Quelle  udl_transfer.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Copyright (C) 2012 Red Hat
 * based in parts on udlfb.c:
 * Copyright (C) 2009 Roberto De Ioris <roberto@unbit.it>
 * Copyright (C) 2009 Jaya Kumar <jayakumar.lkml@gmail.com>
 * Copyright (C) 2009 Bernie Thompson <bernie@plugable.com>
 */

#include <linux/unaligned.h>

#include "udl_drv.h"
#include "udl_proto.h"

#define MAX_CMD_PIXELS  255

#define RLX_HEADER_BYTES 7
#define MIN_RLX_PIX_BYTES       4
#define MIN_RLX_CMD_BYTES (RLX_HEADER_BYTES + MIN_RLX_PIX_BYTES)

#define RLE_HEADER_BYTES 6
#define MIN_RLE_PIX_BYTES 3
#define MIN_RLE_CMD_BYTES (RLE_HEADER_BYTES + MIN_RLE_PIX_BYTES)

#define RAW_HEADER_BYTES 6
#define MIN_RAW_PIX_BYTES 2
#define MIN_RAW_CMD_BYTES (RAW_HEADER_BYTES + MIN_RAW_PIX_BYTES)

static inline u16 pixel32_to_be16(const uint32_t pixel)
{
 return (((pixel >> 3) & 0x001f) |
  ((pixel >> 5) & 0x07e0) |
  ((pixel >> 8) & 0xf800));
}

static inline u16 get_pixel_val16(const uint8_t *pixel, int log_bpp)
{
 u16 pixel_val16;
 if (log_bpp == 1)
  pixel_val16 = *(const uint16_t *)pixel;
 else
  pixel_val16 = pixel32_to_be16(*(const uint32_t *)pixel);
 return pixel_val16;
}

/*
 * Render a command stream for an encoded horizontal line segment of pixels.
 *
 * A command buffer holds several commands.
 * It always begins with a fresh command header
 * (the protocol doesn't require this, but we enforce it to allow
 * multiple buffers to be potentially encoded and sent in parallel).
 * A single command encodes one contiguous horizontal line of pixels
 *
 * The function relies on the client to do all allocation, so that
 * rendering can be done directly to output buffers (e.g. USB URBs).
 * The function fills the supplied command buffer, providing information
 * on where it left off, so the client may call in again with additional
 * buffers if the line will take several buffers to complete.
 *
 * A single command can transmit a maximum of 256 pixels,
 * regardless of the compression ratio (protocol design limit).
 * To the hardware, 0 for a size byte means 256
 *
 * Rather than 256 pixel commands which are either rl or raw encoded,
 * the rlx command simply assumes alternating raw and rl spans within one cmd.
 * This has a slightly larger header overhead, but produces more even results.
 * It also processes all data (read and write) in a single pass.
 * Performance benchmarks of common cases show it having just slightly better
 * compression than 256 pixel raw or rle commands, with similar CPU consumpion.
 * But for very rl friendly data, will compress not quite as well.
 */
static void udl_compress_hline16(
 const u8 **pixel_start_ptr,
 const u8 *const pixel_end,
 uint32_t *device_address_ptr,
 uint8_t **command_buffer_ptr,
 const uint8_t *const cmd_buffer_end, int log_bpp)
{
 const int bpp = 1 << log_bpp;
 const u8 *pixel = *pixel_start_ptr;
 uint32_t dev_addr  = *device_address_ptr;
 uint8_t *cmd = *command_buffer_ptr;

 while ((pixel_end > pixel) &&
        (cmd_buffer_end - MIN_RLX_CMD_BYTES > cmd)) {
  uint8_t *raw_pixels_count_byte = NULL;
  uint8_t *cmd_pixels_count_byte = NULL;
  const u8 *raw_pixel_start = NULL;
  const u8 *cmd_pixel_start, *cmd_pixel_end = NULL;
  uint16_t pixel_val16;

  *cmd++ = UDL_MSG_BULK;
  *cmd++ = UDL_CMD_WRITERLX16;
  *cmd++ = (uint8_t) ((dev_addr >> 16) & 0xFF);
  *cmd++ = (uint8_t) ((dev_addr >> 8) & 0xFF);
  *cmd++ = (uint8_t) ((dev_addr) & 0xFF);

  cmd_pixels_count_byte = cmd++; /*  we'll know this later */
  cmd_pixel_start = pixel;

  raw_pixels_count_byte = cmd++; /*  we'll know this later */
  raw_pixel_start = pixel;

  cmd_pixel_end = pixel + (min3(MAX_CMD_PIXELS + 1UL,
     (unsigned long)(pixel_end - pixel) >> log_bpp,
     (unsigned long)(cmd_buffer_end - 1 - cmd) / 2) << log_bpp);

  pixel_val16 = get_pixel_val16(pixel, log_bpp);

  while (pixel < cmd_pixel_end) {
   const u8 *const start = pixel;
   const uint16_t repeating_pixel_val16 = pixel_val16;

   put_unaligned_be16(pixel_val16, cmd);

   cmd += 2;
   pixel += bpp;

   while (pixel < cmd_pixel_end) {
    pixel_val16 = get_pixel_val16(pixel, log_bpp);
    if (pixel_val16 != repeating_pixel_val16)
     break;
    pixel += bpp;
   }

   if (unlikely(pixel > start + bpp)) {
    /* go back and fill in raw pixel count */
    *raw_pixels_count_byte = (((start -
      raw_pixel_start) >> log_bpp) + 1) & 0xFF;

    /* immediately after raw data is repeat byte */
    *cmd++ = (((pixel - start) >> log_bpp) - 1) & 0xFF;

    /* Then start another raw pixel span */
    raw_pixel_start = pixel;
    raw_pixels_count_byte = cmd++;
   }
  }

  if (pixel > raw_pixel_start) {
   /* finalize last RAW span */
   *raw_pixels_count_byte = ((pixel - raw_pixel_start) >> log_bpp) & 0xFF;
  } else {
   /* undo unused byte */
   cmd--;
  }

  *cmd_pixels_count_byte = ((pixel - cmd_pixel_start) >> log_bpp) & 0xFF;
  dev_addr += ((pixel - cmd_pixel_start) >> log_bpp) * 2;
 }

 if (cmd_buffer_end <= MIN_RLX_CMD_BYTES + cmd) {
  /* Fill leftover bytes with no-ops */
  if (cmd_buffer_end > cmd)
   memset(cmd, UDL_MSG_BULK, cmd_buffer_end - cmd);
  cmd = (uint8_t *) cmd_buffer_end;
 }

 *command_buffer_ptr = cmd;
 *pixel_start_ptr = pixel;
 *device_address_ptr = dev_addr;

 return;
}

/*
 * There are 3 copies of every pixel: The front buffer that the fbdev
 * client renders to, the actual framebuffer across the USB bus in hardware
 * (that we can only write to, slowly, and can never read), and (optionally)
 * our shadow copy that tracks what's been sent to that hardware buffer.
 */
int udl_render_hline(struct udl_device *udl, int log_bpp, struct urb **urb_ptr,
       const char *front, char **urb_buf_ptr,
       u32 byte_offset, u32 device_byte_offset,
       u32 byte_width)
{
 const u8 *line_start, *line_end, *next_pixel;
 u32 base16 = 0 + (device_byte_offset >> log_bpp) * 2;
 struct urb *urb = *urb_ptr;
 u8 *cmd = *urb_buf_ptr;
 u8 *cmd_end = (u8 *) urb->transfer_buffer + urb->transfer_buffer_length;

 if (WARN_ON(!(log_bpp == 1 || log_bpp == 2))) {
  /* need to finish URB at error from this function */
  udl_urb_completion(urb);
  return -EINVAL;
 }

 line_start = (u8 *) (front + byte_offset);
 next_pixel = line_start;
 line_end = next_pixel + byte_width;

 while (next_pixel < line_end) {

  udl_compress_hline16(&next_pixel,
        line_end, &base16,
        (u8 **) &cmd, (u8 *) cmd_end, log_bpp);

  if (cmd >= cmd_end) {
   int len = cmd - (u8 *) urb->transfer_buffer;
   int ret = udl_submit_urb(udl, urb, len);
   if (ret)
    return ret;
   urb = udl_get_urb(udl);
   if (!urb)
    return -EAGAIN;
   *urb_ptr = urb;
   cmd = urb->transfer_buffer;
   cmd_end = &cmd[urb->transfer_buffer_length];
  }
 }

 *urb_buf_ptr = cmd;

 return 0;
}