Quelle  hva.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
/*
 * Copyright (C) STMicroelectronics SA 2015
 * Authors: Yannick Fertre <yannick.fertre@st.com>
 *          Hugues Fruchet <hugues.fruchet@st.com>
 */

#ifndef HVA_H
#define HVA_H

#include <media/v4l2-ctrls.h>
#include <media/v4l2-device.h>
#include <media/videobuf2-v4l2.h>
#include <media/v4l2-mem2mem.h>

#define fh_to_ctx(f)    (container_of(f, struct hva_ctx, fh))

#define hva_to_dev(h)   (h->dev)

#define ctx_to_dev(c)   (c->hva_dev->dev)

#define ctx_to_hdev(c)  (c->hva_dev)

#define HVA_NAME "st-hva"
#define HVA_PREFIX "[---:----]"

extern const struct hva_enc nv12h264enc;
extern const struct hva_enc nv21h264enc;

/**
 * struct hva_frameinfo - information about hva frame
 *
 * @pixelformat:    fourcc code for uncompressed video format
 * @width:          width of frame
 * @height:         height of frame
 * @aligned_width:  width of frame (with encoder alignment constraint)
 * @aligned_height: height of frame (with encoder alignment constraint)
 * @size:           maximum size in bytes required for data
*/
struct hva_frameinfo {
 u32 pixelformat;
 u32 width;
 u32 height;
 u32 aligned_width;
 u32 aligned_height;
 u32 size;
};

/**
 * struct hva_streaminfo - information about hva stream
 *
 * @streamformat: fourcc code of compressed video format (H.264...)
 * @width:        width of stream
 * @height:       height of stream
 * @profile:      profile string
 * @level:        level string
 */
struct hva_streaminfo {
 u32 streamformat;
 u32 width;
 u32 height;
 u8 profile[32];
 u8 level[32];
};

/**
 * struct hva_controls - hva controls set
 *
 * @time_per_frame: time per frame in seconds
 * @bitrate_mode:   bitrate mode (constant bitrate or variable bitrate)
 * @gop_size:       groupe of picture size
 * @bitrate:        bitrate (in bps)
 * @aspect:         video aspect
 * @profile:        H.264 profile
 * @level:          H.264 level
 * @entropy_mode:   H.264 entropy mode (CABAC or CVLC)
 * @cpb_size:       coded picture buffer size (in kB)
 * @dct8x8:         transform mode 8x8 enable
 * @qpmin:          minimum quantizer
 * @qpmax:          maximum quantizer
 * @vui_sar:        pixel aspect ratio enable
 * @vui_sar_idc:    pixel aspect ratio identifier
 * @sei_fp:         sei frame packing arrangement enable
 * @sei_fp_type:    sei frame packing arrangement type
 */
struct hva_controls {
 struct v4l2_fract     time_per_frame;
 enum v4l2_mpeg_video_bitrate_mode   bitrate_mode;
 u32       gop_size;
 u32       bitrate;
 enum v4l2_mpeg_video_aspect    aspect;
 enum v4l2_mpeg_video_h264_profile   profile;
 enum v4l2_mpeg_video_h264_level    level;
 enum v4l2_mpeg_video_h264_entropy_mode   entropy_mode;
 u32       cpb_size;
 bool       dct8x8;
 u32       qpmin;
 u32       qpmax;
 bool       vui_sar;
 enum v4l2_mpeg_video_h264_vui_sar_idc   vui_sar_idc;
 bool       sei_fp;
 enum v4l2_mpeg_video_h264_sei_fp_arrangement_type sei_fp_type;
};

/**
 * struct hva_frame - hva frame buffer (output)
 *
 * @vbuf:     video buffer information for V4L2
 * @list:     V4L2 m2m list that the frame belongs to
 * @info:     frame information (width, height, format, alignment...)
 * @paddr:    physical address (for hardware)
 * @vaddr:    virtual address (kernel can read/write)
 * @prepared: true if vaddr/paddr are resolved
 */
struct hva_frame {
 struct vb2_v4l2_buffer vbuf;
 struct list_head list;
 struct hva_frameinfo info;
 dma_addr_t  paddr;
 void   *vaddr;
 bool   prepared;
};

/*
 * to_hva_frame() - cast struct vb2_v4l2_buffer * to struct hva_frame *
 */
#define to_hva_frame(vb) \
 container_of(vb, struct hva_frame, vbuf)

/**
 * struct hva_stream - hva stream buffer (capture)
 *
 * @vbuf:       video buffer information for V4L2
 * @list:       V4L2 m2m list that the frame belongs to
 * @paddr:      physical address (for hardware)
 * @vaddr:      virtual address (kernel can read/write)
 * @prepared:   true if vaddr/paddr are resolved
 * @size:       size of the buffer in bytes
 * @bytesused:  number of bytes occupied by data in the buffer
 */
struct hva_stream {
 struct vb2_v4l2_buffer vbuf;
 struct list_head list;
 dma_addr_t  paddr;
 void   *vaddr;
 bool   prepared;
 unsigned int  size;
 unsigned int  bytesused;
};

/*
 * to_hva_stream() - cast struct vb2_v4l2_buffer * to struct hva_stream *
 */
#define to_hva_stream(vb) \
 container_of(vb, struct hva_stream, vbuf)

#ifdef CONFIG_VIDEO_STI_HVA_DEBUGFS
/**
 * struct hva_ctx_dbg - instance context debug info
 *
 * @debugfs_entry:      debugfs entry
 * @is_valid_period:    true if the sequence is valid for performance
 * @begin:              start time of last HW task
 * @total_duration:     total HW processing durations in 0.1ms
 * @cnt_duration:       number of HW processings
 * @min_duration:       minimum HW processing duration in 0.1ms
 * @max_duration:       maximum HW processing duration in 0.1ms
 * @avg_duration:       average HW processing duration in 0.1ms
 * @max_fps:            maximum frames encoded per second (in 0.1Hz)
 * @total_period:       total encoding periods in 0.1ms
 * @cnt_period:         number of periods
 * @min_period:         minimum encoding period in 0.1ms
 * @max_period:         maximum encoding period in 0.1ms
 * @avg_period:         average encoding period in 0.1ms
 * @total_stream_size:  total number of encoded bytes
 * @avg_fps:            average frames encoded per second (in 0.1Hz)
 * @window_duration:    duration of the sampling window in 0.1ms
 * @cnt_window:         number of samples in the window
 * @window_stream_size: number of encoded bytes upon the sampling window
 * @last_bitrate:       bitrate upon the last sampling window
 * @min_bitrate:        minimum bitrate in kbps
 * @max_bitrate:        maximum bitrate in kbps
 * @avg_bitrate:        average bitrate in kbps
 */
struct hva_ctx_dbg {
 struct dentry *debugfs_entry;
 bool  is_valid_period;
 ktime_t  begin;
 u32  total_duration;
 u32  cnt_duration;
 u32  min_duration;
 u32  max_duration;
 u32  avg_duration;
 u32  max_fps;
 u32  total_period;
 u32  cnt_period;
 u32  min_period;
 u32  max_period;
 u32  avg_period;
 u32  total_stream_size;
 u32  avg_fps;
 u32  window_duration;
 u32  cnt_window;
 u32  window_stream_size;
 u32  last_bitrate;
 u32  min_bitrate;
 u32  max_bitrate;
 u32  avg_bitrate;
};
#endif

struct hva_dev;
struct hva_enc;

/**
 * struct hva_ctx - context of hva instance
 *
 * @hva_dev:         the device that this instance is associated with
 * @fh:              V4L2 file handle
 * @ctrl_handler:    V4L2 controls handler
 * @ctrls:           hva controls set
 * @id:              instance identifier
 * @aborting:        true if current job aborted
 * @name:            instance name (debug purpose)
 * @run_work:        encode work
 * @lock:            mutex used to lock access of this context
 * @flags:           validity of streaminfo and frameinfo fields
 * @frame_num:       frame number
 * @stream_num:      stream number
 * @max_stream_size: maximum size in bytes required for stream data
 * @colorspace:      colorspace identifier
 * @xfer_func:       transfer function identifier
 * @ycbcr_enc:       Y'CbCr encoding identifier
 * @quantization:    quantization identifier
 * @streaminfo:      stream properties
 * @frameinfo:       frame properties
 * @enc:             current encoder
 * @priv:            private codec data for this instance, allocated
 *                   by encoder @open time
 * @hw_err:          true if hardware error detected
 * @encoded_frames:  number of encoded frames
 * @sys_errors:      number of system errors (memory, resource, pm...)
 * @encode_errors:   number of encoding errors (hw/driver errors)
 * @frame_errors:    number of frame errors (format, size, header...)
 * @dbg:             context debug info
 */
struct hva_ctx {
 struct hva_dev   *hva_dev;
 struct v4l2_fh   fh;
 struct v4l2_ctrl_handler ctrl_handler;
 struct hva_controls  ctrls;
 u8    id;
 bool    aborting;
 char    name[100];
 struct work_struct  run_work;
 /* mutex protecting this data structure */
 struct mutex   lock;
 u32    flags;
 u32    frame_num;
 u32    stream_num;
 u32    max_stream_size;
 enum v4l2_colorspace  colorspace;
 enum v4l2_xfer_func  xfer_func;
 enum v4l2_ycbcr_encoding ycbcr_enc;
 enum v4l2_quantization  quantization;
 struct hva_streaminfo  streaminfo;
 struct hva_frameinfo  frameinfo;
 struct hva_enc   *enc;
 void    *priv;
 bool    hw_err;
 u32    encoded_frames;
 u32    sys_errors;
 u32    encode_errors;
 u32    frame_errors;
#ifdef CONFIG_VIDEO_STI_HVA_DEBUGFS
 struct hva_ctx_dbg  dbg;
#endif
};

#define HVA_FLAG_STREAMINFO 0x0001
#define HVA_FLAG_FRAMEINFO 0x0002

#ifdef CONFIG_VIDEO_STI_HVA_DEBUGFS
/**
 * struct hva_dev_dbg - device debug info
 *
 * @debugfs_entry: debugfs entry
 * @last_ctx:      debug information about last running instance context
 */
struct hva_dev_dbg {
 struct dentry *debugfs_entry;
 struct hva_ctx last_ctx;
};
#endif

#define HVA_MAX_INSTANCES 16
#define HVA_MAX_ENCODERS 10
#define HVA_MAX_FORMATS  HVA_MAX_ENCODERS

/**
 * struct hva_dev - abstraction for hva entity
 *
 * @v4l2_dev:            V4L2 device
 * @vdev:                video device
 * @pdev:                platform device
 * @dev:                 device
 * @lock:                mutex used for critical sections & V4L2 ops
 *                       serialization
 * @m2m_dev:             memory-to-memory V4L2 device information
 * @instances:           opened instances
 * @nb_of_instances:     number of opened instances
 * @instance_id:         rolling counter identifying an instance (debug purpose)
 * @regs:                register io memory access
 * @esram_addr:          esram address
 * @esram_size:          esram size
 * @clk:                 hva clock
 * @irq_its:             status interruption
 * @irq_err:             error interruption
 * @work_queue:          work queue to handle the encode jobs
 * @protect_mutex:       mutex used to lock access of hardware
 * @interrupt:           completion interrupt
 * @ip_version:          IP hardware version
 * @encoders:            registered encoders
 * @nb_of_encoders:      number of registered encoders
 * @pixelformats:        supported uncompressed video formats
 * @nb_of_pixelformats:  number of supported umcompressed video formats
 * @streamformats:       supported compressed video formats
 * @nb_of_streamformats: number of supported compressed video formats
 * @sfl_reg:             status fifo level register value
 * @sts_reg:             status register value
 * @lmi_err_reg:         local memory interface error register value
 * @emi_err_reg:         external memory interface error register value
 * @hec_mif_err_reg:     HEC memory interface error register value
 * @dbg:                 device debug info
 */
struct hva_dev {
 struct v4l2_device v4l2_dev;
 struct video_device *vdev;
 struct platform_device *pdev;
 struct device  *dev;
 /* mutex protecting vb2_queue structure */
 struct mutex  lock;
 struct v4l2_m2m_dev *m2m_dev;
 struct hva_ctx  *instances[HVA_MAX_INSTANCES];
 unsigned int  nb_of_instances;
 unsigned int  instance_id;
 void __iomem  *regs;
 u32   esram_addr;
 u32   esram_size;
 struct clk  *clk;
 int   irq_its;
 int   irq_err;
 struct workqueue_struct *work_queue;
 /* mutex protecting hardware access */
 struct mutex  protect_mutex;
 struct completion interrupt;
 unsigned long int ip_version;
 const struct hva_enc *encoders[HVA_MAX_ENCODERS];
 u32   nb_of_encoders;
 u32   pixelformats[HVA_MAX_FORMATS];
 u32   nb_of_pixelformats;
 u32   streamformats[HVA_MAX_FORMATS];
 u32   nb_of_streamformats;
 u32   sfl_reg;
 u32   sts_reg;
 u32   lmi_err_reg;
 u32   emi_err_reg;
 u32   hec_mif_err_reg;
#ifdef CONFIG_VIDEO_STI_HVA_DEBUGFS
 struct hva_dev_dbg dbg;
#endif
};

/**
 * struct hva_enc - hva encoder
 *
 * @name:         encoder name
 * @streamformat: fourcc code for compressed video format (H.264...)
 * @pixelformat:  fourcc code for uncompressed video format
 * @max_width:    maximum width of frame for this encoder
 * @max_height:   maximum height of frame for this encoder
 * @open:         open encoder
 * @close:        close encoder
 * @encode:       encode a frame (struct hva_frame) in a stream
 *                (struct hva_stream)
 */

struct hva_enc {
 const char *name;
 u32  streamformat;
 u32  pixelformat;
 u32  max_width;
 u32  max_height;
 int  (*open)(struct hva_ctx *ctx);
 int  (*close)(struct hva_ctx *ctx);
 int  (*encode)(struct hva_ctx *ctx, struct hva_frame *frame,
      struct hva_stream *stream);
};

#ifdef CONFIG_VIDEO_STI_HVA_DEBUGFS
void hva_debugfs_create(struct hva_dev *hva);
void hva_debugfs_remove(struct hva_dev *hva);
void hva_dbg_ctx_create(struct hva_ctx *ctx);
void hva_dbg_ctx_remove(struct hva_ctx *ctx);
void hva_dbg_perf_begin(struct hva_ctx *ctx);
void hva_dbg_perf_end(struct hva_ctx *ctx, struct hva_stream *stream);
#endif

#endif /* HVA_H */