drivers/gpu/drm/vc4/vc4_txp.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright © 2018 Broadcom
   4  *
   5  * Authors:
   6  *      Eric Anholt <eric@anholt.net>
   7  *      Boris Brezillon <boris.brezillon@bootlin.com>
   8  */
   9
  10 #include <linux/clk.h>
  11 #include <linux/component.h>
  12 #include <linux/of_graph.h>
  13 #include <linux/of_platform.h>
  14 #include <linux/pm_runtime.h>
  15
  16 #include <drm/drm_atomic.h>
  17 #include <drm/drm_atomic_helper.h>
  18 #include <drm/drm_edid.h>
  19 #include <drm/drm_fb_cma_helper.h>
  20 #include <drm/drm_fourcc.h>
  21 #include <drm/drm_framebuffer.h>
  22 #include <drm/drm_panel.h>
  23 #include <drm/drm_probe_helper.h>
  24 #include <drm/drm_vblank.h>
  25 #include <drm/drm_writeback.h>
  26
  27 #include "vc4_drv.h"
  28 #include "vc4_regs.h"
  29
  30 /* Base address of the output.  Raster formats must be 4-byte aligned,
  31  * T and LT must be 16-byte aligned or maybe utile-aligned (docs are
  32  * inconsistent, but probably utile).
  33  */
  34 #define TXP_DST_PTR             0x00
  35
  36 /* Pitch in bytes for raster images, 16-byte aligned.  For tiled, it's
  37  * the width in tiles.
  38  */
  39 #define TXP_DST_PITCH           0x04
  40 /* For T-tiled imgaes, DST_PITCH should be the number of tiles wide,
  41  * shifted up.
  42  */
  43 # define TXP_T_TILE_WIDTH_SHIFT         7
  44 /* For LT-tiled images, DST_PITCH should be the number of utiles wide,
  45  * shifted up.
  46  */
  47 # define TXP_LT_TILE_WIDTH_SHIFT        4
  48
  49 /* Pre-rotation width/height of the image.  Must match HVS config.
  50  *
  51  * If TFORMAT and 32-bit, limit is 1920 for 32-bit and 3840 to 16-bit
  52  * and width/height must be tile or utile-aligned as appropriate.  If
  53  * transposing (rotating), width is limited to 1920.
  54  *
  55  * Height is limited to various numbers between 4088 and 4095.  I'd
  56  * just use 4088 to be safe.
  57  */
  58 #define TXP_DIM                 0x08
  59 # define TXP_HEIGHT_SHIFT               16
  60 # define TXP_HEIGHT_MASK                GENMASK(31, 16)
  61 # define TXP_WIDTH_SHIFT                0
  62 # define TXP_WIDTH_MASK                 GENMASK(15, 0)
  63
  64 #define TXP_DST_CTRL            0x0c
  65 /* These bits are set to 0x54 */
  66 #define TXP_PILOT_SHIFT                 24
  67 #define TXP_PILOT_MASK                  GENMASK(31, 24)
  68 /* Bits 22-23 are set to 0x01 */
  69 #define TXP_VERSION_SHIFT               22
  70 #define TXP_VERSION_MASK                GENMASK(23, 22)
  71
  72 /* Powers down the internal memory. */
  73 # define TXP_POWERDOWN                  BIT(21)
  74
  75 /* Enables storing the alpha component in 8888/4444, instead of
  76  * filling with ~ALPHA_INVERT.
  77  */
  78 # define TXP_ALPHA_ENABLE               BIT(20)
  79
  80 /* 4 bits, each enables stores for a channel in each set of 4 bytes.
  81  * Set to 0xf for normal operation.
  82  */
  83 # define TXP_BYTE_ENABLE_SHIFT          16
  84 # define TXP_BYTE_ENABLE_MASK           GENMASK(19, 16)
  85
  86 /* Debug: Generate VSTART again at EOF. */
  87 # define TXP_VSTART_AT_EOF              BIT(15)
  88
  89 /* Debug: Terminate the current frame immediately.  Stops AXI
  90  * writes.
  91  */
  92 # define TXP_ABORT                      BIT(14)
  93
  94 # define TXP_DITHER                     BIT(13)
  95
  96 /* Inverts alpha if TXP_ALPHA_ENABLE, chooses fill value for
  97  * !TXP_ALPHA_ENABLE.
  98  */
  99 # define TXP_ALPHA_INVERT               BIT(12)
 100
 101 /* Note: I've listed the channels here in high bit (in byte 3/2/1) to
 102  * low bit (in byte 0) order.
 103  */
 104 # define TXP_FORMAT_SHIFT               8
 105 # define TXP_FORMAT_MASK                GENMASK(11, 8)
 106 # define TXP_FORMAT_ABGR4444            0
 107 # define TXP_FORMAT_ARGB4444            1
 108 # define TXP_FORMAT_BGRA4444            2
 109 # define TXP_FORMAT_RGBA4444            3
 110 # define TXP_FORMAT_BGR565              6
 111 # define TXP_FORMAT_RGB565              7
 112 /* 888s are non-rotated, raster-only */
 113 # define TXP_FORMAT_BGR888              8
 114 # define TXP_FORMAT_RGB888              9
 115 # define TXP_FORMAT_ABGR8888            12
 116 # define TXP_FORMAT_ARGB8888            13
 117 # define TXP_FORMAT_BGRA8888            14
 118 # define TXP_FORMAT_RGBA8888            15
 119
 120 /* If TFORMAT is set, generates LT instead of T format. */
 121 # define TXP_LINEAR_UTILE               BIT(7)
 122
 123 /* Rotate output by 90 degrees. */
 124 # define TXP_TRANSPOSE                  BIT(6)
 125
 126 /* Generate a tiled format for V3D. */
 127 # define TXP_TFORMAT                    BIT(5)
 128
 129 /* Generates some undefined test mode output. */
 130 # define TXP_TEST_MODE                  BIT(4)
 131
 132 /* Request odd field from HVS. */
 133 # define TXP_FIELD                      BIT(3)
 134
 135 /* Raise interrupt when idle. */
 136 # define TXP_EI                         BIT(2)
 137
 138 /* Set when generating a frame, clears when idle. */
 139 # define TXP_BUSY                       BIT(1)
 140
 141 /* Starts a frame.  Self-clearing. */
 142 # define TXP_GO                         BIT(0)
 143
 144 /* Number of lines received and committed to memory. */
 145 #define TXP_PROGRESS            0x10
 146
 147 #define TXP_READ(offset) readl(txp->regs + (offset))
 148 #define TXP_WRITE(offset, val) writel(val, txp->regs + (offset))
 149
 150 struct vc4_txp {
 151         struct vc4_crtc base;
 152
 153         struct platform_device *pdev;
 154
 155         struct drm_writeback_connector connector;
 156
 157         void __iomem *regs;
 158 };
 159
 160 static inline struct vc4_txp *encoder_to_vc4_txp(struct drm_encoder *encoder)
 161 {
 162         return container_of(encoder, struct vc4_txp, connector.encoder);
 163 }
 164
 165 static inline struct vc4_txp *connector_to_vc4_txp(struct drm_connector *conn)
 166 {
 167         return container_of(conn, struct vc4_txp, connector.base);
 168 }
 169
 170 static const struct debugfs_reg32 txp_regs[] = {
 171         VC4_REG32(TXP_DST_PTR),
 172         VC4_REG32(TXP_DST_PITCH),
 173         VC4_REG32(TXP_DIM),
 174         VC4_REG32(TXP_DST_CTRL),
 175         VC4_REG32(TXP_PROGRESS),
 176 };
 177
 178 static int vc4_txp_connector_get_modes(struct drm_connector *connector)
 179 {
 180         struct drm_device *dev = connector->dev;
 181
 182         return drm_add_modes_noedid(connector, dev->mode_config.max_width,
 183                                     dev->mode_config.max_height);
 184 }
 185
 186 static enum drm_mode_status
 187 vc4_txp_connector_mode_valid(struct drm_connector *connector,
 188                              struct drm_display_mode *mode)
 189 {
 190         struct drm_device *dev = connector->dev;
 191         struct drm_mode_config *mode_config = &dev->mode_config;
 192         int w = mode->hdisplay, h = mode->vdisplay;
 193
 194         if (w < mode_config->min_width || w > mode_config->max_width)
 195                 return MODE_BAD_HVALUE;
 196
 197         if (h < mode_config->min_height || h > mode_config->max_height)
 198                 return MODE_BAD_VVALUE;
 199
 200         return MODE_OK;
 201 }
 202
 203 static const u32 drm_fmts[] = {
 204         DRM_FORMAT_RGB888,
 205         DRM_FORMAT_BGR888,
 206         DRM_FORMAT_XRGB8888,
 207         DRM_FORMAT_XBGR8888,
 208         DRM_FORMAT_ARGB8888,
 209         DRM_FORMAT_ABGR8888,
 210         DRM_FORMAT_RGBX8888,
 211         DRM_FORMAT_BGRX8888,
 212         DRM_FORMAT_RGBA8888,
 213         DRM_FORMAT_BGRA8888,
 214 };
 215
 216 static const u32 txp_fmts[] = {
 217         TXP_FORMAT_RGB888,
 218         TXP_FORMAT_BGR888,
 219         TXP_FORMAT_ARGB8888,
 220         TXP_FORMAT_ABGR8888,
 221         TXP_FORMAT_ARGB8888,
 222         TXP_FORMAT_ABGR8888,
 223         TXP_FORMAT_RGBA8888,
 224         TXP_FORMAT_BGRA8888,
 225         TXP_FORMAT_RGBA8888,
 226         TXP_FORMAT_BGRA8888,
 227 };
 228
 229 static void vc4_txp_armed(struct drm_crtc_state *state)
 230 {
 231         struct vc4_crtc_state *vc4_state = to_vc4_crtc_state(state);
 232
 233         vc4_state->txp_armed = true;
 234 }
 235
 236 static int vc4_txp_connector_atomic_check(struct drm_connector *conn,
 237                                           struct drm_atomic_state *state)
 238 {
 239         struct drm_connector_state *conn_state;
 240         struct drm_crtc_state *crtc_state;
 241         struct drm_framebuffer *fb;
 242         int i;
 243
 244         conn_state = drm_atomic_get_new_connector_state(state, conn);
 245         if (!conn_state->writeback_job)
 246                 return 0;
 247
 248         crtc_state = drm_atomic_get_new_crtc_state(state, conn_state->crtc);
 249
 250         fb = conn_state->writeback_job->fb;
 251         if (fb->width != crtc_state->mode.hdisplay ||
 252             fb->height != crtc_state->mode.vdisplay) {
 253                 DRM_DEBUG_KMS("Invalid framebuffer size %ux%u\n",
 254                               fb->width, fb->height);
 255                 return -EINVAL;
 256         }
 257
 258         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(drm_fmts); i++) {
 259                 if (fb->format->format == drm_fmts[i])
 260                         break;
 261         }
 262
 263         if (i == ARRAY_SIZE(drm_fmts))
 264                 return -EINVAL;
 265
 266         /* Pitch must be aligned on 16 bytes. */
 267         if (fb->pitches[0] & GENMASK(3, 0))
 268                 return -EINVAL;
 269
 270         vc4_txp_armed(crtc_state);
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static void vc4_txp_connector_atomic_commit(struct drm_connector *conn,
 276                                         struct drm_atomic_state *state)
 277 {
 278         struct drm_connector_state *conn_state = drm_atomic_get_new_connector_state(state,
 279                                                                                     conn);
 280         struct vc4_txp *txp = connector_to_vc4_txp(conn);
 281         struct drm_gem_cma_object *gem;
 282         struct drm_display_mode *mode;
 283         struct drm_framebuffer *fb;
 284         u32 ctrl;
 285         int i;
 286
 287         if (WARN_ON(!conn_state->writeback_job))
 288                 return;
 289
 290         mode = &conn_state->crtc->state->adjusted_mode;
 291         fb = conn_state->writeback_job->fb;
 292
 293         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(drm_fmts); i++) {
 294                 if (fb->format->format == drm_fmts[i])
 295                         break;
 296         }
 297
 298         if (WARN_ON(i == ARRAY_SIZE(drm_fmts)))
 299                 return;
 300
 301         ctrl = TXP_GO | TXP_EI |
 302                VC4_SET_FIELD(0xf, TXP_BYTE_ENABLE) |
 303                VC4_SET_FIELD(txp_fmts[i], TXP_FORMAT);
 304
 305         if (fb->format->has_alpha)
 306                 ctrl |= TXP_ALPHA_ENABLE;
 307         else
 308                 /*
 309                  * If TXP_ALPHA_ENABLE isn't set and TXP_ALPHA_INVERT is, the
 310                  * hardware will force the output padding to be 0xff.
 311                  */
 312                 ctrl |= TXP_ALPHA_INVERT;
 313
 314         gem = drm_fb_cma_get_gem_obj(fb, 0);
 315         TXP_WRITE(TXP_DST_PTR, gem->paddr + fb->offsets[0]);
 316         TXP_WRITE(TXP_DST_PITCH, fb->pitches[0]);
 317         TXP_WRITE(TXP_DIM,
 318                   VC4_SET_FIELD(mode->hdisplay, TXP_WIDTH) |
 319                   VC4_SET_FIELD(mode->vdisplay, TXP_HEIGHT));
 320
 321         TXP_WRITE(TXP_DST_CTRL, ctrl);
 322
 323         drm_writeback_queue_job(&txp->connector, conn_state);
 324 }
 325
 326 static const struct drm_connector_helper_funcs vc4_txp_connector_helper_funcs = {
 327         .get_modes = vc4_txp_connector_get_modes,
 328         .mode_valid = vc4_txp_connector_mode_valid,
 329         .atomic_check = vc4_txp_connector_atomic_check,
 330         .atomic_commit = vc4_txp_connector_atomic_commit,
 331 };
 332
 333 static enum drm_connector_status
 334 vc4_txp_connector_detect(struct drm_connector *connector, bool force)
 335 {
 336         return connector_status_connected;
 337 }
 338
 339 static void vc4_txp_connector_destroy(struct drm_connector *connector)
 340 {
 341         drm_connector_unregister(connector);
 342         drm_connector_cleanup(connector);
 343 }
 344
 345 static const struct drm_connector_funcs vc4_txp_connector_funcs = {
 346         .detect = vc4_txp_connector_detect,
 347         .fill_modes = drm_helper_probe_single_connector_modes,
 348         .destroy = vc4_txp_connector_destroy,
 349         .reset = drm_atomic_helper_connector_reset,
 350         .atomic_duplicate_state = drm_atomic_helper_connector_duplicate_state,
 351         .atomic_destroy_state = drm_atomic_helper_connector_destroy_state,
 352 };
 353
 354 static void vc4_txp_encoder_disable(struct drm_encoder *encoder)
 355 {
 356         struct vc4_txp *txp = encoder_to_vc4_txp(encoder);
 357
 358         if (TXP_READ(TXP_DST_CTRL) & TXP_BUSY) {
 359                 unsigned long timeout = jiffies + msecs_to_jiffies(1000);
 360
 361                 TXP_WRITE(TXP_DST_CTRL, TXP_ABORT);
 362
 363                 while (TXP_READ(TXP_DST_CTRL) & TXP_BUSY &&
 364                        time_before(jiffies, timeout))
 365                         ;
 366
 367                 WARN_ON(TXP_READ(TXP_DST_CTRL) & TXP_BUSY);
 368         }
 369
 370         TXP_WRITE(TXP_DST_CTRL, TXP_POWERDOWN);
 371 }
 372
 373 static const struct drm_encoder_helper_funcs vc4_txp_encoder_helper_funcs = {
 374         .disable = vc4_txp_encoder_disable,
 375 };
 376
 377 static int vc4_txp_enable_vblank(struct drm_crtc *crtc)
 378 {
 379         return 0;
 380 }
 381
 382 static void vc4_txp_disable_vblank(struct drm_crtc *crtc) {}
 383
 384 static const struct drm_crtc_funcs vc4_txp_crtc_funcs = {
 385         .set_config             = drm_atomic_helper_set_config,
 386         .page_flip              = vc4_page_flip,
 387         .reset                  = vc4_crtc_reset,
 388         .atomic_duplicate_state = vc4_crtc_duplicate_state,
 389         .atomic_destroy_state   = vc4_crtc_destroy_state,
 390         .enable_vblank          = vc4_txp_enable_vblank,
 391         .disable_vblank         = vc4_txp_disable_vblank,
 392 };
 393
 394 static int vc4_txp_atomic_check(struct drm_crtc *crtc,
 395                                 struct drm_atomic_state *state)
 396 {
 397         struct drm_crtc_state *crtc_state = drm_atomic_get_new_crtc_state(state,
 398                                                                           crtc);
 399         int ret;
 400
 401         ret = vc4_hvs_atomic_check(crtc, state);
 402         if (ret)
 403                 return ret;
 404
 405         crtc_state->no_vblank = true;
 406
 407         return 0;
 408 }
 409
 410 static void vc4_txp_atomic_enable(struct drm_crtc *crtc,
 411                                   struct drm_atomic_state *state)
 412 {
 413         drm_crtc_vblank_on(crtc);
 414         vc4_hvs_atomic_enable(crtc, state);
 415 }
 416
 417 static void vc4_txp_atomic_disable(struct drm_crtc *crtc,
 418                                    struct drm_atomic_state *state)
 419 {
 420         struct drm_device *dev = crtc->dev;
 421
 422         /* Disable vblank irq handling before crtc is disabled. */
 423         drm_crtc_vblank_off(crtc);
 424
 425         vc4_hvs_atomic_disable(crtc, state);
 426
 427         /*
 428          * Make sure we issue a vblank event after disabling the CRTC if
 429          * someone was waiting it.
 430          */
 431         if (crtc->state->event) {
 432                 unsigned long flags;
 433
 434                 spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
 435                 drm_crtc_send_vblank_event(crtc, crtc->state->event);
 436                 crtc->state->event = NULL;
 437                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
 438         }
 439 }
 440
 441 static const struct drm_crtc_helper_funcs vc4_txp_crtc_helper_funcs = {
 442         .atomic_check   = vc4_txp_atomic_check,
 443         .atomic_begin   = vc4_hvs_atomic_begin,
 444         .atomic_flush   = vc4_hvs_atomic_flush,
 445         .atomic_enable  = vc4_txp_atomic_enable,
 446         .atomic_disable = vc4_txp_atomic_disable,
 447 };
 448
 449 static irqreturn_t vc4_txp_interrupt(int irq, void *data)
 450 {
 451         struct vc4_txp *txp = data;
 452         struct vc4_crtc *vc4_crtc = &txp->base;
 453
 454         TXP_WRITE(TXP_DST_CTRL, TXP_READ(TXP_DST_CTRL) & ~TXP_EI);
 455         vc4_crtc_handle_vblank(vc4_crtc);
 456         drm_writeback_signal_completion(&txp->connector, 0);
 457
 458         return IRQ_HANDLED;
 459 }
 460
 461 static const struct vc4_crtc_data vc4_txp_crtc_data = {
 462         .debugfs_name = "txp_regs",
 463         .hvs_available_channels = BIT(2),
 464         .hvs_output = 2,
 465 };
 466
 467 static int vc4_txp_bind(struct device *dev, struct device *master, void *data)
 468 {
 469         struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
 470         struct drm_device *drm = dev_get_drvdata(master);
 471         struct vc4_crtc *vc4_crtc;
 472         struct vc4_txp *txp;
 473         struct drm_crtc *crtc;
 474         struct drm_encoder *encoder;
 475         int ret, irq;
 476
 477         irq = platform_get_irq(pdev, 0);
 478         if (irq < 0)
 479                 return irq;
 480
 481         txp = devm_kzalloc(dev, sizeof(*txp), GFP_KERNEL);
 482         if (!txp)
 483                 return -ENOMEM;
 484         vc4_crtc = &txp->base;
 485         crtc = &vc4_crtc->base;
 486
 487         vc4_crtc->pdev = pdev;
 488         vc4_crtc->data = &vc4_txp_crtc_data;
 489         vc4_crtc->feeds_txp = true;
 490
 491         txp->pdev = pdev;
 492
 493         txp->regs = vc4_ioremap_regs(pdev, 0);
 494         if (IS_ERR(txp->regs))
 495                 return PTR_ERR(txp->regs);
 496         vc4_crtc->regset.base = txp->regs;
 497         vc4_crtc->regset.regs = txp_regs;
 498         vc4_crtc->regset.nregs = ARRAY_SIZE(txp_regs);
 499
 500         drm_connector_helper_add(&txp->connector.base,
 501                                  &vc4_txp_connector_helper_funcs);
 502         ret = drm_writeback_connector_init(drm, &txp->connector,
 503                                            &vc4_txp_connector_funcs,
 504                                            &vc4_txp_encoder_helper_funcs,
 505                                            drm_fmts, ARRAY_SIZE(drm_fmts),
 506                                            0);
 507         if (ret)
 508                 return ret;
 509
 510         ret = vc4_crtc_init(drm, vc4_crtc,
 511                             &vc4_txp_crtc_funcs, &vc4_txp_crtc_helper_funcs);
 512         if (ret)
 513                 return ret;
 514
 515         encoder = &txp->connector.encoder;
 516         encoder->possible_crtcs = drm_crtc_mask(crtc);
 517
 518         ret = devm_request_irq(dev, irq, vc4_txp_interrupt, 0,
 519                                dev_name(dev), txp);
 520         if (ret)
 521                 return ret;
 522
 523         dev_set_drvdata(dev, txp);
 524
 525         vc4_debugfs_add_regset32(drm, "txp_regs", &vc4_crtc->regset);
 526
 527         return 0;
 528 }
 529
 530 static void vc4_txp_unbind(struct device *dev, struct device *master,
 531                            void *data)
 532 {
 533         struct vc4_txp *txp = dev_get_drvdata(dev);
 534
 535         vc4_txp_connector_destroy(&txp->connector.base);
 536 }
 537
 538 static const struct component_ops vc4_txp_ops = {
 539         .bind   = vc4_txp_bind,
 540         .unbind = vc4_txp_unbind,
 541 };
 542
 543 static int vc4_txp_probe(struct platform_device *pdev)
 544 {
 545         return component_add(&pdev->dev, &vc4_txp_ops);
 546 }
 547
 548 static int vc4_txp_remove(struct platform_device *pdev)
 549 {
 550         component_del(&pdev->dev, &vc4_txp_ops);
 551         return 0;
 552 }
 553
 554 static const struct of_device_id vc4_txp_dt_match[] = {
 555         { .compatible = "brcm,bcm2835-txp" },
 556         { /* sentinel */ },
 557 };
 558
 559 struct platform_driver vc4_txp_driver = {
 560         .probe = vc4_txp_probe,
 561         .remove = vc4_txp_remove,
 562         .driver = {
 563                 .name = "vc4_txp",
 564                 .of_match_table = vc4_txp_dt_match,
 565         },
 566 };