Quelle  vimc-scaler.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
/*
 * vimc-scaler.c Virtual Media Controller Driver
 *
 * Copyright (C) 2015-2017 Helen Koike <helen.fornazier@gmail.com>
 */

#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/v4l2-mediabus.h>
#include <media/v4l2-rect.h>
#include <media/v4l2-subdev.h>

#include "vimc-common.h"

/* Pad identifier */
enum vimc_scaler_pad {
 VIMC_SCALER_SINK = 0,
 VIMC_SCALER_SRC = 1,
};

#define VIMC_SCALER_FMT_WIDTH_DEFAULT  640
#define VIMC_SCALER_FMT_HEIGHT_DEFAULT 480

struct vimc_scaler_device {
 struct vimc_ent_device ved;
 struct v4l2_subdev sd;
 struct media_pad pads[2];

 u8 *src_frame;

 /*
 * Virtual "hardware" configuration, filled when the stream starts or
 * when controls are set.
 */
 struct {
  struct v4l2_mbus_framefmt sink_fmt;
  struct v4l2_mbus_framefmt src_fmt;
  struct v4l2_rect sink_crop;
  unsigned int bpp;
 } hw;
};

static const struct v4l2_mbus_framefmt fmt_default = {
 .width = VIMC_SCALER_FMT_WIDTH_DEFAULT,
 .height = VIMC_SCALER_FMT_HEIGHT_DEFAULT,
 .code = MEDIA_BUS_FMT_RGB888_1X24,
 .field = V4L2_FIELD_NONE,
 .colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB,
};

static const struct v4l2_rect crop_rect_default = {
 .width = VIMC_SCALER_FMT_WIDTH_DEFAULT,
 .height = VIMC_SCALER_FMT_HEIGHT_DEFAULT,
 .top = 0,
 .left = 0,
};

static const struct v4l2_rect crop_rect_min = {
 .width = VIMC_FRAME_MIN_WIDTH,
 .height = VIMC_FRAME_MIN_HEIGHT,
 .top = 0,
 .left = 0,
};

static struct v4l2_rect
vimc_scaler_get_crop_bound_sink(const struct v4l2_mbus_framefmt *sink_fmt)
{
 /* Get the crop bounds to clamp the crop rectangle correctly */
 struct v4l2_rect r = {
  .left = 0,
  .top = 0,
  .width = sink_fmt->width,
  .height = sink_fmt->height,
 };
 return r;
}

static int vimc_scaler_init_state(struct v4l2_subdev *sd,
      struct v4l2_subdev_state *sd_state)
{
 struct v4l2_mbus_framefmt *mf;
 struct v4l2_rect *r;
 unsigned int i;

 for (i = 0; i < sd->entity.num_pads; i++) {
  mf = v4l2_subdev_state_get_format(sd_state, i);
  *mf = fmt_default;
 }

 r = v4l2_subdev_state_get_crop(sd_state, VIMC_SCALER_SINK);
 *r = crop_rect_default;

 return 0;
}

static int vimc_scaler_enum_mbus_code(struct v4l2_subdev *sd,
       struct v4l2_subdev_state *sd_state,
       struct v4l2_subdev_mbus_code_enum *code)
{
 u32 mbus_code = vimc_mbus_code_by_index(code->index);
 const struct vimc_pix_map *vpix;

 if (!mbus_code)
  return -EINVAL;

 vpix = vimc_pix_map_by_code(mbus_code);

 /* We don't support bayer format */
 if (!vpix || vpix->bayer)
  return -EINVAL;

 code->code = mbus_code;

 return 0;
}

static int vimc_scaler_enum_frame_size(struct v4l2_subdev *sd,
        struct v4l2_subdev_state *sd_state,
        struct v4l2_subdev_frame_size_enum *fse)
{
 const struct vimc_pix_map *vpix;

 if (fse->index)
  return -EINVAL;

 /* Only accept code in the pix map table in non bayer format */
 vpix = vimc_pix_map_by_code(fse->code);
 if (!vpix || vpix->bayer)
  return -EINVAL;

 fse->min_width = VIMC_FRAME_MIN_WIDTH;
 fse->min_height = VIMC_FRAME_MIN_HEIGHT;

 fse->max_width = VIMC_FRAME_MAX_WIDTH;
 fse->max_height = VIMC_FRAME_MAX_HEIGHT;

 return 0;
}

static int vimc_scaler_set_fmt(struct v4l2_subdev *sd,
       struct v4l2_subdev_state *sd_state,
       struct v4l2_subdev_format *format)
{
 struct vimc_scaler_device *vscaler = v4l2_get_subdevdata(sd);
 struct v4l2_mbus_framefmt *fmt;

 /* Do not change the active format while stream is on */
 if (format->which == V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE && vscaler->src_frame)
  return -EBUSY;

 fmt = v4l2_subdev_state_get_format(sd_state, format->pad);

 /*
 * The media bus code and colorspace can only be changed on the sink
 * pad, the source pad only follows.
 */
 if (format->pad == VIMC_SCALER_SINK) {
  const struct vimc_pix_map *vpix;

  /* Only accept code in the pix map table in non bayer format. */
  vpix = vimc_pix_map_by_code(format->format.code);
  if (vpix && !vpix->bayer)
   fmt->code = format->format.code;
  else
   fmt->code = fmt_default.code;

  /* Clamp the colorspace to valid values. */
  fmt->colorspace = format->format.colorspace;
  fmt->ycbcr_enc = format->format.ycbcr_enc;
  fmt->quantization = format->format.quantization;
  fmt->xfer_func = format->format.xfer_func;
  vimc_colorimetry_clamp(fmt);
 }

 /* Clamp and align the width and height */
 fmt->width = clamp_t(u32, format->format.width, VIMC_FRAME_MIN_WIDTH,
        VIMC_FRAME_MAX_WIDTH) & ~1;
 fmt->height = clamp_t(u32, format->format.height, VIMC_FRAME_MIN_HEIGHT,
         VIMC_FRAME_MAX_HEIGHT) & ~1;

 /*
 * Propagate the sink pad format to the crop rectangle and the source
 * pad.
 */
 if (format->pad == VIMC_SCALER_SINK) {
  struct v4l2_mbus_framefmt *src_fmt;
  struct v4l2_rect *crop;

  crop = v4l2_subdev_state_get_crop(sd_state, VIMC_SCALER_SINK);
  crop->width = fmt->width;
  crop->height = fmt->height;
  crop->top = 0;
  crop->left = 0;

  src_fmt = v4l2_subdev_state_get_format(sd_state, VIMC_SCALER_SRC);
  *src_fmt = *fmt;
 }

 format->format = *fmt;

 return 0;
}

static int vimc_scaler_get_selection(struct v4l2_subdev *sd,
      struct v4l2_subdev_state *sd_state,
      struct v4l2_subdev_selection *sel)
{
 struct v4l2_mbus_framefmt *sink_fmt;

 if (VIMC_IS_SRC(sel->pad))
  return -EINVAL;

 switch (sel->target) {
 case V4L2_SEL_TGT_CROP:
  sel->r = *v4l2_subdev_state_get_crop(sd_state, VIMC_SCALER_SINK);
  break;
 case V4L2_SEL_TGT_CROP_BOUNDS:
  sink_fmt = v4l2_subdev_state_get_format(sd_state, VIMC_SCALER_SINK);
  sel->r = vimc_scaler_get_crop_bound_sink(sink_fmt);
  break;
 default:
  return -EINVAL;
 }

 return 0;
}

static void vimc_scaler_adjust_sink_crop(struct v4l2_rect *r,
          const struct v4l2_mbus_framefmt *sink_fmt)
{
 const struct v4l2_rect sink_rect =
  vimc_scaler_get_crop_bound_sink(sink_fmt);

 /* Disallow rectangles smaller than the minimal one. */
 v4l2_rect_set_min_size(r, &crop_rect_min);
 v4l2_rect_map_inside(r, &sink_rect);
}

static int vimc_scaler_set_selection(struct v4l2_subdev *sd,
      struct v4l2_subdev_state *sd_state,
      struct v4l2_subdev_selection *sel)
{
 struct vimc_scaler_device *vscaler = v4l2_get_subdevdata(sd);
 struct v4l2_mbus_framefmt *sink_fmt;
 struct v4l2_rect *crop_rect;

 /* Only support setting the crop of the sink pad */
 if (VIMC_IS_SRC(sel->pad) || sel->target != V4L2_SEL_TGT_CROP)
  return -EINVAL;

 if (sel->which == V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE && vscaler->src_frame)
  return -EBUSY;

 crop_rect = v4l2_subdev_state_get_crop(sd_state, VIMC_SCALER_SINK);
 sink_fmt = v4l2_subdev_state_get_format(sd_state, VIMC_SCALER_SINK);
 vimc_scaler_adjust_sink_crop(&sel->r, sink_fmt);
 *crop_rect = sel->r;

 return 0;
}

static const struct v4l2_subdev_pad_ops vimc_scaler_pad_ops = {
 .enum_mbus_code  = vimc_scaler_enum_mbus_code,
 .enum_frame_size = vimc_scaler_enum_frame_size,
 .get_fmt  = v4l2_subdev_get_fmt,
 .set_fmt  = vimc_scaler_set_fmt,
 .get_selection  = vimc_scaler_get_selection,
 .set_selection  = vimc_scaler_set_selection,
};

static int vimc_scaler_s_stream(struct v4l2_subdev *sd, int enable)
{
 struct vimc_scaler_device *vscaler = v4l2_get_subdevdata(sd);

 if (enable) {
  struct v4l2_subdev_state *state;
  const struct v4l2_mbus_framefmt *format;
  const struct v4l2_rect *rect;
  unsigned int frame_size;

  if (vscaler->src_frame)
   return 0;

  state = v4l2_subdev_lock_and_get_active_state(sd);

  /* Save the bytes per pixel of the sink. */
  format = v4l2_subdev_state_get_format(state, VIMC_SCALER_SINK);
  vscaler->hw.sink_fmt = *format;
  vscaler->hw.bpp = vimc_pix_map_by_code(format->code)->bpp;

  /* Calculate the frame size of the source pad. */
  format = v4l2_subdev_state_get_format(state, VIMC_SCALER_SRC);
  vscaler->hw.src_fmt = *format;
  frame_size = format->width * format->height * vscaler->hw.bpp;

  rect = v4l2_subdev_state_get_crop(state, VIMC_SCALER_SINK);
  vscaler->hw.sink_crop = *rect;

  v4l2_subdev_unlock_state(state);

  /*
 * Allocate the frame buffer. Use vmalloc to be able to allocate
 * a large amount of memory.
 */
  vscaler->src_frame = vmalloc(frame_size);
  if (!vscaler->src_frame)
   return -ENOMEM;
 } else {
  if (!vscaler->src_frame)
   return 0;

  vfree(vscaler->src_frame);
  vscaler->src_frame = NULL;
 }

 return 0;
}

static const struct v4l2_subdev_video_ops vimc_scaler_video_ops = {
 .s_stream = vimc_scaler_s_stream,
};

static const struct v4l2_subdev_ops vimc_scaler_ops = {
 .pad = &vimc_scaler_pad_ops,
 .video = &vimc_scaler_video_ops,
};

static const struct v4l2_subdev_internal_ops vimc_scaler_internal_ops = {
 .init_state = vimc_scaler_init_state,
};

static void vimc_scaler_fill_src_frame(const struct vimc_scaler_device *const vscaler,
        const u8 *const sink_frame)
{
 const struct v4l2_mbus_framefmt *sink_fmt = &vscaler->hw.sink_fmt;
 const struct v4l2_mbus_framefmt *src_fmt = &vscaler->hw.src_fmt;
 const struct v4l2_rect *r = &vscaler->hw.sink_crop;
 unsigned int src_x, src_y;
 u8 *walker = vscaler->src_frame;

 /* Set each pixel at the src_frame to its sink_frame equivalent */
 for (src_y = 0; src_y < src_fmt->height; src_y++) {
  unsigned int snk_y, y_offset;

  snk_y = (src_y * r->height) / src_fmt->height + r->top;
  y_offset = snk_y * sink_fmt->width * vscaler->hw.bpp;

  for (src_x = 0; src_x < src_fmt->width; src_x++) {
   unsigned int snk_x, x_offset, index;

   snk_x = (src_x * r->width) / src_fmt->width + r->left;
   x_offset = snk_x * vscaler->hw.bpp;
   index = y_offset + x_offset;
   memcpy(walker, &sink_frame[index], vscaler->hw.bpp);
   walker += vscaler->hw.bpp;
  }
 }
}

static void *vimc_scaler_process_frame(struct vimc_ent_device *ved,
        const void *sink_frame)
{
 struct vimc_scaler_device *vscaler = container_of(ved, struct vimc_scaler_device,
          ved);

 /* If the stream in this node is not active, just return */
 if (!vscaler->src_frame)
  return ERR_PTR(-EINVAL);

 vimc_scaler_fill_src_frame(vscaler, sink_frame);

 return vscaler->src_frame;
};

static void vimc_scaler_release(struct vimc_ent_device *ved)
{
 struct vimc_scaler_device *vscaler =
  container_of(ved, struct vimc_scaler_device, ved);

 v4l2_subdev_cleanup(&vscaler->sd);
 media_entity_cleanup(vscaler->ved.ent);
 kfree(vscaler);
}

static struct vimc_ent_device *vimc_scaler_add(struct vimc_device *vimc,
         const char *vcfg_name)
{
 struct v4l2_device *v4l2_dev = &vimc->v4l2_dev;
 struct vimc_scaler_device *vscaler;
 int ret;

 /* Allocate the vscaler struct */
 vscaler = kzalloc(sizeof(*vscaler), GFP_KERNEL);
 if (!vscaler)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);

 /* Initialize ved and sd */
 vscaler->pads[VIMC_SCALER_SINK].flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
 vscaler->pads[VIMC_SCALER_SRC].flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE;

 ret = vimc_ent_sd_register(&vscaler->ved, &vscaler->sd, v4l2_dev,
       vcfg_name,
       MEDIA_ENT_F_PROC_VIDEO_SCALER, 2,
       vscaler->pads, &vimc_scaler_internal_ops,
       &vimc_scaler_ops);
 if (ret) {
  kfree(vscaler);
  return ERR_PTR(ret);
 }

 vscaler->ved.process_frame = vimc_scaler_process_frame;
 vscaler->ved.dev = vimc->mdev.dev;

 return &vscaler->ved;
}

const struct vimc_ent_type vimc_scaler_type = {
 .add = vimc_scaler_add,
 .release = vimc_scaler_release
};