Quelle  vidtv_demod.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * The Virtual DVB test driver serves as a reference DVB driver and helps
 * validate the existing APIs in the media subsystem. It can also aid
 * developers working on userspace applications.
 *
 * Copyright (C) 2020 Daniel W. S. Almeida
 * Based on the example driver written by Emard <emard@softhome.net>
 */

#include <linux/errno.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/printk.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/ratelimit.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/workqueue.h>

#include <media/dvb_frontend.h>

#include "vidtv_demod.h"

#define POLL_THRD_TIME 2000 /* ms */

static const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s vidtv_demod_c_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db */
 { QAM_256, FEC_NONE,  34000, 38000},
 { QAM_64,  FEC_NONE,  30000, 34000},
};

static const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s vidtv_demod_s_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db */
 { QPSK, FEC_1_2,  7000, 10000},
 { QPSK, FEC_2_3,  9000, 12000},
 { QPSK, FEC_3_4, 10000, 13000},
 { QPSK, FEC_5_6, 11000, 14000},
 { QPSK, FEC_7_8, 12000, 15000},
};

static const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s vidtv_demod_s2_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db */
 { QPSK,  FEC_1_2,   9000,  12000},
 { QPSK,  FEC_2_3,  11000,  14000},
 { QPSK,  FEC_3_4,  12000,  15000},
 { QPSK,  FEC_5_6,  12000,  15000},
 { QPSK,  FEC_8_9,  13000,  16000},
 { QPSK,  FEC_9_10, 13500,  16500},
 { PSK_8, FEC_2_3,  14500,  17500},
 { PSK_8, FEC_3_4,  16000,  19000},
 { PSK_8, FEC_5_6,  17500,  20500},
 { PSK_8, FEC_8_9,  19000,  22000},
};

static const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s vidtv_demod_t_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db*/
 {   QPSK, FEC_1_2,  4100,  5900},
 {   QPSK, FEC_2_3,  6100,  9600},
 {   QPSK, FEC_3_4,  7200, 12400},
 {   QPSK, FEC_5_6,  8500, 15600},
 {   QPSK, FEC_7_8,  9200, 17500},
 { QAM_16, FEC_1_2,  9800, 11800},
 { QAM_16, FEC_2_3, 12100, 15300},
 { QAM_16, FEC_3_4, 13400, 18100},
 { QAM_16, FEC_5_6, 14800, 21300},
 { QAM_16, FEC_7_8, 15700, 23600},
 { QAM_64, FEC_1_2, 14000, 16000},
 { QAM_64, FEC_2_3, 19900, 25400},
 { QAM_64, FEC_3_4, 24900, 27900},
 { QAM_64, FEC_5_6, 21300, 23300},
 { QAM_64, FEC_7_8, 22000, 24000},
};

static const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s *vidtv_match_cnr_s(struct dvb_frontend *fe)
{
 const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s *cnr2qual = NULL;
 struct device *dev = fe->dvb->device;
 struct dtv_frontend_properties *c;
 u32 array_size = 0;
 u32 i;

 c = &fe->dtv_property_cache;

 switch (c->delivery_system) {
 case SYS_DVBT:
 case SYS_DVBT2:
  cnr2qual   = vidtv_demod_t_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_demod_t_cnr_2_qual);
  break;

 case SYS_DVBS:
  cnr2qual   = vidtv_demod_s_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_demod_s_cnr_2_qual);
  break;

 case SYS_DVBS2:
  cnr2qual   = vidtv_demod_s2_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_demod_s2_cnr_2_qual);
  break;

 case SYS_DVBC_ANNEX_A:
  cnr2qual   = vidtv_demod_c_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_demod_c_cnr_2_qual);
  break;

 default:
  dev_warn_ratelimited(dev,
         "%s: unsupported delivery system: %u\n",
         __func__,
         c->delivery_system);
  break;
 }

 for (i = 0; i < array_size; i++)
  if (cnr2qual[i].modulation == c->modulation &&
      cnr2qual[i].fec == c->fec_inner)
   return &cnr2qual[i];

 return NULL; /* not found */
}

static void vidtv_clean_stats(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct dtv_frontend_properties *c = &fe->dtv_property_cache;

 /* Fill the length of each status counter */

 /* Signal is always available */
 c->strength.len = 1;
 c->strength.stat[0].scale = FE_SCALE_DECIBEL;
 c->strength.stat[0].svalue = 0;

 /* Usually available only after Viterbi lock */
 c->cnr.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->cnr.stat[0].svalue = 0;
 c->cnr.len = 1;

 /* Those depends on full lock */
 c->pre_bit_error.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->pre_bit_error.stat[0].uvalue = 0;
 c->pre_bit_error.len = 1;
 c->pre_bit_count.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->pre_bit_count.stat[0].uvalue = 0;
 c->pre_bit_count.len = 1;
 c->post_bit_error.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->post_bit_error.stat[0].uvalue = 0;
 c->post_bit_error.len = 1;
 c->post_bit_count.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->post_bit_count.stat[0].uvalue = 0;
 c->post_bit_count.len = 1;
 c->block_error.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->block_error.stat[0].uvalue = 0;
 c->block_error.len = 1;
 c->block_count.stat[0].scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
 c->block_count.stat[0].uvalue = 0;
 c->block_count.len = 1;
}

static void vidtv_demod_update_stats(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct dtv_frontend_properties *c = &fe->dtv_property_cache;
 struct vidtv_demod_state *state = fe->demodulator_priv;
 u32 scale;

 if (state->status & FE_HAS_LOCK) {
  scale = FE_SCALE_COUNTER;
  c->cnr.stat[0].scale = FE_SCALE_DECIBEL;
 } else {
  scale = FE_SCALE_NOT_AVAILABLE;
  c->cnr.stat[0].scale = scale;
 }

 c->pre_bit_error.stat[0].scale = scale;
 c->pre_bit_count.stat[0].scale = scale;
 c->post_bit_error.stat[0].scale = scale;
 c->post_bit_count.stat[0].scale = scale;
 c->block_error.stat[0].scale = scale;
 c->block_count.stat[0].scale = scale;

 /*
 * Add a 0.5% of randomness at the signal strength and CNR,
 * and make them different, as we want to have something closer
 * to a real case scenario.
 *
 * Also, usually, signal strength is a negative number in dBm.
 */
 c->strength.stat[0].svalue = state->tuner_cnr;
 c->strength.stat[0].svalue -= get_random_u32_below(state->tuner_cnr / 50);
 c->strength.stat[0].svalue -= 68000; /* Adjust to a better range */

 c->cnr.stat[0].svalue = state->tuner_cnr;
 c->cnr.stat[0].svalue -= get_random_u32_below(state->tuner_cnr / 50);
}

static int vidtv_demod_read_status(struct dvb_frontend *fe,
       enum fe_status *status)
{
 struct vidtv_demod_state *state = fe->demodulator_priv;
 const struct vidtv_demod_cnr_to_qual_s *cnr2qual = NULL;
 struct vidtv_demod_config *config = &state->config;
 u16 snr = 0;

 /* Simulate random lost of signal due to a bad-tuned channel */
 cnr2qual = vidtv_match_cnr_s(&state->frontend);

 if (cnr2qual && state->tuner_cnr < cnr2qual->cnr_good &&
     state->frontend.ops.tuner_ops.get_rf_strength) {
  state->frontend.ops.tuner_ops.get_rf_strength(&state->frontend,
             &snr);

  if (snr < cnr2qual->cnr_ok) {
   /* eventually lose the TS lock */
   if (get_random_u32_below(100) < config->drop_tslock_prob_on_low_snr)
    state->status = 0;
  } else {
   /* recover if the signal improves */
   if (get_random_u32_below(100) <
       config->recover_tslock_prob_on_good_snr)
    state->status = FE_HAS_SIGNAL  |
      FE_HAS_CARRIER |
      FE_HAS_VITERBI |
      FE_HAS_SYNC    |
      FE_HAS_LOCK;
  }
 }

 vidtv_demod_update_stats(&state->frontend);

 *status = state->status;

 return 0;
}

static int vidtv_demod_read_signal_strength(struct dvb_frontend *fe,
         u16 *strength)
{
 struct dtv_frontend_properties *c = &fe->dtv_property_cache;

 *strength = c->strength.stat[0].uvalue;

 return 0;
}

/*
 * NOTE:
 * This is implemented here just to be used as an example for real
 * demod drivers.
 *
 * Should only be implemented if it actually reads something from the hardware.
 * Also, it should check for the locks, in order to avoid report wrong data
 * to userspace.
 */
static int vidtv_demod_get_frontend(struct dvb_frontend *fe,
        struct dtv_frontend_properties *p)
{
 return 0;
}

static int vidtv_demod_set_frontend(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_demod_state *state = fe->demodulator_priv;
 u32 tuner_status = 0;
 int ret;

 if (!fe->ops.tuner_ops.set_params)
  return 0;

 fe->ops.tuner_ops.set_params(fe);

 /* store the CNR returned by the tuner */
 ret = fe->ops.tuner_ops.get_rf_strength(fe, &state->tuner_cnr);
 if (ret < 0)
  return ret;

 fe->ops.tuner_ops.get_status(fe, &tuner_status);
 state->status = (state->tuner_cnr > 0) ?  FE_HAS_SIGNAL  |
          FE_HAS_CARRIER |
          FE_HAS_VITERBI |
          FE_HAS_SYNC    |
          FE_HAS_LOCK  :
          0;

 vidtv_demod_update_stats(fe);

 if (fe->ops.i2c_gate_ctrl)
  fe->ops.i2c_gate_ctrl(fe, 0);

 return 0;
}

/*
 * NOTE:
 * This is implemented here just to be used as an example for real
 * demod drivers.
 *
 * Should only be implemented if the demod has support for DVB-S or DVB-S2
 */
static int vidtv_demod_set_tone(struct dvb_frontend *fe,
    enum fe_sec_tone_mode tone)
{
 return 0;
}

/*
 * NOTE:
 * This is implemented here just to be used as an example for real
 * demod drivers.
 *
 * Should only be implemented if the demod has support for DVB-S or DVB-S2
 */
static int vidtv_demod_set_voltage(struct dvb_frontend *fe,
       enum fe_sec_voltage voltage)
{
 return 0;
}

/*
 * NOTE:
 * This is implemented here just to be used as an example for real
 * demod drivers.
 *
 * Should only be implemented if the demod has support for DVB-S or DVB-S2
 */
static int vidtv_send_diseqc_msg(struct dvb_frontend *fe,
     struct dvb_diseqc_master_cmd *cmd)
{
 return 0;
}

/*
 * NOTE:
 * This is implemented here just to be used as an example for real
 * demod drivers.
 *
 * Should only be implemented if the demod has support for DVB-S or DVB-S2
 */
static int vidtv_diseqc_send_burst(struct dvb_frontend *fe,
       enum fe_sec_mini_cmd burst)
{
 return 0;
}

static void vidtv_demod_release(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_demod_state *state = fe->demodulator_priv;

 kfree(state);
}

static const struct dvb_frontend_ops vidtv_demod_ops = {
 .delsys = {
  SYS_DVBT,
  SYS_DVBT2,
  SYS_DVBC_ANNEX_A,
  SYS_DVBS,
  SYS_DVBS2,
 },

 .info = {
  .name                   = "Dummy demod for DVB-T/T2/C/S/S2",
  .frequency_min_hz       = 51 * MHz,
  .frequency_max_hz       = 2150 * MHz,
  .frequency_stepsize_hz  = 62500,
  .frequency_tolerance_hz = 29500 * kHz,
  .symbol_rate_min        = 1000000,
  .symbol_rate_max        = 45000000,

  .caps = FE_CAN_FEC_1_2 |
   FE_CAN_FEC_2_3 |
   FE_CAN_FEC_3_4 |
   FE_CAN_FEC_4_5 |
   FE_CAN_FEC_5_6 |
   FE_CAN_FEC_6_7 |
   FE_CAN_FEC_7_8 |
   FE_CAN_FEC_8_9 |
   FE_CAN_QAM_16 |
   FE_CAN_QAM_64 |
   FE_CAN_QAM_32 |
   FE_CAN_QAM_128 |
   FE_CAN_QAM_256 |
   FE_CAN_QAM_AUTO |
   FE_CAN_QPSK |
   FE_CAN_FEC_AUTO |
   FE_CAN_INVERSION_AUTO |
   FE_CAN_TRANSMISSION_MODE_AUTO |
   FE_CAN_GUARD_INTERVAL_AUTO |
   FE_CAN_HIERARCHY_AUTO,
 },

 .release = vidtv_demod_release,

 .set_frontend = vidtv_demod_set_frontend,
 .get_frontend = vidtv_demod_get_frontend,

 .read_status          = vidtv_demod_read_status,
 .read_signal_strength = vidtv_demod_read_signal_strength,

 /* For DVB-S/S2 */
 .set_voltage  = vidtv_demod_set_voltage,
 .set_tone  = vidtv_demod_set_tone,
 .diseqc_send_master_cmd = vidtv_send_diseqc_msg,
 .diseqc_send_burst = vidtv_diseqc_send_burst,

};

static const struct i2c_device_id vidtv_demod_i2c_id_table[] = {
 { "dvb_vidtv_demod" },
 {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, vidtv_demod_i2c_id_table);

static int vidtv_demod_i2c_probe(struct i2c_client *client)
{
 struct vidtv_tuner_config *config = client->dev.platform_data;
 struct vidtv_demod_state *state;

 /* allocate memory for the internal state */
 state = kzalloc(sizeof(*state), GFP_KERNEL);
 if (!state)
  return -ENOMEM;

 /* create dvb_frontend */
 memcpy(&state->frontend.ops,
        &vidtv_demod_ops,
        sizeof(struct dvb_frontend_ops));

 memcpy(&state->config, config, sizeof(state->config));

 state->frontend.demodulator_priv = state;
 i2c_set_clientdata(client, state);

 vidtv_clean_stats(&state->frontend);

 return 0;
}

static void vidtv_demod_i2c_remove(struct i2c_client *client)
{
 struct vidtv_demod_state *state = i2c_get_clientdata(client);

 kfree(state);
}

static struct i2c_driver vidtv_demod_i2c_driver = {
 .driver = {
  .name                = "dvb_vidtv_demod",
  .suppress_bind_attrs = true,
 },
 .probe    = vidtv_demod_i2c_probe,
 .remove   = vidtv_demod_i2c_remove,
 .id_table = vidtv_demod_i2c_id_table,
};

module_i2c_driver(vidtv_demod_i2c_driver);

MODULE_DESCRIPTION("Virtual DVB Demodulator Driver");
MODULE_AUTHOR("Daniel W. S. Almeida");
MODULE_LICENSE("GPL");