// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * v4l2-tpg-core.c - Test Pattern Generator
 *
 * Note: gen_twopix and tpg_gen_text are based on code from vivi.c. See the
 * vivi.c source for the copyright information of those functions.
 *
 * Copyright 2014 Cisco Systems, Inc. and/or its affiliates. All rights reserved.
 */

#include <linux/module.h>
#include <media/tpg/v4l2-tpg.h>

/* Must remain in sync with enum tpg_pattern */
const char * const tpg_pattern_strings[] = {
 "75% Colorbar",
 "100% Colorbar",
 "CSC Colorbar",
 "Horizontal 100% Colorbar",
 "100% Color Squares",
 "100% Black",
 "100% White",
 "100% Red",
 "100% Green",
 "100% Blue",
 "16x16 Checkers",
 "2x2 Checkers",
 "1x1 Checkers",
 "2x2 Red/Green Checkers",
 "1x1 Red/Green Checkers",
 "Alternating Hor Lines",
 "Alternating Vert Lines",
 "One Pixel Wide Cross",
 "Two Pixels Wide Cross",
 "Ten Pixels Wide Cross",
 "Gray Ramp",
 "Noise",
 NULL
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_pattern_strings);

/* Must remain in sync with enum tpg_aspect */
const char * const tpg_aspect_strings[] = {
 "Source Width x Height",
 "4x3",
 "14x9",
 "16x9",
 "16x9 Anamorphic",
 NULL
};
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_aspect_strings);

/*
 * Sine table: sin[0] = 127 * sin(-180 degrees)
 *             sin[128] = 127 * sin(0 degrees)
 *             sin[256] = 127 * sin(180 degrees)
 */
static const s8 sin[257] = {
    0,   -4,   -7,  -11,  -13,  -18,  -20,  -22,  -26,  -29,  -33,  -35,  -37,  -41,  -43,  -48,
  -50,  -52,  -56,  -58,  -62,  -63,  -65,  -69,  -71,  -75,  -76,  -78,  -82,  -83,  -87,  -88,
  -90,  -93,  -94,  -97,  -99, -101, -103, -104, -107, -108, -110, -111, -112, -114, -115, -117,
 -118, -119, -120, -121, -122, -123, -123, -124, -125, -125, -126, -126, -127, -127, -127, -127,
 -127, -127, -127, -127, -126, -126, -125, -125, -124, -124, -123, -122, -121, -120, -119, -118,
 -117, -116, -114, -113, -111, -110, -109, -107, -105, -103, -101, -100,  -97,  -96,  -93,  -91,
  -90,  -87,  -85,  -82,  -80,  -76,  -75,  -73,  -69,  -67,  -63,  -62,  -60,  -56,  -54,  -50,
  -48,  -46,  -41,  -39,  -35,  -33,  -31,  -26,  -24,  -20,  -18,  -15,  -11,   -9,   -4,   -2,
    0,    2,    4,    9,   11,   15,   18,   20,   24,   26,   31,   33,   35,   39,   41,   46,
   48,   50,   54,   56,   60,   62,   64,   67,   69,   73,   75,   76,   80,   82,   85,   87,
   90,   91,   93,   96,   97,  100,  101,  103,  105,  107,  109,  110,  111,  113,  114,  116,
  117,  118,  119,  120,  121,  122,  123,  124,  124,  125,  125,  126,  126,  127,  127,  127,
  127,  127,  127,  127,  127,  126,  126,  125,  125,  124,  123,  123,  122,  121,  120,  119,
  118,  117,  115,  114,  112,  111,  110,  108,  107,  104,  103,  101,   99,   97,   94,   93,
   90,   88,   87,   83,   82,   78,   76,   75,   71,   69,   65,   64,   62,   58,   56,   52,
   50,   48,   43,   41,   37,   35,   33,   29,   26,   22,   20,   18,   13,   11,    7,    4,
    0,
};

#define cos(idx) sin[((idx) + 64) % sizeof(sin)]

/* Global font descriptor */
static const u8 *font8x16;

void tpg_set_font(const u8 *f)
{
 font8x16 = f;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_set_font);

void tpg_init(struct tpg_data *tpg, unsigned w, unsigned h)
{
 memset(tpg, 0, sizeof(*tpg));
 tpg->scaled_width = tpg->src_width = w;
 tpg->src_height = tpg->buf_height = h;
 tpg->crop.width = tpg->compose.width = w;
 tpg->crop.height = tpg->compose.height = h;
 tpg->recalc_colors = true;
 tpg->recalc_square_border = true;
 tpg->brightness = 128;
 tpg->contrast = 128;
 tpg->saturation = 128;
 tpg->hue = 0;
 tpg->mv_hor_mode = TPG_MOVE_NONE;
 tpg->mv_vert_mode = TPG_MOVE_NONE;
 tpg->field = V4L2_FIELD_NONE;
 tpg_s_fourcc(tpg, V4L2_PIX_FMT_RGB24);
 tpg->colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB;
 tpg->perc_fill = 100;
 tpg->hsv_enc = V4L2_HSV_ENC_180;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_init);

int tpg_alloc(struct tpg_data *tpg, unsigned max_w)
{
 unsigned pat;
 unsigned plane;
 int ret = 0;

 tpg->max_line_width = max_w;
 for (pat = 0; pat < TPG_MAX_PAT_LINES; pat++) {
  for (plane = 0; plane < TPG_MAX_PLANES; plane++) {
   unsigned pixelsz = plane ? 2 : 4;

   tpg->lines[pat][plane] =
    vzalloc(array3_size(max_w, 2, pixelsz));
   if (!tpg->lines[pat][plane]) {
    ret = -ENOMEM;
    goto free_lines;
   }
   if (plane == 0)
    continue;
   tpg->downsampled_lines[pat][plane] =
    vzalloc(array3_size(max_w, 2, pixelsz));
   if (!tpg->downsampled_lines[pat][plane]) {
    ret = -ENOMEM;
    goto free_lines;
   }
  }
 }
 for (plane = 0; plane < TPG_MAX_PLANES; plane++) {
  unsigned pixelsz = plane ? 2 : 4;

  tpg->contrast_line[plane] =
   vzalloc(array_size(pixelsz, max_w));
  if (!tpg->contrast_line[plane]) {
   ret = -ENOMEM;
   goto free_contrast_line;
  }
  tpg->black_line[plane] =
   vzalloc(array_size(pixelsz, max_w));
  if (!tpg->black_line[plane]) {
   ret = -ENOMEM;
   goto free_contrast_line;
  }
  tpg->random_line[plane] =
   vzalloc(array3_size(max_w, 2, pixelsz));
  if (!tpg->random_line[plane]) {
   ret = -ENOMEM;
   goto free_contrast_line;
  }
 }
 return 0;

free_contrast_line:
 for (plane = 0; plane < TPG_MAX_PLANES; plane++) {
  vfree(tpg->contrast_line[plane]);
  vfree(tpg->black_line[plane]);
  vfree(tpg->random_line[plane]);
  tpg->contrast_line[plane] = NULL;
  tpg->black_line[plane] = NULL;
  tpg->random_line[plane] = NULL;
 }
free_lines:
 for (pat = 0; pat < TPG_MAX_PAT_LINES; pat++)
  for (plane = 0; plane < TPG_MAX_PLANES; plane++) {
   vfree(tpg->lines[pat][plane]);
   tpg->lines[pat][plane] = NULL;
   if (plane == 0)
    continue;
   vfree(tpg->downsampled_lines[pat][plane]);
   tpg->downsampled_lines[pat][plane] = NULL;
  }
 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_alloc);

void tpg_free(struct tpg_data *tpg)
{
 unsigned pat;
 unsigned plane;

 for (pat = 0; pat < TPG_MAX_PAT_LINES; pat++)
  for (plane = 0; plane < TPG_MAX_PLANES; plane++) {
   vfree(tpg->lines[pat][plane]);
   tpg->lines[pat][plane] = NULL;
   if (plane == 0)
    continue;
   vfree(tpg->downsampled_lines[pat][plane]);
   tpg->downsampled_lines[pat][plane] = NULL;
  }
 for (plane = 0; plane < TPG_MAX_PLANES; plane++) {
  vfree(tpg->contrast_line[plane]);
  vfree(tpg->black_line[plane]);
  vfree(tpg->random_line[plane]);
  tpg->contrast_line[plane] = NULL;
  tpg->black_line[plane] = NULL;
  tpg->random_line[plane] = NULL;
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_free);

bool tpg_s_fourcc(struct tpg_data *tpg, u32 fourcc)
{
 tpg->fourcc = fourcc;
 tpg->planes = 1;
 tpg->buffers = 1;
 tpg->recalc_colors = true;
 tpg->interleaved = false;
 tpg->vdownsampling[0] = 1;
 tpg->hdownsampling[0] = 1;
 tpg->hmask[0] = ~0;
 tpg->hmask[1] = ~0;
 tpg->hmask[2] = ~0;

 switch (fourcc) {
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR8:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG8:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG8:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB8:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR10:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG10:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG10:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB10:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR12:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG12:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG12:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB12:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR16:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG16:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG16:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB16:
  tpg->interleaved = true;
  tpg->vdownsampling[1] = 1;
  tpg->hdownsampling[1] = 1;
  tpg->planes = 2;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB332:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB565:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB565X:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX444:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA444:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR444:
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR444:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX444:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA444:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX555:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA555:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR555:
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR555:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX555:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA555:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_BGR666:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB24:
 case V4L2_PIX_FMT_BGR24:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_BGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX32:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX32:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA32:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA32:
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_RGB;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_GREY:
 case V4L2_PIX_FMT_Y10:
 case V4L2_PIX_FMT_Y12:
 case V4L2_PIX_FMT_Y16:
 case V4L2_PIX_FMT_Y16_BE:
 case V4L2_PIX_FMT_Z16:
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_LUMA;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV444:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV555:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV565:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_AYUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_XYUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_VUYA32:
 case V4L2_PIX_FMT_VUYX32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUVA32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUVX32:
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV420M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU420M:
  tpg->buffers = 3;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV420:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU420:
  tpg->vdownsampling[1] = 2;
  tpg->vdownsampling[2] = 2;
  tpg->hdownsampling[1] = 2;
  tpg->hdownsampling[2] = 2;
  tpg->planes = 3;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV422M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU422M:
  tpg->buffers = 3;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV422P:
  tpg->vdownsampling[1] = 1;
  tpg->vdownsampling[2] = 1;
  tpg->hdownsampling[1] = 2;
  tpg->hdownsampling[2] = 2;
  tpg->planes = 3;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_NV16M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV61M:
  tpg->buffers = 2;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_NV16:
 case V4L2_PIX_FMT_NV61:
  tpg->vdownsampling[1] = 1;
  tpg->hdownsampling[1] = 1;
  tpg->hmask[1] = ~1;
  tpg->planes = 2;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_NV12M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV21M:
  tpg->buffers = 2;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_NV12:
 case V4L2_PIX_FMT_NV21:
  tpg->vdownsampling[1] = 2;
  tpg->hdownsampling[1] = 1;
  tpg->hmask[1] = ~1;
  tpg->planes = 2;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV444M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU444M:
  tpg->buffers = 3;
  tpg->planes = 3;
  tpg->vdownsampling[1] = 1;
  tpg->vdownsampling[2] = 1;
  tpg->hdownsampling[1] = 1;
  tpg->hdownsampling[2] = 1;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_NV24:
 case V4L2_PIX_FMT_NV42:
  tpg->vdownsampling[1] = 1;
  tpg->hdownsampling[1] = 1;
  tpg->planes = 2;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUYV:
 case V4L2_PIX_FMT_UYVY:
 case V4L2_PIX_FMT_YVYU:
 case V4L2_PIX_FMT_VYUY:
  tpg->hmask[0] = ~1;
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_YCBCR;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_HSV24:
 case V4L2_PIX_FMT_HSV32:
  tpg->color_enc = TGP_COLOR_ENC_HSV;
  break;
 default:
  return false;
 }

 switch (fourcc) {
 case V4L2_PIX_FMT_GREY:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB332:
  tpg->twopixelsize[0] = 2;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB565:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB565X:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX444:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA444:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR444:
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR444:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX444:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA444:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX555:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA555:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR555:
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR555:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX555:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA555:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_YUYV:
 case V4L2_PIX_FMT_UYVY:
 case V4L2_PIX_FMT_YVYU:
 case V4L2_PIX_FMT_VYUY:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV444:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV555:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV565:
 case V4L2_PIX_FMT_Y10:
 case V4L2_PIX_FMT_Y12:
 case V4L2_PIX_FMT_Y16:
 case V4L2_PIX_FMT_Y16_BE:
 case V4L2_PIX_FMT_Z16:
  tpg->twopixelsize[0] = 2 * 2;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB24:
 case V4L2_PIX_FMT_BGR24:
 case V4L2_PIX_FMT_HSV24:
  tpg->twopixelsize[0] = 2 * 3;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGR666:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_BGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX32:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX32:
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA32:
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_AYUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_XYUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_VUYA32:
 case V4L2_PIX_FMT_VUYX32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUVA32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUVX32:
 case V4L2_PIX_FMT_HSV32:
  tpg->twopixelsize[0] = 2 * 4;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_NV12:
 case V4L2_PIX_FMT_NV21:
 case V4L2_PIX_FMT_NV12M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV21M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV16:
 case V4L2_PIX_FMT_NV61:
 case V4L2_PIX_FMT_NV16M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV61M:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR8:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG8:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG8:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB8:
  tpg->twopixelsize[0] = 2;
  tpg->twopixelsize[1] = 2;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB10:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG10:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG10:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR10:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB12:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG12:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG12:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR12:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB16:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG16:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG16:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR16:
  tpg->twopixelsize[0] = 4;
  tpg->twopixelsize[1] = 4;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV444M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU444M:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV422M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU422M:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV422P:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV420:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU420:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV420M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU420M:
  tpg->twopixelsize[0] = 2;
  tpg->twopixelsize[1] = 2;
  tpg->twopixelsize[2] = 2;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_NV24:
 case V4L2_PIX_FMT_NV42:
  tpg->twopixelsize[0] = 2;
  tpg->twopixelsize[1] = 4;
  break;
 }
 return true;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_s_fourcc);

void tpg_s_crop_compose(struct tpg_data *tpg, const struct v4l2_rect *crop,
  const struct v4l2_rect *compose)
{
 tpg->crop = *crop;
 tpg->compose = *compose;
 tpg->scaled_width = (tpg->src_width * tpg->compose.width +
     tpg->crop.width - 1) / tpg->crop.width;
 tpg->scaled_width &= ~1;
 if (tpg->scaled_width > tpg->max_line_width)
  tpg->scaled_width = tpg->max_line_width;
 if (tpg->scaled_width < 2)
  tpg->scaled_width = 2;
 tpg->recalc_lines = true;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_s_crop_compose);

void tpg_reset_source(struct tpg_data *tpg, unsigned width, unsigned height,
         u32 field)
{
 unsigned p;

 tpg->src_width = width;
 tpg->src_height = height;
 tpg->field = field;
 tpg->buf_height = height;
 if (V4L2_FIELD_HAS_T_OR_B(field))
  tpg->buf_height /= 2;
 tpg->scaled_width = width;
 tpg->crop.top = tpg->crop.left = 0;
 tpg->crop.width = width;
 tpg->crop.height = height;
 tpg->compose.top = tpg->compose.left = 0;
 tpg->compose.width = width;
 tpg->compose.height = tpg->buf_height;
 for (p = 0; p < tpg->planes; p++)
  tpg->bytesperline[p] = (width * tpg->twopixelsize[p]) /
           (2 * tpg->hdownsampling[p]);
 tpg->recalc_square_border = true;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_reset_source);

static enum tpg_color tpg_get_textbg_color(struct tpg_data *tpg)
{
 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_BLACK:
  return TPG_COLOR_100_WHITE;
 case TPG_PAT_CSC_COLORBAR:
  return TPG_COLOR_CSC_BLACK;
 default:
  return TPG_COLOR_100_BLACK;
 }
}

static enum tpg_color tpg_get_textfg_color(struct tpg_data *tpg)
{
 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_75_COLORBAR:
 case TPG_PAT_CSC_COLORBAR:
  return TPG_COLOR_CSC_WHITE;
 case TPG_PAT_BLACK:
  return TPG_COLOR_100_BLACK;
 default:
  return TPG_COLOR_100_WHITE;
 }
}

static inline int rec709_to_linear(int v)
{
 v = clamp(v, 0, 0xff0);
 return tpg_rec709_to_linear[v];
}

static inline int linear_to_rec709(int v)
{
 v = clamp(v, 0, 0xff0);
 return tpg_linear_to_rec709[v];
}

static void color_to_hsv(struct tpg_data *tpg, int r, int g, int b,
      int *h, int *s, int *v)
{
 int max_rgb, min_rgb, diff_rgb;
 int aux;
 int third;
 int third_size;

 r >>= 4;
 g >>= 4;
 b >>= 4;

 /* Value */
 max_rgb = max3(r, g, b);
 *v = max_rgb;
 if (!max_rgb) {
  *h = 0;
  *s = 0;
  return;
 }

 /* Saturation */
 min_rgb = min3(r, g, b);
 diff_rgb = max_rgb - min_rgb;
 aux = 255 * diff_rgb;
 aux += max_rgb / 2;
 aux /= max_rgb;
 *s = aux;
 if (!aux) {
  *h = 0;
  return;
 }

 third_size = (tpg->real_hsv_enc == V4L2_HSV_ENC_180) ? 60 : 85;

 /* Hue */
 if (max_rgb == r) {
  aux =  g - b;
  third = 0;
 } else if (max_rgb == g) {
  aux =  b - r;
  third = third_size;
 } else {
  aux =  r - g;
  third = third_size * 2;
 }

 aux *= third_size / 2;
 aux += diff_rgb / 2;
 aux /= diff_rgb;
 aux += third;

 /* Clamp Hue */
 if (tpg->real_hsv_enc == V4L2_HSV_ENC_180) {
  if (aux < 0)
   aux += 180;
  else if (aux > 180)
   aux -= 180;
 } else {
  aux = aux & 0xff;
 }

 *h = aux;
}

static void rgb2ycbcr(const int m[3][3], int r, int g, int b,
   int y_offset, int *y, int *cb, int *cr)
{
 *y  = ((m[0][0] * r + m[0][1] * g + m[0][2] * b) >> 16) + (y_offset << 4);
 *cb = ((m[1][0] * r + m[1][1] * g + m[1][2] * b) >> 16) + (128 << 4);
 *cr = ((m[2][0] * r + m[2][1] * g + m[2][2] * b) >> 16) + (128 << 4);
}

static void color_to_ycbcr(struct tpg_data *tpg, int r, int g, int b,
      int *y, int *cb, int *cr)
{
#define COEFF(v, r) ((int)(0.5 + (v) * (r) * 256.0))

 static const int bt601[3][3] = {
  { COEFF(0.299, 219),   COEFF(0.587, 219),   COEFF(0.114, 219)   },
  { COEFF(-0.1687, 224), COEFF(-0.3313, 224), COEFF(0.5, 224)     },
  { COEFF(0.5, 224),     COEFF(-0.4187, 224), COEFF(-0.0813, 224) },
 };
 static const int bt601_full[3][3] = {
  { COEFF(0.299, 255),   COEFF(0.587, 255),   COEFF(0.114, 255)   },
  { COEFF(-0.1687, 255), COEFF(-0.3313, 255), COEFF(0.5, 255)     },
  { COEFF(0.5, 255),     COEFF(-0.4187, 255), COEFF(-0.0813, 255) },
 };
 static const int rec709[3][3] = {
  { COEFF(0.2126, 219),  COEFF(0.7152, 219),  COEFF(0.0722, 219)  },
  { COEFF(-0.1146, 224), COEFF(-0.3854, 224), COEFF(0.5, 224)     },
  { COEFF(0.5, 224),     COEFF(-0.4542, 224), COEFF(-0.0458, 224) },
 };
 static const int rec709_full[3][3] = {
  { COEFF(0.2126, 255),  COEFF(0.7152, 255),  COEFF(0.0722, 255)  },
  { COEFF(-0.1146, 255), COEFF(-0.3854, 255), COEFF(0.5, 255)     },
  { COEFF(0.5, 255),     COEFF(-0.4542, 255), COEFF(-0.0458, 255) },
 };
 static const int smpte240m[3][3] = {
  { COEFF(0.212, 219),  COEFF(0.701, 219),  COEFF(0.087, 219)  },
  { COEFF(-0.116, 224), COEFF(-0.384, 224), COEFF(0.5, 224)    },
  { COEFF(0.5, 224),    COEFF(-0.445, 224), COEFF(-0.055, 224) },
 };
 static const int smpte240m_full[3][3] = {
  { COEFF(0.212, 255),  COEFF(0.701, 255),  COEFF(0.087, 255)  },
  { COEFF(-0.116, 255), COEFF(-0.384, 255), COEFF(0.5, 255)    },
  { COEFF(0.5, 255),    COEFF(-0.445, 255), COEFF(-0.055, 255) },
 };
 static const int bt2020[3][3] = {
  { COEFF(0.2627, 219),  COEFF(0.6780, 219),  COEFF(0.0593, 219)  },
  { COEFF(-0.1396, 224), COEFF(-0.3604, 224), COEFF(0.5, 224)     },
  { COEFF(0.5, 224),     COEFF(-0.4598, 224), COEFF(-0.0402, 224) },
 };
 static const int bt2020_full[3][3] = {
  { COEFF(0.2627, 255),  COEFF(0.6780, 255),  COEFF(0.0593, 255)  },
  { COEFF(-0.1396, 255), COEFF(-0.3604, 255), COEFF(0.5, 255)     },
  { COEFF(0.5, 255),     COEFF(-0.4598, 255), COEFF(-0.0402, 255) },
 };
 static const int bt2020c[4] = {
  COEFF(1.0 / 1.9404, 224), COEFF(1.0 / 1.5816, 224),
  COEFF(1.0 / 1.7184, 224), COEFF(1.0 / 0.9936, 224),
 };
 static const int bt2020c_full[4] = {
  COEFF(1.0 / 1.9404, 255), COEFF(1.0 / 1.5816, 255),
  COEFF(1.0 / 1.7184, 255), COEFF(1.0 / 0.9936, 255),
 };

 bool full = tpg->real_quantization == V4L2_QUANTIZATION_FULL_RANGE;
 unsigned y_offset = full ? 0 : 16;
 int lin_y, yc;

 switch (tpg->real_ycbcr_enc) {
 case V4L2_YCBCR_ENC_601:
  rgb2ycbcr(full ? bt601_full : bt601, r, g, b, y_offset, y, cb, cr);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_XV601:
  /* Ignore quantization range, there is only one possible
 * Y'CbCr encoding. */
  rgb2ycbcr(bt601, r, g, b, 16, y, cb, cr);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_XV709:
  /* Ignore quantization range, there is only one possible
 * Y'CbCr encoding. */
  rgb2ycbcr(rec709, r, g, b, 16, y, cb, cr);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_BT2020:
  rgb2ycbcr(full ? bt2020_full : bt2020, r, g, b, y_offset, y, cb, cr);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_BT2020_CONST_LUM:
  lin_y = (COEFF(0.2627, 255) * rec709_to_linear(r) +
    COEFF(0.6780, 255) * rec709_to_linear(g) +
    COEFF(0.0593, 255) * rec709_to_linear(b)) >> 16;
  yc = linear_to_rec709(lin_y);
  *y = full ? yc : (yc * 219) / 255 + (16 << 4);
  if (b <= yc)
   *cb = (((b - yc) * (full ? bt2020c_full[0] : bt2020c[0])) >> 16) + (128 << 4);
  else
   *cb = (((b - yc) * (full ? bt2020c_full[1] : bt2020c[1])) >> 16) + (128 << 4);
  if (r <= yc)
   *cr = (((r - yc) * (full ? bt2020c_full[2] : bt2020c[2])) >> 16) + (128 << 4);
  else
   *cr = (((r - yc) * (full ? bt2020c_full[3] : bt2020c[3])) >> 16) + (128 << 4);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M:
  rgb2ycbcr(full ? smpte240m_full : smpte240m, r, g, b, y_offset, y, cb, cr);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_709:
 default:
  rgb2ycbcr(full ? rec709_full : rec709, r, g, b, y_offset, y, cb, cr);
  break;
 }
}

static void ycbcr2rgb(const int m[3][3], int y, int cb, int cr,
   int y_offset, int *r, int *g, int *b)
{
 y -= y_offset << 4;
 cb -= 128 << 4;
 cr -= 128 << 4;
 *r = m[0][0] * y + m[0][1] * cb + m[0][2] * cr;
 *g = m[1][0] * y + m[1][1] * cb + m[1][2] * cr;
 *b = m[2][0] * y + m[2][1] * cb + m[2][2] * cr;
 *r = clamp(*r >> 12, 0, 0xff0);
 *g = clamp(*g >> 12, 0, 0xff0);
 *b = clamp(*b >> 12, 0, 0xff0);
}

static void ycbcr_to_color(struct tpg_data *tpg, int y, int cb, int cr,
      int *r, int *g, int *b)
{
#undef COEFF
#define COEFF(v, r) ((int)(0.5 + (v) * ((255.0 * 255.0 * 16.0) / (r))))
 static const int bt601[3][3] = {
  { COEFF(1, 219), COEFF(0, 224),       COEFF(1.4020, 224)  },
  { COEFF(1, 219), COEFF(-0.3441, 224), COEFF(-0.7141, 224) },
  { COEFF(1, 219), COEFF(1.7720, 224),  COEFF(0, 224)       },
 };
 static const int bt601_full[3][3] = {
  { COEFF(1, 255), COEFF(0, 255),       COEFF(1.4020, 255)  },
  { COEFF(1, 255), COEFF(-0.3441, 255), COEFF(-0.7141, 255) },
  { COEFF(1, 255), COEFF(1.7720, 255),  COEFF(0, 255)       },
 };
 static const int rec709[3][3] = {
  { COEFF(1, 219), COEFF(0, 224),       COEFF(1.5748, 224)  },
  { COEFF(1, 219), COEFF(-0.1873, 224), COEFF(-0.4681, 224) },
  { COEFF(1, 219), COEFF(1.8556, 224),  COEFF(0, 224)       },
 };
 static const int rec709_full[3][3] = {
  { COEFF(1, 255), COEFF(0, 255),       COEFF(1.5748, 255)  },
  { COEFF(1, 255), COEFF(-0.1873, 255), COEFF(-0.4681, 255) },
  { COEFF(1, 255), COEFF(1.8556, 255),  COEFF(0, 255)       },
 };
 static const int smpte240m[3][3] = {
  { COEFF(1, 219), COEFF(0, 224),       COEFF(1.5756, 224)  },
  { COEFF(1, 219), COEFF(-0.2253, 224), COEFF(-0.4767, 224) },
  { COEFF(1, 219), COEFF(1.8270, 224),  COEFF(0, 224)       },
 };
 static const int smpte240m_full[3][3] = {
  { COEFF(1, 255), COEFF(0, 255),       COEFF(1.5756, 255)  },
  { COEFF(1, 255), COEFF(-0.2253, 255), COEFF(-0.4767, 255) },
  { COEFF(1, 255), COEFF(1.8270, 255),  COEFF(0, 255)       },
 };
 static const int bt2020[3][3] = {
  { COEFF(1, 219), COEFF(0, 224),       COEFF(1.4746, 224)  },
  { COEFF(1, 219), COEFF(-0.1646, 224), COEFF(-0.5714, 224) },
  { COEFF(1, 219), COEFF(1.8814, 224),  COEFF(0, 224)       },
 };
 static const int bt2020_full[3][3] = {
  { COEFF(1, 255), COEFF(0, 255),       COEFF(1.4746, 255)  },
  { COEFF(1, 255), COEFF(-0.1646, 255), COEFF(-0.5714, 255) },
  { COEFF(1, 255), COEFF(1.8814, 255),  COEFF(0, 255)       },
 };
 static const int bt2020c[4] = {
  COEFF(1.9404, 224), COEFF(1.5816, 224),
  COEFF(1.7184, 224), COEFF(0.9936, 224),
 };
 static const int bt2020c_full[4] = {
  COEFF(1.9404, 255), COEFF(1.5816, 255),
  COEFF(1.7184, 255), COEFF(0.9936, 255),
 };

 bool full = tpg->real_quantization == V4L2_QUANTIZATION_FULL_RANGE;
 unsigned y_offset = full ? 0 : 16;
 int y_fac = full ? COEFF(1.0, 255) : COEFF(1.0, 219);
 int lin_r, lin_g, lin_b, lin_y;

 switch (tpg->real_ycbcr_enc) {
 case V4L2_YCBCR_ENC_601:
  ycbcr2rgb(full ? bt601_full : bt601, y, cb, cr, y_offset, r, g, b);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_XV601:
  /* Ignore quantization range, there is only one possible
 * Y'CbCr encoding. */
  ycbcr2rgb(bt601, y, cb, cr, 16, r, g, b);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_XV709:
  /* Ignore quantization range, there is only one possible
 * Y'CbCr encoding. */
  ycbcr2rgb(rec709, y, cb, cr, 16, r, g, b);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_BT2020:
  ycbcr2rgb(full ? bt2020_full : bt2020, y, cb, cr, y_offset, r, g, b);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_BT2020_CONST_LUM:
  y -= full ? 0 : 16 << 4;
  cb -= 128 << 4;
  cr -= 128 << 4;

  if (cb <= 0)
   *b = y_fac * y + (full ? bt2020c_full[0] : bt2020c[0]) * cb;
  else
   *b = y_fac * y + (full ? bt2020c_full[1] : bt2020c[1]) * cb;
  *b = *b >> 12;
  if (cr <= 0)
   *r = y_fac * y + (full ? bt2020c_full[2] : bt2020c[2]) * cr;
  else
   *r = y_fac * y + (full ? bt2020c_full[3] : bt2020c[3]) * cr;
  *r = *r >> 12;
  lin_r = rec709_to_linear(*r);
  lin_b = rec709_to_linear(*b);
  lin_y = rec709_to_linear((y * 255) / (full ? 255 : 219));

  lin_g = COEFF(1.0 / 0.6780, 255) * lin_y -
   COEFF(0.2627 / 0.6780, 255) * lin_r -
   COEFF(0.0593 / 0.6780, 255) * lin_b;
  *g = linear_to_rec709(lin_g >> 12);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_SMPTE240M:
  ycbcr2rgb(full ? smpte240m_full : smpte240m, y, cb, cr, y_offset, r, g, b);
  break;
 case V4L2_YCBCR_ENC_709:
 default:
  ycbcr2rgb(full ? rec709_full : rec709, y, cb, cr, y_offset, r, g, b);
  break;
 }
}

/* precalculate color bar values to speed up rendering */
static void precalculate_color(struct tpg_data *tpg, int k)
{
 int col = k;
 int r = tpg_colors[col].r;
 int g = tpg_colors[col].g;
 int b = tpg_colors[col].b;
 int y, cb, cr;
 bool ycbcr_valid = false;

 if (k == TPG_COLOR_TEXTBG) {
  col = tpg_get_textbg_color(tpg);

  r = tpg_colors[col].r;
  g = tpg_colors[col].g;
  b = tpg_colors[col].b;
 } else if (k == TPG_COLOR_TEXTFG) {
  col = tpg_get_textfg_color(tpg);

  r = tpg_colors[col].r;
  g = tpg_colors[col].g;
  b = tpg_colors[col].b;
 } else if (tpg->pattern == TPG_PAT_NOISE) {
  r = g = b = get_random_u8();
 } else if (k == TPG_COLOR_RANDOM) {
  r = g = b = tpg->qual_offset + get_random_u32_below(196);
 } else if (k >= TPG_COLOR_RAMP) {
  r = g = b = k - TPG_COLOR_RAMP;
 }

 if (tpg->pattern == TPG_PAT_CSC_COLORBAR && col <= TPG_COLOR_CSC_BLACK) {
  r = tpg_csc_colors[tpg->colorspace][tpg->real_xfer_func][col].r;
  g = tpg_csc_colors[tpg->colorspace][tpg->real_xfer_func][col].g;
  b = tpg_csc_colors[tpg->colorspace][tpg->real_xfer_func][col].b;
 } else {
  r <<= 4;
  g <<= 4;
  b <<= 4;
 }

 if (tpg->qual == TPG_QUAL_GRAY ||
     tpg->color_enc ==  TGP_COLOR_ENC_LUMA) {
  /* Rec. 709 Luma function */
  /* (0.2126, 0.7152, 0.0722) * (255 * 256) */
  r = g = b = (13879 * r + 46688 * g + 4713 * b) >> 16;
 }

 /*
  * The assumption is that the RGB output is always full range,
  * so only if the rgb_range overrides the 'real' rgb range do
  * we need to convert the RGB values.
  *
  * Remember that r, g and b are still in the 0 - 0xff0 range.
 */
 if (tpg->real_rgb_range == V4L2_DV_RGB_RANGE_LIMITED &&
     tpg->rgb_range == V4L2_DV_RGB_RANGE_FULL &&
     tpg->color_enc == TGP_COLOR_ENC_RGB) {
  /*
   * Convert from full range (which is what r, g and b are)
   * to limited range (which is the 'real' RGB range), which
   * is then interpreted as full range.
 */
  r = (r * 219) / 255 + (16 << 4);
  g = (g * 219) / 255 + (16 << 4);
  b = (b * 219) / 255 + (16 << 4);
 } else if (tpg->real_rgb_range != V4L2_DV_RGB_RANGE_LIMITED &&
     tpg->rgb_range == V4L2_DV_RGB_RANGE_LIMITED &&
     tpg->color_enc == TGP_COLOR_ENC_RGB) {

  /*
   * Clamp r, g and b to the limited range and convert to full
   * range since that's what we deliver.
 */
  r = clamp(r, 16 << 4, 235 << 4);
  g = clamp(g, 16 << 4, 235 << 4);
  b = clamp(b, 16 << 4, 235 << 4);
  r = (r - (16 << 4)) * 255 / 219;
  g = (g - (16 << 4)) * 255 / 219;
  b = (b - (16 << 4)) * 255 / 219;
 }

 if ((tpg->brightness != 128 || tpg->contrast != 128 ||
      tpg->saturation != 128 || tpg->hue) &&
     tpg->color_enc != TGP_COLOR_ENC_LUMA) {
  /* Implement these operations */
  int tmp_cb, tmp_cr;

  /* First convert to YCbCr */

  color_to_ycbcr(tpg, r, g, b, &y, &cb, &cr);

  y = (16 << 4) + ((y - (16 << 4)) * tpg->contrast) / 128;
  y += (tpg->brightness << 4) - (128 << 4);

  cb -= 128 << 4;
  cr -= 128 << 4;
  tmp_cb = (cb * cos(128 + tpg->hue)) / 127 + (cr * sin[128 + tpg->hue]) / 127;
  tmp_cr = (cr * cos(128 + tpg->hue)) / 127 - (cb * sin[128 + tpg->hue]) / 127;

  cb = (128 << 4) + (tmp_cb * tpg->contrast * tpg->saturation) / (128 * 128);
  cr = (128 << 4) + (tmp_cr * tpg->contrast * tpg->saturation) / (128 * 128);
  if (tpg->color_enc == TGP_COLOR_ENC_YCBCR)
   ycbcr_valid = true;
  else
   ycbcr_to_color(tpg, y, cb, cr, &r, &g, &b);
 } else if ((tpg->brightness != 128 || tpg->contrast != 128) &&
     tpg->color_enc == TGP_COLOR_ENC_LUMA) {
  r = (16 << 4) + ((r - (16 << 4)) * tpg->contrast) / 128;
  r += (tpg->brightness << 4) - (128 << 4);
 }

 switch (tpg->color_enc) {
 case TGP_COLOR_ENC_HSV:
 {
  int h, s, v;

  color_to_hsv(tpg, r, g, b, &h, &s, &v);
  tpg->colors[k][0] = h;
  tpg->colors[k][1] = s;
  tpg->colors[k][2] = v;
  break;
 }
 case TGP_COLOR_ENC_YCBCR:
 {
  /* Convert to YCbCr */
  if (!ycbcr_valid)
   color_to_ycbcr(tpg, r, g, b, &y, &cb, &cr);

  y >>= 4;
  cb >>= 4;
  cr >>= 4;
  /*
   * XV601/709 use the header/footer margins to encode R', G'
   * and B' values outside the range [0-1]. So do not clamp
   * XV601/709 values.
 */
  if (tpg->real_quantization == V4L2_QUANTIZATION_LIM_RANGE &&
      tpg->real_ycbcr_enc != V4L2_YCBCR_ENC_XV601 &&
      tpg->real_ycbcr_enc != V4L2_YCBCR_ENC_XV709) {
   y = clamp(y, 16, 235);
   cb = clamp(cb, 16, 240);
   cr = clamp(cr, 16, 240);
  } else {
   y = clamp(y, 1, 254);
   cb = clamp(cb, 1, 254);
   cr = clamp(cr, 1, 254);
  }
  switch (tpg->fourcc) {
  case V4L2_PIX_FMT_YUV444:
   y >>= 4;
   cb >>= 4;
   cr >>= 4;
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_YUV555:
   y >>= 3;
   cb >>= 3;
   cr >>= 3;
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_YUV565:
   y >>= 3;
   cb >>= 2;
   cr >>= 3;
   break;
  }
  tpg->colors[k][0] = y;
  tpg->colors[k][1] = cb;
  tpg->colors[k][2] = cr;
  break;
 }
 case TGP_COLOR_ENC_LUMA:
 {
  tpg->colors[k][0] = r >> 4;
  break;
 }
 case TGP_COLOR_ENC_RGB:
 {
  if (tpg->real_quantization == V4L2_QUANTIZATION_LIM_RANGE) {
   r = (r * 219) / 255 + (16 << 4);
   g = (g * 219) / 255 + (16 << 4);
   b = (b * 219) / 255 + (16 << 4);
  }
  switch (tpg->fourcc) {
  case V4L2_PIX_FMT_RGB332:
   r >>= 9;
   g >>= 9;
   b >>= 10;
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_RGB565:
  case V4L2_PIX_FMT_RGB565X:
   r >>= 7;
   g >>= 6;
   b >>= 7;
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_RGB444:
  case V4L2_PIX_FMT_XRGB444:
  case V4L2_PIX_FMT_ARGB444:
  case V4L2_PIX_FMT_RGBX444:
  case V4L2_PIX_FMT_RGBA444:
  case V4L2_PIX_FMT_XBGR444:
  case V4L2_PIX_FMT_ABGR444:
  case V4L2_PIX_FMT_BGRX444:
  case V4L2_PIX_FMT_BGRA444:
   r >>= 8;
   g >>= 8;
   b >>= 8;
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_RGB555:
  case V4L2_PIX_FMT_XRGB555:
  case V4L2_PIX_FMT_ARGB555:
  case V4L2_PIX_FMT_RGBX555:
  case V4L2_PIX_FMT_RGBA555:
  case V4L2_PIX_FMT_XBGR555:
  case V4L2_PIX_FMT_ABGR555:
  case V4L2_PIX_FMT_BGRX555:
  case V4L2_PIX_FMT_BGRA555:
  case V4L2_PIX_FMT_RGB555X:
  case V4L2_PIX_FMT_XRGB555X:
  case V4L2_PIX_FMT_ARGB555X:
   r >>= 7;
   g >>= 7;
   b >>= 7;
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_BGR666:
   r >>= 6;
   g >>= 6;
   b >>= 6;
   break;
  default:
   r >>= 4;
   g >>= 4;
   b >>= 4;
   break;
  }

  tpg->colors[k][0] = r;
  tpg->colors[k][1] = g;
  tpg->colors[k][2] = b;
  break;
 }
 }
}

static void tpg_precalculate_colors(struct tpg_data *tpg)
{
 int k;

 for (k = 0; k < TPG_COLOR_MAX; k++)
  precalculate_color(tpg, k);
}

/* 'odd' is true for pixels 1, 3, 5, etc. and false for pixels 0, 2, 4, etc. */
static void gen_twopix(struct tpg_data *tpg,
  u8 buf[TPG_MAX_PLANES][8], int color, bool odd)
{
 unsigned offset = odd * tpg->twopixelsize[0] / 2;
 u8 alpha = tpg->alpha_component;
 u8 r_y_h, g_u_s, b_v;

 if (tpg->alpha_red_only && color != TPG_COLOR_CSC_RED &&
       color != TPG_COLOR_100_RED &&
       color != TPG_COLOR_75_RED)
  alpha = 0;
 if (color == TPG_COLOR_RANDOM)
  precalculate_color(tpg, color);
 r_y_h = tpg->colors[color][0]; /* R or precalculated Y, H */
 g_u_s = tpg->colors[color][1]; /* G or precalculated U, V */
 b_v = tpg->colors[color][2]; /* B or precalculated V */

 switch (tpg->fourcc) {
 case V4L2_PIX_FMT_GREY:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_Y10:
  buf[0][offset] = (r_y_h << 2) & 0xff;
  buf[0][offset+1] = r_y_h >> 6;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_Y12:
  buf[0][offset] = (r_y_h << 4) & 0xff;
  buf[0][offset+1] = r_y_h >> 4;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_Y16:
 case V4L2_PIX_FMT_Z16:
  /*
   * Ideally both bytes should be set to r_y_h, but then you won't
   * be able to detect endian problems. So keep it 0 except for
   * the corner case where r_y_h is 0xff so white really will be
   * white (0xffff).
 */
  buf[0][offset] = r_y_h == 0xff ? r_y_h : 0;
  buf[0][offset+1] = r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_Y16_BE:
  /* See comment for V4L2_PIX_FMT_Y16 above */
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[0][offset+1] = r_y_h == 0xff ? r_y_h : 0;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV422M:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV422P:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV420:
 case V4L2_PIX_FMT_YUV420M:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[1][0] = (buf[1][0] + g_u_s) / 2;
   buf[2][0] = (buf[2][0] + b_v) / 2;
   buf[1][1] = buf[1][0];
   buf[2][1] = buf[2][0];
   break;
  }
  buf[1][0] = g_u_s;
  buf[2][0] = b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YVU422M:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU420:
 case V4L2_PIX_FMT_YVU420M:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[1][0] = (buf[1][0] + b_v) / 2;
   buf[2][0] = (buf[2][0] + g_u_s) / 2;
   buf[1][1] = buf[1][0];
   buf[2][1] = buf[2][0];
   break;
  }
  buf[1][0] = b_v;
  buf[2][0] = g_u_s;
  break;

 case V4L2_PIX_FMT_NV12:
 case V4L2_PIX_FMT_NV12M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV16:
 case V4L2_PIX_FMT_NV16M:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[1][0] = (buf[1][0] + g_u_s) / 2;
   buf[1][1] = (buf[1][1] + b_v) / 2;
   break;
  }
  buf[1][0] = g_u_s;
  buf[1][1] = b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_NV21:
 case V4L2_PIX_FMT_NV21M:
 case V4L2_PIX_FMT_NV61:
 case V4L2_PIX_FMT_NV61M:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[1][0] = (buf[1][0] + b_v) / 2;
   buf[1][1] = (buf[1][1] + g_u_s) / 2;
   break;
  }
  buf[1][0] = b_v;
  buf[1][1] = g_u_s;
  break;

 case V4L2_PIX_FMT_YUV444M:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[1][offset] = g_u_s;
  buf[2][offset] = b_v;
  break;

 case V4L2_PIX_FMT_YVU444M:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[1][offset] = b_v;
  buf[2][offset] = g_u_s;
  break;

 case V4L2_PIX_FMT_NV24:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[1][2 * offset] = g_u_s;
  buf[1][(2 * offset + 1) % 8] = b_v;
  break;

 case V4L2_PIX_FMT_NV42:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[1][2 * offset] = b_v;
  buf[1][(2 * offset + 1) % 8] = g_u_s;
  break;

 case V4L2_PIX_FMT_YUYV:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[0][1] = (buf[0][1] + g_u_s) / 2;
   buf[0][3] = (buf[0][3] + b_v) / 2;
   break;
  }
  buf[0][1] = g_u_s;
  buf[0][3] = b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_UYVY:
  buf[0][offset + 1] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[0][0] = (buf[0][0] + g_u_s) / 2;
   buf[0][2] = (buf[0][2] + b_v) / 2;
   break;
  }
  buf[0][0] = g_u_s;
  buf[0][2] = b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YVYU:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[0][1] = (buf[0][1] + b_v) / 2;
   buf[0][3] = (buf[0][3] + g_u_s) / 2;
   break;
  }
  buf[0][1] = b_v;
  buf[0][3] = g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_VYUY:
  buf[0][offset + 1] = r_y_h;
  if (odd) {
   buf[0][0] = (buf[0][0] + b_v) / 2;
   buf[0][2] = (buf[0][2] + g_u_s) / 2;
   break;
  }
  buf[0][0] = b_v;
  buf[0][2] = g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB332:
  buf[0][offset] = (r_y_h << 5) | (g_u_s << 2) | b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV565:
 case V4L2_PIX_FMT_RGB565:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 5) | b_v;
  buf[0][offset + 1] = (r_y_h << 3) | (g_u_s >> 3);
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB565X:
  buf[0][offset] = (r_y_h << 3) | (g_u_s >> 3);
  buf[0][offset + 1] = (g_u_s << 5) | b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB444:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB444:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV444:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB444:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 4) | b_v;
  buf[0][offset + 1] = (alpha & 0xf0) | r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX444:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA444:
  buf[0][offset] = (b_v << 4) | (alpha >> 4);
  buf[0][offset + 1] = (r_y_h << 4) | g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR444:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR444:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 4) | r_y_h;
  buf[0][offset + 1] = (alpha & 0xf0) | b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX444:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA444:
  buf[0][offset] = (r_y_h << 4) | (alpha >> 4);
  buf[0][offset + 1] = (b_v << 4) | g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB555:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB555:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV555:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB555:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 5) | b_v;
  buf[0][offset + 1] = (alpha & 0x80) | (r_y_h << 2)
          | (g_u_s >> 3);
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX555:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA555:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 6) | (b_v << 1) |
     ((alpha & 0x80) >> 7);
  buf[0][offset + 1] = (r_y_h << 3) | (g_u_s >> 2);
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR555:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR555:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 5) | r_y_h;
  buf[0][offset + 1] = (alpha & 0x80) | (b_v << 2)
          | (g_u_s >> 3);
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX555:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA555:
  buf[0][offset] = (g_u_s << 6) | (r_y_h << 1) |
     ((alpha & 0x80) >> 7);
  buf[0][offset + 1] = (b_v << 3) | (g_u_s >> 2);
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB555X:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB555X:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB555X:
  buf[0][offset] = (alpha & 0x80) | (r_y_h << 2) | (g_u_s >> 3);
  buf[0][offset + 1] = (g_u_s << 5) | b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB24:
 case V4L2_PIX_FMT_HSV24:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[0][offset + 1] = g_u_s;
  buf[0][offset + 2] = b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGR24:
  buf[0][offset] = b_v;
  buf[0][offset + 1] = g_u_s;
  buf[0][offset + 2] = r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGR666:
  buf[0][offset] = (b_v << 2) | (g_u_s >> 4);
  buf[0][offset + 1] = (g_u_s << 4) | (r_y_h >> 2);
  buf[0][offset + 2] = r_y_h << 6;
  buf[0][offset + 3] = 0;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_XRGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_HSV32:
 case V4L2_PIX_FMT_XYUV32:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_YUV32:
 case V4L2_PIX_FMT_ARGB32:
 case V4L2_PIX_FMT_AYUV32:
  buf[0][offset] = alpha;
  buf[0][offset + 1] = r_y_h;
  buf[0][offset + 2] = g_u_s;
  buf[0][offset + 3] = b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_RGBX32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUVX32:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_RGBA32:
 case V4L2_PIX_FMT_YUVA32:
  buf[0][offset] = r_y_h;
  buf[0][offset + 1] = g_u_s;
  buf[0][offset + 2] = b_v;
  buf[0][offset + 3] = alpha;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_XBGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_VUYX32:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_ABGR32:
 case V4L2_PIX_FMT_VUYA32:
  buf[0][offset] = b_v;
  buf[0][offset + 1] = g_u_s;
  buf[0][offset + 2] = r_y_h;
  buf[0][offset + 3] = alpha;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_BGRX32:
  alpha = 0;
  fallthrough;
 case V4L2_PIX_FMT_BGRA32:
  buf[0][offset] = alpha;
  buf[0][offset + 1] = b_v;
  buf[0][offset + 2] = g_u_s;
  buf[0][offset + 3] = r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR8:
  buf[0][offset] = odd ? g_u_s : b_v;
  buf[1][offset] = odd ? r_y_h : g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG8:
  buf[0][offset] = odd ? b_v : g_u_s;
  buf[1][offset] = odd ? g_u_s : r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG8:
  buf[0][offset] = odd ? r_y_h : g_u_s;
  buf[1][offset] = odd ? g_u_s : b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB8:
  buf[0][offset] = odd ? g_u_s : r_y_h;
  buf[1][offset] = odd ? b_v : g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR10:
  buf[0][offset] = odd ? g_u_s << 2 : b_v << 2;
  buf[0][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 6 : b_v >> 6;
  buf[1][offset] = odd ? r_y_h << 2 : g_u_s << 2;
  buf[1][offset + 1] = odd ? r_y_h >> 6 : g_u_s >> 6;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 2) & 3;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 2) & 3;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG10:
  buf[0][offset] = odd ? b_v << 2 : g_u_s << 2;
  buf[0][offset + 1] = odd ? b_v >> 6 : g_u_s >> 6;
  buf[1][offset] = odd ? g_u_s << 2 : r_y_h << 2;
  buf[1][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 6 : r_y_h >> 6;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 2) & 3;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 2) & 3;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG10:
  buf[0][offset] = odd ? r_y_h << 2 : g_u_s << 2;
  buf[0][offset + 1] = odd ? r_y_h >> 6 : g_u_s >> 6;
  buf[1][offset] = odd ? g_u_s << 2 : b_v << 2;
  buf[1][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 6 : b_v >> 6;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 2) & 3;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 2) & 3;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB10:
  buf[0][offset] = odd ? g_u_s << 2 : r_y_h << 2;
  buf[0][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 6 : r_y_h >> 6;
  buf[1][offset] = odd ? b_v << 2 : g_u_s << 2;
  buf[1][offset + 1] = odd ? b_v >> 6 : g_u_s >> 6;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 2) & 3;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 2) & 3;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR12:
  buf[0][offset] = odd ? g_u_s << 4 : b_v << 4;
  buf[0][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 4 : b_v >> 4;
  buf[1][offset] = odd ? r_y_h << 4 : g_u_s << 4;
  buf[1][offset + 1] = odd ? r_y_h >> 4 : g_u_s >> 4;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 4) & 0xf;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 4) & 0xf;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG12:
  buf[0][offset] = odd ? b_v << 4 : g_u_s << 4;
  buf[0][offset + 1] = odd ? b_v >> 4 : g_u_s >> 4;
  buf[1][offset] = odd ? g_u_s << 4 : r_y_h << 4;
  buf[1][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 4 : r_y_h >> 4;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 4) & 0xf;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 4) & 0xf;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG12:
  buf[0][offset] = odd ? r_y_h << 4 : g_u_s << 4;
  buf[0][offset + 1] = odd ? r_y_h >> 4 : g_u_s >> 4;
  buf[1][offset] = odd ? g_u_s << 4 : b_v << 4;
  buf[1][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 4 : b_v >> 4;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 4) & 0xf;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 4) & 0xf;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB12:
  buf[0][offset] = odd ? g_u_s << 4 : r_y_h << 4;
  buf[0][offset + 1] = odd ? g_u_s >> 4 : r_y_h >> 4;
  buf[1][offset] = odd ? b_v << 4 : g_u_s << 4;
  buf[1][offset + 1] = odd ? b_v >> 4 : g_u_s >> 4;
  buf[0][offset] |= (buf[0][offset] >> 4) & 0xf;
  buf[1][offset] |= (buf[1][offset] >> 4) & 0xf;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR16:
  buf[0][offset] = buf[0][offset + 1] = odd ? g_u_s : b_v;
  buf[1][offset] = buf[1][offset + 1] = odd ? r_y_h : g_u_s;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG16:
  buf[0][offset] = buf[0][offset + 1] = odd ? b_v : g_u_s;
  buf[1][offset] = buf[1][offset + 1] = odd ? g_u_s : r_y_h;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG16:
  buf[0][offset] = buf[0][offset + 1] = odd ? r_y_h : g_u_s;
  buf[1][offset] = buf[1][offset + 1] = odd ? g_u_s : b_v;
  break;
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB16:
  buf[0][offset] = buf[0][offset + 1] = odd ? g_u_s : r_y_h;
  buf[1][offset] = buf[1][offset + 1] = odd ? b_v : g_u_s;
  break;
 }
}

unsigned tpg_g_interleaved_plane(const struct tpg_data *tpg, unsigned buf_line)
{
 switch (tpg->fourcc) {
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR8:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG8:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG8:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB8:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR10:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG10:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG10:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB10:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR12:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG12:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG12:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB12:
 case V4L2_PIX_FMT_SBGGR16:
 case V4L2_PIX_FMT_SGBRG16:
 case V4L2_PIX_FMT_SGRBG16:
 case V4L2_PIX_FMT_SRGGB16:
  return buf_line & 1;
 default:
  return 0;
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_g_interleaved_plane);

/* Return how many pattern lines are used by the current pattern. */
static unsigned tpg_get_pat_lines(const struct tpg_data *tpg)
{
 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_CHECKERS_16X16:
 case TPG_PAT_CHECKERS_2X2:
 case TPG_PAT_CHECKERS_1X1:
 case TPG_PAT_COLOR_CHECKERS_2X2:
 case TPG_PAT_COLOR_CHECKERS_1X1:
 case TPG_PAT_ALTERNATING_HLINES:
 case TPG_PAT_CROSS_1_PIXEL:
 case TPG_PAT_CROSS_2_PIXELS:
 case TPG_PAT_CROSS_10_PIXELS:
  return 2;
 case TPG_PAT_100_COLORSQUARES:
 case TPG_PAT_100_HCOLORBAR:
  return 8;
 default:
  return 1;
 }
}

/* Which pattern line should be used for the given frame line. */
static unsigned tpg_get_pat_line(const struct tpg_data *tpg, unsigned line)
{
 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_CHECKERS_16X16:
  return (line >> 4) & 1;
 case TPG_PAT_CHECKERS_1X1:
 case TPG_PAT_COLOR_CHECKERS_1X1:
 case TPG_PAT_ALTERNATING_HLINES:
  return line & 1;
 case TPG_PAT_CHECKERS_2X2:
 case TPG_PAT_COLOR_CHECKERS_2X2:
  return (line & 2) >> 1;
 case TPG_PAT_100_COLORSQUARES:
 case TPG_PAT_100_HCOLORBAR:
  return (line * 8) / tpg->src_height;
 case TPG_PAT_CROSS_1_PIXEL:
  return line == tpg->src_height / 2;
 case TPG_PAT_CROSS_2_PIXELS:
  return (line + 1) / 2 == tpg->src_height / 4;
 case TPG_PAT_CROSS_10_PIXELS:
  return (line + 10) / 20 == tpg->src_height / 40;
 default:
  return 0;
 }
}

/*
 * Which color should be used for the given pattern line and X coordinate.
 * Note: x is in the range 0 to 2 * tpg->src_width.
 */
static enum tpg_color tpg_get_color(const struct tpg_data *tpg,
        unsigned pat_line, unsigned x)
{
 /* Maximum number of bars are TPG_COLOR_MAX - otherwise, the input print code
    should be modified */
 static const enum tpg_color bars[3][8] = {
  /* Standard ITU-R 75% color bar sequence */
  { TPG_COLOR_CSC_WHITE,   TPG_COLOR_75_YELLOW,
    TPG_COLOR_75_CYAN,     TPG_COLOR_75_GREEN,
    TPG_COLOR_75_MAGENTA,  TPG_COLOR_75_RED,
    TPG_COLOR_75_BLUE,     TPG_COLOR_100_BLACK, },
  /* Standard ITU-R 100% color bar sequence */
  { TPG_COLOR_100_WHITE,   TPG_COLOR_100_YELLOW,
    TPG_COLOR_100_CYAN,    TPG_COLOR_100_GREEN,
    TPG_COLOR_100_MAGENTA, TPG_COLOR_100_RED,
    TPG_COLOR_100_BLUE,    TPG_COLOR_100_BLACK, },
  /* Color bar sequence suitable to test CSC */
  { TPG_COLOR_CSC_WHITE,   TPG_COLOR_CSC_YELLOW,
    TPG_COLOR_CSC_CYAN,    TPG_COLOR_CSC_GREEN,
    TPG_COLOR_CSC_MAGENTA, TPG_COLOR_CSC_RED,
    TPG_COLOR_CSC_BLUE,    TPG_COLOR_CSC_BLACK, },
 };

 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_75_COLORBAR:
 case TPG_PAT_100_COLORBAR:
 case TPG_PAT_CSC_COLORBAR:
  return bars[tpg->pattern][((x * 8) / tpg->src_width) % 8];
 case TPG_PAT_100_COLORSQUARES:
  return bars[1][(pat_line + (x * 8) / tpg->src_width) % 8];
 case TPG_PAT_100_HCOLORBAR:
  return bars[1][pat_line];
 case TPG_PAT_BLACK:
  return TPG_COLOR_100_BLACK;
 case TPG_PAT_WHITE:
  return TPG_COLOR_100_WHITE;
 case TPG_PAT_RED:
  return TPG_COLOR_100_RED;
 case TPG_PAT_GREEN:
  return TPG_COLOR_100_GREEN;
 case TPG_PAT_BLUE:
  return TPG_COLOR_100_BLUE;
 case TPG_PAT_CHECKERS_16X16:
  return (((x >> 4) & 1) ^ (pat_line & 1)) ?
   TPG_COLOR_100_BLACK : TPG_COLOR_100_WHITE;
 case TPG_PAT_CHECKERS_1X1:
  return ((x & 1) ^ (pat_line & 1)) ?
   TPG_COLOR_100_WHITE : TPG_COLOR_100_BLACK;
 case TPG_PAT_COLOR_CHECKERS_1X1:
  return ((x & 1) ^ (pat_line & 1)) ?
   TPG_COLOR_100_RED : TPG_COLOR_100_BLUE;
 case TPG_PAT_CHECKERS_2X2:
  return (((x >> 1) & 1) ^ (pat_line & 1)) ?
   TPG_COLOR_100_WHITE : TPG_COLOR_100_BLACK;
 case TPG_PAT_COLOR_CHECKERS_2X2:
  return (((x >> 1) & 1) ^ (pat_line & 1)) ?
   TPG_COLOR_100_RED : TPG_COLOR_100_BLUE;
 case TPG_PAT_ALTERNATING_HLINES:
  return pat_line ? TPG_COLOR_100_WHITE : TPG_COLOR_100_BLACK;
 case TPG_PAT_ALTERNATING_VLINES:
  return (x & 1) ? TPG_COLOR_100_WHITE : TPG_COLOR_100_BLACK;
 case TPG_PAT_CROSS_1_PIXEL:
  if (pat_line || (x % tpg->src_width) == tpg->src_width / 2)
   return TPG_COLOR_100_BLACK;
  return TPG_COLOR_100_WHITE;
 case TPG_PAT_CROSS_2_PIXELS:
  if (pat_line || ((x % tpg->src_width) + 1) / 2 == tpg->src_width / 4)
   return TPG_COLOR_100_BLACK;
  return TPG_COLOR_100_WHITE;
 case TPG_PAT_CROSS_10_PIXELS:
  if (pat_line || ((x % tpg->src_width) + 10) / 20 == tpg->src_width / 40)
   return TPG_COLOR_100_BLACK;
  return TPG_COLOR_100_WHITE;
 case TPG_PAT_GRAY_RAMP:
  return TPG_COLOR_RAMP + ((x % tpg->src_width) * 256) / tpg->src_width;
 default:
  return TPG_COLOR_100_RED;
 }
}

/*
 * Given the pixel aspect ratio and video aspect ratio calculate the
 * coordinates of a centered square and the coordinates of the border of
 * the active video area. The coordinates are relative to the source
 * frame rectangle.
 */
static void tpg_calculate_square_border(struct tpg_data *tpg)
{
 unsigned w = tpg->src_width;
 unsigned h = tpg->src_height;
 unsigned sq_w, sq_h;

 sq_w = (w * 2 / 5) & ~1;
 if (((w - sq_w) / 2) & 1)
  sq_w += 2;
 sq_h = sq_w;
 tpg->square.width = sq_w;
 if (tpg->vid_aspect == TPG_VIDEO_ASPECT_16X9_ANAMORPHIC) {
  unsigned ana_sq_w = (sq_w / 4) * 3;

  if (((w - ana_sq_w) / 2) & 1)
   ana_sq_w += 2;
  tpg->square.width = ana_sq_w;
 }
 tpg->square.left = (w - tpg->square.width) / 2;
 if (tpg->pix_aspect == TPG_PIXEL_ASPECT_NTSC)
  sq_h = sq_w * 10 / 11;
 else if (tpg->pix_aspect == TPG_PIXEL_ASPECT_PAL)
  sq_h = sq_w * 59 / 54;
 tpg->square.height = sq_h;
 tpg->square.top = (h - sq_h) / 2;
 tpg->border.left = 0;
 tpg->border.width = w;
 tpg->border.top = 0;
 tpg->border.height = h;
 switch (tpg->vid_aspect) {
 case TPG_VIDEO_ASPECT_4X3:
  if (tpg->pix_aspect)
   return;
  if (3 * w >= 4 * h) {
   tpg->border.width = ((4 * h) / 3) & ~1;
   if (((w - tpg->border.width) / 2) & ~1)
    tpg->border.width -= 2;
   tpg->border.left = (w - tpg->border.width) / 2;
   break;
  }
  tpg->border.height = ((3 * w) / 4) & ~1;
  tpg->border.top = (h - tpg->border.height) / 2;
  break;
 case TPG_VIDEO_ASPECT_14X9_CENTRE:
  if (tpg->pix_aspect) {
   tpg->border.height = tpg->pix_aspect == TPG_PIXEL_ASPECT_NTSC ? 420 : 506;
   tpg->border.top = (h - tpg->border.height) / 2;
   break;
  }
  if (9 * w >= 14 * h) {
   tpg->border.width = ((14 * h) / 9) & ~1;
   if (((w - tpg->border.width) / 2) & ~1)
    tpg->border.width -= 2;
   tpg->border.left = (w - tpg->border.width) / 2;
   break;
  }
  tpg->border.height = ((9 * w) / 14) & ~1;
  tpg->border.top = (h - tpg->border.height) / 2;
  break;
 case TPG_VIDEO_ASPECT_16X9_CENTRE:
  if (tpg->pix_aspect) {
   tpg->border.height = tpg->pix_aspect == TPG_PIXEL_ASPECT_NTSC ? 368 : 442;
   tpg->border.top = (h - tpg->border.height) / 2;
   break;
  }
  if (9 * w >= 16 * h) {
   tpg->border.width = ((16 * h) / 9) & ~1;
   if (((w - tpg->border.width) / 2) & ~1)
    tpg->border.width -= 2;
   tpg->border.left = (w - tpg->border.width) / 2;
   break;
  }
  tpg->border.height = ((9 * w) / 16) & ~1;
  tpg->border.top = (h - tpg->border.height) / 2;
  break;
 default:
  break;
 }
}

static void tpg_precalculate_line(struct tpg_data *tpg)
{
 enum tpg_color contrast;
 u8 pix[TPG_MAX_PLANES][8];
 unsigned pat;
 unsigned p;
 unsigned x;

 if (WARN_ON_ONCE(!tpg->src_width || !tpg->scaled_width))
  return;

 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_GREEN:
  contrast = TPG_COLOR_100_RED;
  break;
 case TPG_PAT_CSC_COLORBAR:
  contrast = TPG_COLOR_CSC_GREEN;
  break;
 default:
  contrast = TPG_COLOR_100_GREEN;
  break;
 }

 for (pat = 0; pat < tpg_get_pat_lines(tpg); pat++) {
  /* Coarse scaling with Bresenham */
  unsigned int_part = tpg->src_width / tpg->scaled_width;
  unsigned fract_part = tpg->src_width % tpg->scaled_width;
  unsigned src_x = 0;
  unsigned error = 0;

  for (x = 0; x < tpg->scaled_width * 2; x += 2) {
   unsigned real_x = src_x;
   enum tpg_color color1, color2;

   real_x = tpg->hflip ? tpg->src_width * 2 - real_x - 2 : real_x;
   color1 = tpg_get_color(tpg, pat, real_x);

   src_x += int_part;
   error += fract_part;
   if (error >= tpg->scaled_width) {
    error -= tpg->scaled_width;
    src_x++;
   }

   real_x = src_x;
   real_x = tpg->hflip ? tpg->src_width * 2 - real_x - 2 : real_x;
   color2 = tpg_get_color(tpg, pat, real_x);

   src_x += int_part;
   error += fract_part;
   if (error >= tpg->scaled_width) {
    error -= tpg->scaled_width;
    src_x++;
   }

   gen_twopix(tpg, pix, tpg->hflip ? color2 : color1, 0);
   gen_twopix(tpg, pix, tpg->hflip ? color1 : color2, 1);
   for (p = 0; p < tpg->planes; p++) {
    unsigned twopixsize = tpg->twopixelsize[p];
    unsigned hdiv = tpg->hdownsampling[p];
    u8 *pos = tpg->lines[pat][p] + tpg_hdiv(tpg, p, x);

    memcpy(pos, pix[p], twopixsize / hdiv);
   }
  }
 }

 if (tpg->vdownsampling[tpg->planes - 1] > 1) {
  unsigned pat_lines = tpg_get_pat_lines(tpg);

  for (pat = 0; pat < pat_lines; pat++) {
   unsigned next_pat = (pat + 1) % pat_lines;

   for (p = 1; p < tpg->planes; p++) {
    unsigned w = tpg_hdiv(tpg, p, tpg->scaled_width * 2);
    u8 *pos1 = tpg->lines[pat][p];
    u8 *pos2 = tpg->lines[next_pat][p];
    u8 *dest = tpg->downsampled_lines[pat][p];

    for (x = 0; x < w; x++, pos1++, pos2++, dest++)
     *dest = ((u16)*pos1 + (u16)*pos2) / 2;
   }
  }
 }

 gen_twopix(tpg, pix, contrast, 0);
 gen_twopix(tpg, pix, contrast, 1);
 for (p = 0; p < tpg->planes; p++) {
  unsigned twopixsize = tpg->twopixelsize[p];
  u8 *pos = tpg->contrast_line[p];

  for (x = 0; x < tpg->scaled_width; x += 2, pos += twopixsize)
   memcpy(pos, pix[p], twopixsize);
 }

 gen_twopix(tpg, pix, TPG_COLOR_100_BLACK, 0);
 gen_twopix(tpg, pix, TPG_COLOR_100_BLACK, 1);
 for (p = 0; p < tpg->planes; p++) {
  unsigned twopixsize = tpg->twopixelsize[p];
  u8 *pos = tpg->black_line[p];

  for (x = 0; x < tpg->scaled_width; x += 2, pos += twopixsize)
   memcpy(pos, pix[p], twopixsize);
 }

 for (x = 0; x < tpg->scaled_width * 2; x += 2) {
  gen_twopix(tpg, pix, TPG_COLOR_RANDOM, 0);
  gen_twopix(tpg, pix, TPG_COLOR_RANDOM, 1);
  for (p = 0; p < tpg->planes; p++) {
   unsigned twopixsize = tpg->twopixelsize[p];
   u8 *pos = tpg->random_line[p] + x * twopixsize / 2;

   memcpy(pos, pix[p], twopixsize);
  }
 }

 gen_twopix(tpg, tpg->textbg, TPG_COLOR_TEXTBG, 0);
 gen_twopix(tpg, tpg->textbg, TPG_COLOR_TEXTBG, 1);
 gen_twopix(tpg, tpg->textfg, TPG_COLOR_TEXTFG, 0);
 gen_twopix(tpg, tpg->textfg, TPG_COLOR_TEXTFG, 1);
}

/* need this to do rgb24 rendering */
typedef struct { u16 __; u8 _; } __packed x24;

#define PRINTSTR(PIXTYPE) do { \
 unsigned vdiv = tpg->vdownsampling[p]; \
 unsigned hdiv = tpg->hdownsampling[p]; \
 int line; \
 PIXTYPE fg; \
 PIXTYPE bg; \
 memcpy(&fg, tpg->textfg[p], sizeof(PIXTYPE)); \
 memcpy(&bg, tpg->textbg[p], sizeof(PIXTYPE)); \
 \
 for (line = first; line < 16; line += vdiv * step) { \
  int l = tpg->vflip ? 15 - line : line; \
  PIXTYPE *pos = (PIXTYPE *)(basep[p][(line / vdiv) & 1] + \
          ((y * step + l) / (vdiv * div)) * tpg->bytesperline[p] + \
          (x / hdiv) * sizeof(PIXTYPE)); \
  unsigned s; \
 \
  for (s = 0; s < len; s++) { \
   u8 chr = font8x16[(u8)text[s] * 16 + line]; \
 \
   if (hdiv == 2 && tpg->hflip) { \
    pos[3] = (chr & (0x01 << 6) ? fg : bg); \
    pos[2] = (chr & (0x01 << 4) ? fg : bg); \
    pos[1] = (chr & (0x01 << 2) ? fg : bg); \
    pos[0] = (chr & (0x01 << 0) ? fg : bg); \
   } else if (hdiv == 2) { \
    pos[0] = (chr & (0x01 << 7) ? fg : bg); \
    pos[1] = (chr & (0x01 << 5) ? fg : bg); \
    pos[2] = (chr & (0x01 << 3) ? fg : bg); \
    pos[3] = (chr & (0x01 << 1) ? fg : bg); \
   } else if (tpg->hflip) { \
    pos[7] = (chr & (0x01 << 7) ? fg : bg); \
    pos[6] = (chr & (0x01 << 6) ? fg : bg); \
    pos[5] = (chr & (0x01 << 5) ? fg : bg); \
    pos[4] = (chr & (0x01 << 4) ? fg : bg); \
    pos[3] = (chr & (0x01 << 3) ? fg : bg); \
    pos[2] = (chr & (0x01 << 2) ? fg : bg); \
    pos[1] = (chr & (0x01 << 1) ? fg : bg); \
    pos[0] = (chr & (0x01 << 0) ? fg : bg); \
   } else { \
    pos[0] = (chr & (0x01 << 7) ? fg : bg); \
    pos[1] = (chr & (0x01 << 6) ? fg : bg); \
    pos[2] = (chr & (0x01 << 5) ? fg : bg); \
    pos[3] = (chr & (0x01 << 4) ? fg : bg); \
    pos[4] = (chr & (0x01 << 3) ? fg : bg); \
    pos[5] = (chr & (0x01 << 2) ? fg : bg); \
    pos[6] = (chr & (0x01 << 1) ? fg : bg); \
    pos[7] = (chr & (0x01 << 0) ? fg : bg); \
   } \
 \
   pos += (tpg->hflip ? -8 : 8) / (int)hdiv; \
  } \
 } \
} while (0)

static noinline void tpg_print_str_2(const struct tpg_data *tpg, u8 *basep[TPG_MAX_PLANES][2],
   unsigned p, unsigned first, unsigned div, unsigned step,
   int y, int x, const char *text, unsigned len)
{
 PRINTSTR(u8);
}

static noinline void tpg_print_str_4(const struct tpg_data *tpg, u8 *basep[TPG_MAX_PLANES][2],
   unsigned p, unsigned first, unsigned div, unsigned step,
   int y, int x, const char *text, unsigned len)
{
 PRINTSTR(u16);
}

static noinline void tpg_print_str_6(const struct tpg_data *tpg, u8 *basep[TPG_MAX_PLANES][2],
   unsigned p, unsigned first, unsigned div, unsigned step,
   int y, int x, const char *text, unsigned len)
{
 PRINTSTR(x24);
}

static noinline void tpg_print_str_8(const struct tpg_data *tpg, u8 *basep[TPG_MAX_PLANES][2],
   unsigned p, unsigned first, unsigned div, unsigned step,
   int y, int x, const char *text, unsigned len)
{
 PRINTSTR(u32);
}

void tpg_gen_text(const struct tpg_data *tpg, u8 *basep[TPG_MAX_PLANES][2],
    int y, int x, const char *text)
{
 unsigned step = V4L2_FIELD_HAS_T_OR_B(tpg->field) ? 2 : 1;
 unsigned div = step;
 unsigned first = 0;
 unsigned len;
 unsigned p;

 if (font8x16 == NULL || basep == NULL || text == NULL)
  return;

 len = strlen(text);

 /* Checks if it is possible to show string */
 if (y + 16 >= tpg->compose.height || x + 8 >= tpg->compose.width)
  return;

 if (len > (tpg->compose.width - x) / 8)
  len = (tpg->compose.width - x) / 8;
 if (tpg->vflip)
  y = tpg->compose.height - y - 16;
 if (tpg->hflip)
  x = tpg->compose.width - x - 8;
 y += tpg->compose.top;
 x += tpg->compose.left;
 if (tpg->field == V4L2_FIELD_BOTTOM)
  first = 1;
 else if (tpg->field == V4L2_FIELD_SEQ_TB || tpg->field == V4L2_FIELD_SEQ_BT)
  div = 2;

 for (p = 0; p < tpg->planes; p++) {
  /* Print text */
  switch (tpg->twopixelsize[p]) {
  case 2:
   tpg_print_str_2(tpg, basep, p, first, div, step, y, x,
     text, len);
   break;
  case 4:
   tpg_print_str_4(tpg, basep, p, first, div, step, y, x,
     text, len);
   break;
  case 6:
   tpg_print_str_6(tpg, basep, p, first, div, step, y, x,
     text, len);
   break;
  case 8:
   tpg_print_str_8(tpg, basep, p, first, div, step, y, x,
     text, len);
   break;
  }
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_gen_text);

const char *tpg_g_color_order(const struct tpg_data *tpg)
{
 switch (tpg->pattern) {
 case TPG_PAT_75_COLORBAR:
 case TPG_PAT_100_COLORBAR:
 case TPG_PAT_CSC_COLORBAR:
 case TPG_PAT_100_HCOLORBAR:
  return "White, yellow, cyan, green, magenta, red, blue, black";
 case TPG_PAT_BLACK:
  return "Black";
 case TPG_PAT_WHITE:
  return "White";
 case TPG_PAT_RED:
  return "Red";
 case TPG_PAT_GREEN:
  return "Green";
 case TPG_PAT_BLUE:
  return "Blue";
 default:
  return NULL;
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_g_color_order);

void tpg_update_mv_step(struct tpg_data *tpg)
{
 int factor = tpg->mv_hor_mode > TPG_MOVE_NONE ? -1 : 1;

 if (tpg->hflip)
  factor = -factor;
 switch (tpg->mv_hor_mode) {
 case TPG_MOVE_NEG_FAST:
 case TPG_MOVE_POS_FAST:
  tpg->mv_hor_step = ((tpg->src_width + 319) / 320) * 4;
  break;
 case TPG_MOVE_NEG:
 case TPG_MOVE_POS:
  tpg->mv_hor_step = ((tpg->src_width + 639) / 640) * 4;
  break;
 case TPG_MOVE_NEG_SLOW:
 case TPG_MOVE_POS_SLOW:
  tpg->mv_hor_step = 2;
  break;
 case TPG_MOVE_NONE:
  tpg->mv_hor_step = 0;
  break;
 }
 if (factor < 0)
  tpg->mv_hor_step = tpg->src_width - tpg->mv_hor_step;

 factor = tpg->mv_vert_mode > TPG_MOVE_NONE ? -1 : 1;
 switch (tpg->mv_vert_mode) {
 case TPG_MOVE_NEG_FAST:
 case TPG_MOVE_POS_FAST:
  tpg->mv_vert_step = ((tpg->src_width + 319) / 320) * 4;
  break;
 case TPG_MOVE_NEG:
 case TPG_MOVE_POS:
  tpg->mv_vert_step = ((tpg->src_width + 639) / 640) * 4;
  break;
 case TPG_MOVE_NEG_SLOW:
 case TPG_MOVE_POS_SLOW:
  tpg->mv_vert_step = 1;
  break;
 case TPG_MOVE_NONE:
  tpg->mv_vert_step = 0;
  break;
 }
 if (factor < 0)
  tpg->mv_vert_step = tpg->src_height - tpg->mv_vert_step;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_update_mv_step);

/* Map the line number relative to the crop rectangle to a frame line number */
static unsigned tpg_calc_frameline(const struct tpg_data *tpg, unsigned src_y,
        unsigned field)
{
 switch (field) {
 case V4L2_FIELD_TOP:
  return tpg->crop.top + src_y * 2;
 case V4L2_FIELD_BOTTOM:
  return tpg->crop.top + src_y * 2 + 1;
 default:
  return src_y + tpg->crop.top;
 }
}

/*
 * Map the line number relative to the compose rectangle to a destination
 * buffer line number.
 */
static unsigned tpg_calc_buffer_line(const struct tpg_data *tpg, unsigned y,
        unsigned field)
{
 y += tpg->compose.top;
 switch (field) {
 case V4L2_FIELD_SEQ_TB:
  if (y & 1)
   return tpg->buf_height / 2 + y / 2;
  return y / 2;
 case V4L2_FIELD_SEQ_BT:
  if (y & 1)
   return y / 2;
  return tpg->buf_height / 2 + y / 2;
 default:
  return y;
 }
}

static void tpg_recalc(struct tpg_data *tpg)
{
 if (tpg->recalc_colors) {
  tpg->recalc_colors = false;
  tpg->recalc_lines = true;
  tpg->real_xfer_func = tpg->xfer_func;
  tpg->real_ycbcr_enc = tpg->ycbcr_enc;
  tpg->real_hsv_enc = tpg->hsv_enc;
  tpg->real_quantization = tpg->quantization;

  if (tpg->xfer_func == V4L2_XFER_FUNC_DEFAULT)
   tpg->real_xfer_func =
    V4L2_MAP_XFER_FUNC_DEFAULT(tpg->colorspace);

  if (tpg->ycbcr_enc == V4L2_YCBCR_ENC_DEFAULT)
   tpg->real_ycbcr_enc =
    V4L2_MAP_YCBCR_ENC_DEFAULT(tpg->colorspace);

  if (tpg->quantization == V4L2_QUANTIZATION_DEFAULT)
   tpg->real_quantization =
    V4L2_MAP_QUANTIZATION_DEFAULT(
     tpg->color_enc != TGP_COLOR_ENC_YCBCR,
     tpg->colorspace, tpg->real_ycbcr_enc);

  tpg_precalculate_colors(tpg);
 }
 if (tpg->recalc_square_border) {
  tpg->recalc_square_border = false;
  tpg_calculate_square_border(tpg);
 }
 if (tpg->recalc_lines) {
  tpg->recalc_lines = false;
  tpg_precalculate_line(tpg);
 }
}

void tpg_calc_text_basep(struct tpg_data *tpg,
  u8 *basep[TPG_MAX_PLANES][2], unsigned p, u8 *vbuf)
{
 unsigned stride = tpg->bytesperline[p];
 unsigned h = tpg->buf_height;

 tpg_recalc(tpg);

 basep[p][0] = vbuf;
 basep[p][1] = vbuf;
 h /= tpg->vdownsampling[p];
 if (tpg->field == V4L2_FIELD_SEQ_TB)
  basep[p][1] += h * stride / 2;
 else if (tpg->field == V4L2_FIELD_SEQ_BT)
  basep[p][0] += h * stride / 2;
 if (p == 0 && tpg->interleaved)
  tpg_calc_text_basep(tpg, basep, 1, vbuf);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_calc_text_basep);

static int tpg_pattern_avg(const struct tpg_data *tpg,
      unsigned pat1, unsigned pat2)
{
 unsigned pat_lines = tpg_get_pat_lines(tpg);

 if (pat1 == (pat2 + 1) % pat_lines)
  return pat2;
 if (pat2 == (pat1 + 1) % pat_lines)
  return pat1;
 return -1;
}

static const char *tpg_color_enc_str(enum tgp_color_enc
       color_enc)
{
 switch (color_enc) {
 case TGP_COLOR_ENC_HSV:
  return "HSV";
 case TGP_COLOR_ENC_YCBCR:
  return "Y'CbCr";
 case TGP_COLOR_ENC_LUMA:
  return "Luma";
 case TGP_COLOR_ENC_RGB:
 default:
  return "R'G'B";

 }
}

void tpg_log_status(struct tpg_data *tpg)
{
 pr_info("tpg source WxH: %ux%u (%s)\n",
  tpg->src_width, tpg->src_height,
  tpg_color_enc_str(tpg->color_enc));
 pr_info("tpg field: %u\n", tpg->field);
 pr_info("tpg crop: (%d,%d)/%ux%u\n", tpg->crop.left, tpg->crop.top,
  tpg->crop.width, tpg->crop.height);
 pr_info("tpg compose: (%d,%d)/%ux%u\n", tpg->compose.left, tpg->compose.top,
  tpg->compose.width, tpg->compose.height);
 pr_info("tpg colorspace: %d\n", tpg->colorspace);
 pr_info("tpg transfer function: %d/%d\n", tpg->xfer_func, tpg->real_xfer_func);
 if (tpg->color_enc == TGP_COLOR_ENC_HSV)
  pr_info("tpg HSV encoding: %d/%d\n",
   tpg->hsv_enc, tpg->real_hsv_enc);
 else if (tpg->color_enc == TGP_COLOR_ENC_YCBCR)
  pr_info("tpg Y'CbCr encoding: %d/%d\n",
   tpg->ycbcr_enc, tpg->real_ycbcr_enc);
 pr_info("tpg quantization: %d/%d\n", tpg->quantization, tpg->real_quantization);
 pr_info("tpg RGB range: %d/%d\n", tpg->rgb_range, tpg->real_rgb_range);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_log_status);

/*
 * This struct contains common parameters used by both the drawing of the
 * test pattern and the drawing of the extras (borders, square, etc.)
 */
struct tpg_draw_params {
 /* common data */
 bool is_tv;
 bool is_60hz;
 unsigned twopixsize;
 unsigned img_width;
 unsigned stride;
 unsigned hmax;
 unsigned frame_line;
 unsigned frame_line_next;

 /* test pattern */
 unsigned mv_hor_old;
 unsigned mv_hor_new;
 unsigned mv_vert_old;
 unsigned mv_vert_new;

 /* extras */
 unsigned wss_width;
 unsigned wss_random_offset;
 unsigned sav_eav_f;
 unsigned left_pillar_width;
 unsigned right_pillar_start;
};

static void tpg_fill_params_pattern(const struct tpg_data *tpg, unsigned p,
        struct tpg_draw_params *params)
{
 params->mv_hor_old =
  tpg_hscale_div(tpg, p, tpg->mv_hor_count % tpg->src_width);
 params->mv_hor_new =
  tpg_hscale_div(tpg, p, (tpg->mv_hor_count + tpg->mv_hor_step) %
          tpg->src_width);
 params->mv_vert_old = tpg->mv_vert_count % tpg->src_height;
 params->mv_vert_new =
  (tpg->mv_vert_count + tpg->mv_vert_step) % tpg->src_height;
}

static void tpg_fill_params_extras(const struct tpg_data *tpg,
       unsigned p,
       struct tpg_draw_params *params)
{
 unsigned left_pillar_width = 0;
 unsigned right_pillar_start = params->img_width;

 params->wss_width = tpg->crop.left < tpg->src_width / 2 ?
  tpg->src_width / 2 - tpg->crop.left : 0;
 if (params->wss_width > tpg->crop.width)
  params->wss_width = tpg->crop.width;
 params->wss_width = tpg_hscale_div(tpg, p, params->wss_width);
 params->wss_random_offset =
  params->twopixsize * get_random_u32_below(tpg->src_width / 2);

 if (tpg->crop.left < tpg->border.left) {
  left_pillar_width = tpg->border.left - tpg->crop.left;
  if (left_pillar_width > tpg->crop.width)
   left_pillar_width = tpg->crop.width;
  left_pillar_width = tpg_hscale_div(tpg, p, left_pillar_width);
 }
 params->left_pillar_width = left_pillar_width;

 if (tpg->crop.left + tpg->crop.width >
     tpg->border.left + tpg->border.width) {
  right_pillar_start =
   tpg->border.left + tpg->border.width - tpg->crop.left;
  right_pillar_start =
   tpg_hscale_div(tpg, p, right_pillar_start);
  if (right_pillar_start > params->img_width)
   right_pillar_start = params->img_width;
 }
 params->right_pillar_start = right_pillar_start;

 params->sav_eav_f = tpg->field ==
   (params->is_60hz ? V4L2_FIELD_TOP : V4L2_FIELD_BOTTOM);
}

static void tpg_fill_plane_extras(const struct tpg_data *tpg,
      const struct tpg_draw_params *params,
      unsigned p, unsigned h, u8 *vbuf)
{
 unsigned twopixsize = params->twopixsize;
 unsigned img_width = params->img_width;
 unsigned frame_line = params->frame_line;
 const struct v4l2_rect *sq = &tpg->square;
 const struct v4l2_rect *b = &tpg->border;
 const struct v4l2_rect *c = &tpg->crop;

 if (params->is_tv && !params->is_60hz &&
     frame_line == 0 && params->wss_width) {
  /*
   * Replace the first half of the top line of a 50 Hz frame
   * with random data to simulate a WSS signal.
   */
  u8 *wss = tpg->random_line[p] + params->wss_random_offset;

  memcpy(vbuf, wss, params->wss_width);
 }

 if (tpg->show_border && frame_line >= b->top &&
     frame_line < b->top + b->height) {
  unsigned bottom = b->top + b->height - 1;
  unsigned left = params->left_pillar_width;
  unsigned right = params->right_pillar_start;

  if (frame_line == b->top || frame_line == b->top + 1 ||
      frame_line == bottom || frame_line == bottom - 1) {
   memcpy(vbuf + left, tpg->contrast_line[p],
     right - left);
  } else {
   if (b->left >= c->left &&
       b->left < c->left + c->width)
    memcpy(vbuf + left,
     tpg->contrast_line[p], twopixsize);
   if (b->left + b->width > c->left &&
       b->left + b->width <= c->left + c->width)
    memcpy(vbuf + right - twopixsize,
     tpg->contrast_line[p], twopixsize);
  }
 }
 if (tpg->qual != TPG_QUAL_NOISE && frame_line >= b->top &&
     frame_line < b->top + b->height) {
  memcpy(vbuf, tpg->black_line[p], params->left_pillar_width);
  memcpy(vbuf + params->right_pillar_start, tpg->black_line[p],
         img_width - params->right_pillar_start);
 }
 if (tpg->show_square && frame_line >= sq->top &&
     frame_line < sq->top + sq->height &&
     sq->left < c->left + c->width &&
     sq->left + sq->width >= c->left) {
  unsigned left = sq->left;
  unsigned width = sq->width;

  if (c->left > left) {
   width -= c->left - left;
   left = c->left;
  }
  if (c->left + c->width < left + width)
   width -= left + width - c->left - c->width;
  left -= c->left;
  left = tpg_hscale_div(tpg, p, left);
  width = tpg_hscale_div(tpg, p, width);
  memcpy(vbuf + left, tpg->contrast_line[p], width);
 }
 if (tpg->insert_sav) {
  unsigned offset = tpg_hdiv(tpg, p, tpg->compose.width / 3);
  u8 *p = vbuf + offset;
  unsigned vact = 0, hact = 0;

  p[0] = 0xff;
  p[1] = 0;
  p[2] = 0;
  p[3] = 0x80 | (params->sav_eav_f << 6) |
   (vact << 5) | (hact << 4) |
   ((hact ^ vact) << 3) |
   ((hact ^ params->sav_eav_f) << 2) |
   ((params->sav_eav_f ^ vact) << 1) |
   (hact ^ vact ^ params->sav_eav_f);
 }
 if (tpg->insert_eav) {
  unsigned offset = tpg_hdiv(tpg, p, tpg->compose.width * 2 / 3);
  u8 *p = vbuf + offset;
  unsigned vact = 0, hact = 1;

  p[0] = 0xff;
  p[1] = 0;
  p[2] = 0;
  p[3] = 0x80 | (params->sav_eav_f << 6) |
   (vact << 5) | (hact << 4) |
   ((hact ^ vact) << 3) |
   ((hact ^ params->sav_eav_f) << 2) |
   ((params->sav_eav_f ^ vact) << 1) |
   (hact ^ vact ^ params->sav_eav_f);
 }
 if (tpg->insert_hdmi_video_guard_band) {
  unsigned int i;

  switch (tpg->fourcc) {
  case V4L2_PIX_FMT_BGR24:
  case V4L2_PIX_FMT_RGB24:
   for (i = 0; i < 3 * 4; i += 3) {
    vbuf[i] = 0xab;
    vbuf[i + 1] = 0x55;
    vbuf[i + 2] = 0xab;
   }
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_RGB32:
  case V4L2_PIX_FMT_ARGB32:
  case V4L2_PIX_FMT_XRGB32:
  case V4L2_PIX_FMT_BGRX32:
  case V4L2_PIX_FMT_BGRA32:
   for (i = 0; i < 4 * 4; i += 4) {
    vbuf[i] = 0x00;
    vbuf[i + 1] = 0xab;
    vbuf[i + 2] = 0x55;
    vbuf[i + 3] = 0xab;
   }
   break;
  case V4L2_PIX_FMT_BGR32:
  case V4L2_PIX_FMT_XBGR32:
  case V4L2_PIX_FMT_ABGR32:
  case V4L2_PIX_FMT_RGBX32:
  case V4L2_PIX_FMT_RGBA32:
   for (i = 0; i < 4 * 4; i += 4) {
    vbuf[i] = 0xab;
    vbuf[i + 1] = 0x55;
    vbuf[i + 2] = 0xab;
    vbuf[i + 3] = 0x00;
   }
   break;
  }
 }
}

static void tpg_fill_plane_pattern(const struct tpg_data *tpg,
       const struct tpg_draw_params *params,
       unsigned p, unsigned h, u8 *vbuf)
{
 unsigned twopixsize = params->twopixsize;
 unsigned img_width = params->img_width;
 unsigned mv_hor_old = params->mv_hor_old;
 unsigned mv_hor_new = params->mv_hor_new;
 unsigned mv_vert_old = params->mv_vert_old;
 unsigned mv_vert_new = params->mv_vert_new;
 unsigned frame_line = params->frame_line;
 unsigned frame_line_next = params->frame_line_next;
 unsigned line_offset = tpg_hscale_div(tpg, p, tpg->crop.left);
 bool even;
 bool fill_blank = false;
 unsigned pat_line_old;
 unsigned pat_line_new;
 u8 *linestart_older;
 u8 *linestart_newer;
 u8 *linestart_top;
 u8 *linestart_bottom;

 even = !(frame_line & 1);

 if (h >= params->hmax) {
  if (params->hmax == tpg->compose.height)
   return;
  if (!tpg->perc_fill_blank)
   return;
  fill_blank = true;
 }

 if (tpg->vflip) {
  frame_line = tpg->src_height - frame_line - 1;
  frame_line_next = tpg->src_height - frame_line_next - 1;
 }

 if (fill_blank) {
  linestart_older = tpg->contrast_line[p];
  linestart_newer = tpg->contrast_line[p];
 } else if (tpg->qual != TPG_QUAL_NOISE &&
     (frame_line < tpg->border.top ||
      frame_line >= tpg->border.top + tpg->border.height)) {
  linestart_older = tpg->black_line[p];
  linestart_newer = tpg->black_line[p];
 } else if (tpg->pattern == TPG_PAT_NOISE || tpg->qual == TPG_QUAL_NOISE) {
  linestart_older = tpg->random_line[p] +
      twopixsize * get_random_u32_below(tpg->src_width / 2);
  linestart_newer = tpg->random_line[p] +
      twopixsize * get_random_u32_below(tpg->src_width / 2);
 } else {
  unsigned frame_line_old =
   (frame_line + mv_vert_old) % tpg->src_height;
  unsigned frame_line_new =
   (frame_line + mv_vert_new) % tpg->src_height;
  unsigned pat_line_next_old;
  unsigned pat_line_next_new;

  pat_line_old = tpg_get_pat_line(tpg, frame_line_old);
  pat_line_new = tpg_get_pat_line(tpg, frame_line_new);
  linestart_older = tpg->lines[pat_line_old][p] + mv_hor_old;
  linestart_newer = tpg->lines[pat_line_new][p] + mv_hor_new;

  if (tpg->vdownsampling[p] > 1 && frame_line != frame_line_next) {
   int avg_pat;

   /*
    * Now decide whether we need to use downsampled_lines[].
    * That's necessary if the two lines use different patterns.
    */
   pat_line_next_old = tpg_get_pat_line(tpg,
     (frame_line_next + mv_vert_old) % tpg->src_height);
   pat_line_next_new = tpg_get_pat_line(tpg,
     (frame_line_next + mv_vert_new) % tpg->src_height);

   switch (tpg->field) {
   case V4L2_FIELD_INTERLACED:
   case V4L2_FIELD_INTERLACED_BT:
   case V4L2_FIELD_INTERLACED_TB:
    avg_pat = tpg_pattern_avg(tpg, pat_line_old, pat_line_new);
    if (avg_pat < 0)
     break;
    linestart_older = tpg->downsampled_lines[avg_pat][p] + mv_hor_old;
    linestart_newer = linestart_older;
    break;
   case V4L2_FIELD_NONE:
   case V4L2_FIELD_TOP:
   case V4L2_FIELD_BOTTOM:
   case V4L2_FIELD_SEQ_BT:
   case V4L2_FIELD_SEQ_TB:
    avg_pat = tpg_pattern_avg(tpg, pat_line_old, pat_line_next_old);
    if (avg_pat >= 0)
     linestart_older = tpg->downsampled_lines[avg_pat][p] +
      mv_hor_old;
    avg_pat = tpg_pattern_avg(tpg, pat_line_new, pat_line_next_new);
    if (avg_pat >= 0)
     linestart_newer = tpg->downsampled_lines[avg_pat][p] +
      mv_hor_new;
    break;
   }
  }
  linestart_older += line_offset;
  linestart_newer += line_offset;
 }
 if (tpg->field_alternate) {
  linestart_top = linestart_bottom = linestart_older;
 } else if (params->is_60hz) {
  linestart_top = linestart_newer;
  linestart_bottom = linestart_older;
 } else {
  linestart_top = linestart_older;
  linestart_bottom = linestart_newer;
 }

 switch (tpg->field) {
 case V4L2_FIELD_INTERLACED:
 case V4L2_FIELD_INTERLACED_TB:
 case V4L2_FIELD_SEQ_TB:
 case V4L2_FIELD_SEQ_BT:
  if (even)
   memcpy(vbuf, linestart_top, img_width);
  else
   memcpy(vbuf, linestart_bottom, img_width);
  break;
 case V4L2_FIELD_INTERLACED_BT:
  if (even)
   memcpy(vbuf, linestart_bottom, img_width);
  else
   memcpy(vbuf, linestart_top, img_width);
  break;
 case V4L2_FIELD_TOP:
  memcpy(vbuf, linestart_top, img_width);
  break;
 case V4L2_FIELD_BOTTOM:
  memcpy(vbuf, linestart_bottom, img_width);
  break;
 case V4L2_FIELD_NONE:
 default:
  memcpy(vbuf, linestart_older, img_width);
  break;
 }
}

void tpg_fill_plane_buffer(struct tpg_data *tpg, v4l2_std_id std,
      unsigned p, u8 *vbuf)
{
 struct tpg_draw_params params;
 unsigned factor = V4L2_FIELD_HAS_T_OR_B(tpg->field) ? 2 : 1;

 /* Coarse scaling with Bresenham */
 unsigned int_part = (tpg->crop.height / factor) / tpg->compose.height;
 unsigned fract_part = (tpg->crop.height / factor) % tpg->compose.height;
 unsigned src_y = 0;
 unsigned error = 0;
 unsigned h;

 tpg_recalc(tpg);

 params.is_tv = std;
 params.is_60hz = std & V4L2_STD_525_60;
 params.twopixsize = tpg->twopixelsize[p];
 params.img_width = tpg_hdiv(tpg, p, tpg->compose.width);
 params.stride = tpg->bytesperline[p];
 params.hmax = (tpg->compose.height * tpg->perc_fill) / 100;

 tpg_fill_params_pattern(tpg, p, ¶ms);
 tpg_fill_params_extras(tpg, p, ¶ms);

 vbuf += tpg_hdiv(tpg, p, tpg->compose.left);

 for (h = 0; h < tpg->compose.height; h++) {
  unsigned buf_line;

  params.frame_line = tpg_calc_frameline(tpg, src_y, tpg->field);
  params.frame_line_next = params.frame_line;
  buf_line = tpg_calc_buffer_line(tpg, h, tpg->field);
  src_y += int_part;
  error += fract_part;
  if (error >= tpg->compose.height) {
   error -= tpg->compose.height;
   src_y++;
  }

  /*
   * For line-interleaved formats determine the 'plane'
   * based on the buffer line.
   */
  if (tpg_g_interleaved(tpg))
   p = tpg_g_interleaved_plane(tpg, buf_line);

  if (tpg->vdownsampling[p] > 1) {
   /*
    * When doing vertical downsampling the field setting
    * matters: for SEQ_BT/TB we downsample each field
    * separately (i.e. lines 0+2 are combined, as are
    * lines 1+3), for the other field settings we combine
    * odd and even lines. Doing that for SEQ_BT/TB would
    * be really weird.
    */
   if (tpg->field == V4L2_FIELD_SEQ_BT ||
       tpg->field == V4L2_FIELD_SEQ_TB) {
    unsigned next_src_y = src_y;

    if ((h & 3) >= 2)
     continue;
    next_src_y += int_part;
    if (error + fract_part >= tpg->compose.height)
     next_src_y++;
    params.frame_line_next =
     tpg_calc_frameline(tpg, next_src_y, tpg->field);
   } else {
    if (h & 1)
     continue;
    params.frame_line_next =
     tpg_calc_frameline(tpg, src_y, tpg->field);
   }

   buf_line /= tpg->vdownsampling[p];
  }
  tpg_fill_plane_pattern(tpg, ¶ms, p, h,
    vbuf + buf_line * params.stride);
  tpg_fill_plane_extras(tpg, ¶ms, p, h,
    vbuf + buf_line * params.stride);
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_fill_plane_buffer);

void tpg_fillbuffer(struct tpg_data *tpg, v4l2_std_id std, unsigned p, u8 *vbuf)
{
 unsigned offset = 0;
 unsigned i;

 if (tpg->buffers > 1) {
  tpg_fill_plane_buffer(tpg, std, p, vbuf);
  return;
 }

 for (i = 0; i < tpg_g_planes(tpg); i++) {
  tpg_fill_plane_buffer(tpg, std, i, vbuf + offset);
  offset += tpg_calc_plane_size(tpg, i);
 }
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(tpg_fillbuffer);

MODULE_DESCRIPTION("V4L2 Test Pattern Generator");
MODULE_AUTHOR("Hans Verkuil");
MODULE_LICENSE("GPL");