_ex *rgb = regamma;
 const struct hw_x_point *coord_x = coordinate_x;

 i = 0;

 // when i == 471
 while (i != hw_points_num + 1) {
  compute_hlg_oetf(coord_x->x, &rgb->r, sdr_white_level, max_luminance_nits);
  rgb->g = rgb->r;
  rgb->b = rgb->r;
  ++coord_x;
  ++rgb;
  ++i;
 }
}

static void scale_gamma(struct pwl_float_data *pwl_rgb,
  const struct dc_gamma *ramp,
  struct dividers dividers)
{
 const struct fixed31_32 max_driver = dc_fixpt_from_int(0xFFFF);
 const struct fixed31_32 max_os = dc_fixpt_from_int(0xFF00);
 struct fixed31_32 scaler = max_os;
 uint32_t i;
 struct pwl_float_data *rgb = pwl_rgb;
 struct pwl_float_data *rgb_last = rgb + ramp->num_entries - 1;

 i = 0;

 do {
  if (dc_fixpt_lt(max_os, ramp->entries.red[i]) ||
   dc_fixpt_lt(max_os, ramp->entries.green[i]) ||
   dc_fixpt_lt(max_os, ramp->entries.blue[i])) {
   scaler = max_driver;
   break;
  }
  ++i;
 } while (i != ramp->num_entries);

 i = 0;

 do {
  rgb->r = dc_fixpt_div(
   ramp->entries.red[i], scaler);
  rgb->g = dc_fixpt_div(
   ramp->entries.green[i], scaler);
  rgb->b = dc_fixpt_div(
   ramp->entries.blue[i], scaler);

  ++rgb;
  ++i;
 } while (i != ramp->num_entries);

 rgb->r = dc_fixpt_mul(rgb_last->r,
   dividers.divider1);
 rgb->g = dc_fixpt_mul(rgb_last->g,
   dividers.divider1);
 rgb->b = dc_fixpt_mul(rgb_last->b,
   dividers.divider1);

 ++rgb;

 rgb->r = dc_fixpt_mul(rgb_last->r,
   dividers.divider2);
 rgb->g = dc_fixpt_mul(rgb_last->g,
   dividers.divider2);
 rgb->b = dc_fixpt_mul(rgb_last->b,
   dividers.divider2);

 ++rgb;

 rgb->r = dc_fixpt_mul(rgb_last->r,
   dividers.divider3);
 rgb->g = dc_fixpt_mul(rgb_last->g,
   dividers.divider3);
 rgb->b = dc_fixpt_mul(rgb_last->b,
   dividers.divider3);
}

static void scale_gamma_dx(struct pwl_float_data *pwl_rgb,
  const struct dc_gamma *ramp,
  struct dividers dividers)
{
 uint32_t i;
 struct fixed31_32 min = dc_fixpt_zero;
 struct fixed31_32 max = dc_fixpt_one;

 struct fixed31_32 delta = dc_fixpt_zero;
 struct fixed31_32 offset = dc_fixpt_zero;

 for (i = 0 ; i < ramp->num_entries; i++) {
  if (dc_fixpt_lt(ramp->entries.red[i], min))
   min = ramp->entries.red[i];

  if (dc_fixpt_lt(ramp->entries.green[i], min))
   min = ramp->entries.green[i];

  if (dc_fixpt_lt(ramp->entries.blue[i], min))
   min = ramp->entries.blue[i];

  if (dc_fixpt_lt(max, ramp->entries.red[i]))
   max = ramp->entries.red[i];

  if (dc_fixpt_lt(max, ramp->entries.green[i]))
   max = ramp->entries.green[i];

  if (dc_fixpt_lt(max, ramp->entries.blue[i]))
   max = ramp->entries.blue[i];
 }

 if (dc_fixpt_lt(min, dc_fixpt_zero))
  delta = dc_fixpt_neg(min);

 offset = dc_fixpt_add(min, max);

 for (i = 0 ; i < ramp->num_entries; i++) {
  pwl_rgb[i].r = dc_fixpt_div(
   dc_fixpt_add(
    ramp->entries.red[i], delta), offset);
  pwl_rgb[i].g = dc_fixpt_div(
   dc_fixpt_add(
    ramp->entries.green[i], delta), offset);
  pwl_rgb[i].b = dc_fixpt_div(
   dc_fixpt_add(
    ramp->entries.blue[i], delta), offset);

 }

 pwl_rgb[i].r =  dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul_int(
    pwl_rgb[i-1].r, 2), pwl_rgb[i-2].r);
 pwl_rgb[i].g =  dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul_int(
    pwl_rgb[i-1].g, 2), pwl_rgb[i-2].g);
 pwl_rgb[i].b =  dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul_int(
    pwl_rgb[i-1].b, 2), pwl_rgb[i-2].b);
 ++i;
 pwl_rgb[i].r =  dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul_int(
    pwl_rgb[i-1].r, 2), pwl_rgb[i-2].r);
 pwl_rgb[i].g =  dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul_int(
    pwl_rgb[i-1].g, 2), pwl_rgb[i-2].g);
 pwl_rgb[i].b =  dc_fixpt_sub(dc_fixpt_mul_int(
    pwl_rgb[i-1].b, 2), pwl_rgb[i-2].b);
}

/*
 * RS3+ color transform DDI - 1D LUT adjustment is composed with regamma here
 * Input is evenly distributed in the output color space as specified in
 * SetTimings
 *
 * Interpolation details:
 * 1D LUT has 4096 values which give curve correction in 0-1 float range
 * for evenly spaced points in 0-1 range. lut1D[index] gives correction
 * for index/4095.
 * First we find index for which:
 * index/4095 < regamma_y < (index+1)/4095 =>
 * index < 4095*regamma_y < index + 1
 * norm_y = 4095*regamma_y, and index is just truncating to nearest integer
 * lut1 = lut1D[index], lut2 = lut1D[index+1]
 *
 * adjustedY is then linearly interpolating regamma Y between lut1 and lut2
 *
 * Custom degamma on Linux uses the same interpolation math, so is handled here
 */
static void apply_lut_1d(
  const struct dc_gamma *ramp,
  uint32_t num_hw_points,
  struct dc_transfer_func_distributed_points *tf_pts)
{
 int i = 0;
 int color = 0;
 struct fixed31_32 *regamma_y;
 struct fixed31_32 norm_y;
 struct fixed31_32 lut1;
 struct fixed31_32 lut2;
 const int max_lut_index = 4095;
 const struct fixed31_32 penult_lut_index_f =
   dc_fixpt_from_int(max_lut_index-1);
 const struct fixed31_32 max_lut_index_f =
   dc_fixpt_from_int(max_lut_index);
 int32_t index = 0, index_next = 0;
 struct fixed31_32 index_f;
 struct fixed31_32 delta_lut;
 struct fixed31_32 delta_index;

 if (ramp->type != GAMMA_CS_TFM_1D && ramp->type != GAMMA_CUSTOM)
  return; // this is not expected

 for (i = 0; i < num_hw_points; i++) {
  for (color = 0; color < 3; color++) {
   if (color == 0)
    regamma_y = &tf_pts->red[i];
   else if (color == 1)
    regamma_y = &tf_pts->green[i];
   else
    regamma_y = &tf_pts->blue[i];

   norm_y = dc_fixpt_mul(max_lut_index_f,
         *regamma_y);
   index = dc_fixpt_floor(norm_y);
   index_f = dc_fixpt_from_int(index);

   if (index < 0)
    continue;

   if (index <= max_lut_index)
    index_next = (index == max_lut_index) ? index : index+1;
   else {
    /* Here we are dealing with the last point in the curve,
 * which in some cases might exceed the range given by
 * max_lut_index. So we interpolate the value using
 * max_lut_index and max_lut_index - 1.
 */
    index = max_lut_index - 1;
    index_next = max_lut_index;
    index_f = penult_lut_index_f;
   }

   if (color == 0) {
    lut1 = ramp->entries.red[index];
    lut2 = ramp->entries.red[index_next];
   } else if (color == 1) {
    lut1 = ramp->entries.green[index];
    lut2 = ramp->entries.green[index_next];
   } else {
    lut1 = ramp->entries.blue[index];
    lut2 = ramp->entries.blue[index_next];
   }

   // we have everything now, so interpolate
   delta_lut = dc_fixpt_sub(lut2, lut1);
   delta_index = dc_fixpt_sub(norm_y, index_f);

   *regamma_y = dc_fixpt_add(lut1,
    dc_fixpt_mul(delta_index, delta_lut));
  }
 }
}

static void build_evenly_distributed_points(
 struct gamma_pixel *points,
 uint32_t numberof_points,
 struct dividers dividers)
{
 struct gamma_pixel *p = points;
 struct gamma_pixel *p_last;

 uint32_t i = 0;

 // This function should not gets called with 0 as a parameter
 ASSERT(numberof_points > 0);
 p_last = p + numberof_points - 1;

 do {
  struct fixed31_32 value = dc_fixpt_from_fraction(i,
   numberof_points - 1);

  p->r = value;
  p->g = value;
  p->b = value;

  ++p;
  ++i;
 } while (i < numberof_points);

 p->r = dc_fixpt_div(p_last->r, dividers.divider1);
 p->g = dc_fixpt_div(p_last->g, dividers.divider1);
 p->b = dc_fixpt_div(p_last->b, dividers.divider1);

 ++p;

 p->r = dc_fixpt_div(p_last->r, dividers.divider2);
 p->g = dc_fixpt_div(p_last->g, dividers.divider2);
 p->b = dc_fixpt_div(p_last->b, dividers.divider2);

 ++p;

 p->r = dc_fixpt_div(p_last->r, dividers.divider3);
 p->g = dc_fixpt_div(p_last->g, dividers.divider3);
 p->b = dc_fixpt_div(p_last->b, dividers.divider3);
}

static inline void copy_rgb_regamma_to_coordinates_x(
  struct hw_x_point *coordinates_x,
  uint32_t hw_points_num,
  const struct pwl_float_data_ex *rgb_ex)
{
 struct hw_x_point *coords = coordinates_x;
 uint32_t i = 0;
 const struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma = rgb_ex;

 while (i <= hw_points_num + 1) {
  coords->regamma_y_red = rgb_regamma->r;
  coords->regamma_y_green = rgb_regamma->g;
  coords->regamma_y_blue = rgb_regamma->b;

  ++coords;
  ++rgb_regamma;
  ++i;
 }
}

static bool calculate_interpolated_hardware_curve(
 const struct dc_gamma *ramp,
 struct pixel_gamma_point *coeff128,
 struct pwl_float_data *rgb_user,
 const struct hw_x_point *coordinates_x,
 const struct gamma_pixel *axis_x,
 uint32_t number_of_points,
 struct dc_transfer_func_distributed_points *tf_pts)
{

 const struct pixel_gamma_point *coeff = coeff128;
 uint32_t max_entries = 3 - 1;

 uint32_t i = 0;

 for (i = 0; i < 3; i++) {
  if (!build_custom_gamma_mapping_coefficients_worker(
    ramp, coeff128, coordinates_x, axis_x, i,
    number_of_points))
   return false;
 }

 i = 0;
 max_entries += ramp->num_entries;

 /* TODO: float point case */

 while (i <= number_of_points) {
  tf_pts->red[i] = calculate_mapped_value(
   rgb_user, coeff, CHANNEL_NAME_RED, max_entries);
  tf_pts->green[i] = calculate_mapped_value(
   rgb_user, coeff, CHANNEL_NAME_GREEN, max_entries);
  tf_pts->blue[i] = calculate_mapped_value(
   rgb_user, coeff, CHANNEL_NAME_BLUE, max_entries);

  ++coeff;
  ++i;
 }

 return true;
}

static void build_new_custom_resulted_curve(
 uint32_t hw_points_num,
 struct dc_transfer_func_distributed_points *tf_pts)
{
 uint32_t i = 0;

 while (i != hw_points_num + 1) {
  tf_pts->red[i] = dc_fixpt_clamp(
   tf_pts->red[i], dc_fixpt_zero,
   dc_fixpt_one);
  tf_pts->green[i] = dc_fixpt_clamp(
   tf_pts->green[i], dc_fixpt_zero,
   dc_fixpt_one);
  tf_pts->blue[i] = dc_fixpt_clamp(
   tf_pts->blue[i], dc_fixpt_zero,
   dc_fixpt_one);

  ++i;
 }
}

static bool map_regamma_hw_to_x_user(
 const struct dc_gamma *ramp,
 struct pixel_gamma_point *coeff128,
 struct pwl_float_data *rgb_user,
 struct hw_x_point *coords_x,
 const struct gamma_pixel *axis_x,
 const struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma,
 uint32_t hw_points_num,
 struct dc_transfer_func_distributed_points *tf_pts,
 bool map_user_ramp,
 bool do_clamping)
{
 /* setup to spare calculated ideal regamma values */

 int i = 0;
 struct hw_x_point *coords = coords_x;
 const struct pwl_float_data_ex *regamma = rgb_regamma;

 if (ramp && map_user_ramp) {
  copy_rgb_regamma_to_coordinates_x(coords,
    hw_points_num,
    rgb_regamma);

  calculate_interpolated_hardware_curve(
   ramp, coeff128, rgb_user, coords, axis_x,
   hw_points_num, tf_pts);
 } else {
  /* just copy current rgb_regamma into  tf_pts */
  while (i <= hw_points_num) {
   tf_pts->red[i] = regamma->r;
   tf_pts->green[i] = regamma->g;
   tf_pts->blue[i] = regamma->b;

   ++regamma;
   ++i;
  }
 }

 if (do_clamping) {
  /* this should be named differently, all it does is clamp to 0-1 */
  build_new_custom_resulted_curve(hw_points_num, tf_pts);
 }

 return true;
}

#define _EXTRA_POINTS 3

bool mod_color_calculate_degamma_params(struct dc_color_caps *dc_caps,
  struct dc_transfer_func *input_tf,
  const struct dc_gamma *ramp, bool map_user_ramp)
{
 struct dc_transfer_func_distributed_points *tf_pts = &input_tf->tf_pts;
 struct dividers dividers;
 struct pwl_float_data *rgb_user = NULL;
 struct pwl_float_data_ex *curve = NULL;
 struct gamma_pixel *axis_x = NULL;
 struct pixel_gamma_point *coeff = NULL;
 enum dc_transfer_func_predefined tf;
 uint32_t i;
 bool ret = false;

 if (input_tf->type == TF_TYPE_BYPASS)
  return false;

 /* we can use hardcoded curve for plain SRGB TF
 * If linear, it's bypass if no user ramp
 */
 if (input_tf->type == TF_TYPE_PREDEFINED) {
  if ((input_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_SRGB ||
    input_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_LINEAR) &&
    !map_user_ramp)
   return true;

  if (dc_caps != NULL &&
   dc_caps->dpp.dcn_arch == 1) {

   if (input_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_PQ &&
     dc_caps->dpp.dgam_rom_caps.pq == 1)
    return true;

   if (input_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA22 &&
     dc_caps->dpp.dgam_rom_caps.gamma2_2 == 1)
    return true;

   // HLG OOTF not accounted for
   if (input_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_HLG &&
     dc_caps->dpp.dgam_rom_caps.hlg == 1)
    return true;
  }
 }

 input_tf->type = TF_TYPE_DISTRIBUTED_POINTS;

 if (map_user_ramp && ramp && ramp->type == GAMMA_RGB_256) {
  rgb_user = kvcalloc(ramp->num_entries + _EXTRA_POINTS,
    sizeof(*rgb_user),
    GFP_KERNEL);
  if (!rgb_user)
   goto rgb_user_alloc_fail;

  axis_x = kvcalloc(ramp->num_entries + _EXTRA_POINTS, sizeof(*axis_x),
    GFP_KERNEL);
  if (!axis_x)
   goto axis_x_alloc_fail;

  dividers.divider1 = dc_fixpt_from_fraction(3, 2);
  dividers.divider2 = dc_fixpt_from_int(2);
  dividers.divider3 = dc_fixpt_from_fraction(5, 2);

  build_evenly_distributed_points(
    axis_x,
    ramp->num_entries,
    dividers);

  scale_gamma(rgb_user, ramp, dividers);
 }

 curve = kvcalloc(MAX_HW_POINTS + _EXTRA_POINTS, sizeof(*curve),
   GFP_KERNEL);
 if (!curve)
  goto curve_alloc_fail;

 coeff = kvcalloc(MAX_HW_POINTS + _EXTRA_POINTS, sizeof(*coeff),
   GFP_KERNEL);
 if (!coeff)
  goto coeff_alloc_fail;

 tf = input_tf->tf;

 if (tf == TRANSFER_FUNCTION_PQ)
  build_de_pq(curve,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x);
 else if (tf == TRANSFER_FUNCTION_SRGB ||
  tf == TRANSFER_FUNCTION_BT709 ||
  tf == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA22 ||
  tf == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA24 ||
  tf == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA26)
  build_degamma(curve,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x,
    tf);
 else if (tf == TRANSFER_FUNCTION_HLG)
  build_hlg_degamma(curve,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x,
    80, 1000);
 else if (tf == TRANSFER_FUNCTION_LINEAR) {
  // just copy coordinates_x into curve
  i = 0;
  while (i != MAX_HW_POINTS + 1) {
   curve[i].r = coordinates_x[i].x;
   curve[i].g = curve[i].r;
   curve[i].b = curve[i].r;
   i++;
  }
 } else
  goto invalid_tf_fail;

 tf_pts->end_exponent = 0;
 tf_pts->x_point_at_y1_red = 1;
 tf_pts->x_point_at_y1_green = 1;
 tf_pts->x_point_at_y1_blue = 1;

 if (input_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_PQ) {
  /* just copy current rgb_regamma into  tf_pts */
  struct pwl_float_data_ex *curvePt = curve;
  int i = 0;

  while (i <= MAX_HW_POINTS) {
   tf_pts->red[i]   = curvePt->r;
   tf_pts->green[i] = curvePt->g;
   tf_pts->blue[i]  = curvePt->b;
   ++curvePt;
   ++i;
  }
 } else {
  // clamps to 0-1
  map_regamma_hw_to_x_user(ramp, coeff, rgb_user,
    coordinates_x, axis_x, curve,
    MAX_HW_POINTS, tf_pts,
    map_user_ramp && ramp && ramp->type == GAMMA_RGB_256,
    true);
 }



 if (ramp && ramp->type == GAMMA_CUSTOM)
  apply_lut_1d(ramp, MAX_HW_POINTS, tf_pts);

 ret = true;

invalid_tf_fail:
 kvfree(coeff);
coeff_alloc_fail:
 kvfree(curve);
curve_alloc_fail:
 kvfree(axis_x);
axis_x_alloc_fail:
 kvfree(rgb_user);
rgb_user_alloc_fail:

 return ret;
}

static bool calculate_curve(enum dc_transfer_func_predefined trans,
    struct dc_transfer_func_distributed_points *points,
    struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma,
    const struct hdr_tm_params *fs_params,
    uint32_t sdr_ref_white_level,
    struct calculate_buffer *cal_buffer)
{
 uint32_t i;
 bool ret = false;

 if (trans == TRANSFER_FUNCTION_UNITY ||
  trans == TRANSFER_FUNCTION_LINEAR) {
  points->end_exponent = 0;
  points->x_point_at_y1_red = 1;
  points->x_point_at_y1_green = 1;
  points->x_point_at_y1_blue = 1;

  for (i = 0; i <= MAX_HW_POINTS ; i++) {
   rgb_regamma[i].r = coordinates_x[i].x;
   rgb_regamma[i].g = coordinates_x[i].x;
   rgb_regamma[i].b = coordinates_x[i].x;
  }

  ret = true;
 } else if (trans == TRANSFER_FUNCTION_PQ) {
  points->end_exponent = 7;
  points->x_point_at_y1_red = 125;
  points->x_point_at_y1_green = 125;
  points->x_point_at_y1_blue = 125;

  build_pq(rgb_regamma,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x,
    sdr_ref_white_level);

  ret = true;
 } else if (trans == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA22 &&
   fs_params != NULL && fs_params->skip_tm == 0) {
  build_freesync_hdr(rgb_regamma,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x,
    fs_params,
    cal_buffer);

  ret = true;
 } else if (trans == TRANSFER_FUNCTION_HLG) {
  points->end_exponent = 4;
  points->x_point_at_y1_red = 12;
  points->x_point_at_y1_green = 12;
  points->x_point_at_y1_blue = 12;

  build_hlg_regamma(rgb_regamma,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x,
    80, 1000);

  ret = true;
 } else {
  // trans == TRANSFER_FUNCTION_SRGB
  // trans == TRANSFER_FUNCTION_BT709
  // trans == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA22
  // trans == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA24
  // trans == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA26
  points->end_exponent = 0;
  points->x_point_at_y1_red = 1;
  points->x_point_at_y1_green = 1;
  points->x_point_at_y1_blue = 1;

  build_regamma(rgb_regamma,
    MAX_HW_POINTS,
    coordinates_x,
    trans,
    cal_buffer);

  ret = true;
 }

 return ret;
}

bool mod_color_calculate_regamma_params(struct dc_transfer_func *output_tf,
     const struct dc_gamma *ramp,
     bool map_user_ramp,
     bool can_rom_be_used,
     const struct hdr_tm_params *fs_params,
     struct calculate_buffer *cal_buffer)
{
 struct dc_transfer_func_distributed_points *tf_pts = &output_tf->tf_pts;
 struct dividers dividers;

 struct pwl_float_data *rgb_user = NULL;
 struct pwl_float_data_ex *rgb_regamma = NULL;
 struct gamma_pixel *axis_x = NULL;
 struct pixel_gamma_point *coeff = NULL;
 enum dc_transfer_func_predefined tf;
 bool do_clamping = true;
 bool ret = false;

 if (output_tf->type == TF_TYPE_BYPASS)
  return false;

 /* we can use hardcoded curve for plain SRGB TF */
 if (output_tf->type == TF_TYPE_PREDEFINED && can_rom_be_used == true &&
   output_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_SRGB) {
  if (ramp == NULL)
   return true;
  if ((ramp->is_identity && ramp->type != GAMMA_CS_TFM_1D) ||
      (!map_user_ramp && ramp->type == GAMMA_RGB_256))
   return true;
 }

 output_tf->type = TF_TYPE_DISTRIBUTED_POINTS;

 if (ramp && ramp->type != GAMMA_CS_TFM_1D &&
     (map_user_ramp || ramp->type != GAMMA_RGB_256)) {
  rgb_user = kvcalloc(ramp->num_entries + _EXTRA_POINTS,
       sizeof(*rgb_user),
       GFP_KERNEL);
  if (!rgb_user)
   goto rgb_user_alloc_fail;

  axis_x = kvcalloc(ramp->num_entries + 3, sizeof(*axis_x),
    GFP_KERNEL);
  if (!axis_x)
   goto axis_x_alloc_fail;

  dividers.divider1 = dc_fixpt_from_fraction(3, 2);
  dividers.divider2 = dc_fixpt_from_int(2);
  dividers.divider3 = dc_fixpt_from_fraction(5, 2);

  build_evenly_distributed_points(
    axis_x,
    ramp->num_entries,
    dividers);

  if (ramp->type == GAMMA_RGB_256 && map_user_ramp)
   scale_gamma(rgb_user, ramp, dividers);
  else if (ramp->type == GAMMA_RGB_FLOAT_1024)
   scale_gamma_dx(rgb_user, ramp, dividers);
 }

 rgb_regamma = kvcalloc(MAX_HW_POINTS + _EXTRA_POINTS,
          sizeof(*rgb_regamma),
          GFP_KERNEL);
 if (!rgb_regamma)
  goto rgb_regamma_alloc_fail;

 coeff = kvcalloc(MAX_HW_POINTS + _EXTRA_POINTS, sizeof(*coeff),
    GFP_KERNEL);
 if (!coeff)
  goto coeff_alloc_fail;

 tf = output_tf->tf;

 ret = calculate_curve(tf,
   tf_pts,
   rgb_regamma,
   fs_params,
   output_tf->sdr_ref_white_level,
   cal_buffer);

 if (ret) {
  do_clamping = !(output_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_PQ) &&
    !(output_tf->tf == TRANSFER_FUNCTION_GAMMA22 &&
    fs_params != NULL && fs_params->skip_tm == 0);

  map_regamma_hw_to_x_user(ramp, coeff, rgb_user,
      coordinates_x, axis_x, rgb_regamma,
      MAX_HW_POINTS, tf_pts,
      (map_user_ramp || (ramp && ramp->type != GAMMA_RGB_256)) &&
      (ramp && ramp->type != GAMMA_CS_TFM_1D),
      do_clamping);

  if (ramp && ramp->type == GAMMA_CS_TFM_1D)
   apply_lut_1d(ramp, MAX_HW_POINTS, tf_pts);
 }

 kvfree(coeff);
coeff_alloc_fail:
 kvfree(rgb_regamma);
rgb_regamma_alloc_fail:
 kvfree(axis_x);
axis_x_alloc_fail:
 kvfree(rgb_user);
rgb_user_alloc_fail:
 return ret;
}