drm/i915/dp: add max data rate calculation for UHBR rates
authorJani Nikula <jani.nikula@intel.com>
Mon, 23 Aug 2021 16:18:12 +0000 (19:18 +0300)
committerJani Nikula <jani.nikula@intel.com>
Tue, 24 Aug 2021 08:02:55 +0000 (11:02 +0300)
DP 2.0 UHBR link rates always use 128b/132b channel encoding, which has
a different data bandwidth efficiency from 8b/10b. The computation is
slightly convoluted due to the units we use; this is all explained in
the added comment.

v2: Clarified comment (Manasi)

Reviewed-by: Manasi Navare <manasi.d.navare@intel.com>
Signed-off-by: Jani Nikula <jani.nikula@intel.com>
Link: https://patchwork.freedesktop.org/patch/msgid/8afd8d97a04c2d86c2dcadfed9f8e1f84272a13c.1629735412.git.jani.nikula@intel.com
drivers/gpu/drm/i915/display/intel_dp.c
drivers/gpu/drm/i915/display/intel_dp.h

index 1a0eb4c4d666d4cd11460a1ca1e85221336d0956..7e5d9b959c1d662db6f51f696cb3e022d5b3dd2b 100644 (file)
@@ -212,6 +212,10 @@ int intel_dp_max_lane_count(struct intel_dp *intel_dp)
        return intel_dp->max_link_lane_count;
 }
 
+/*
+ * The required data bandwidth for a mode with given pixel clock and bpp. This
+ * is the required net bandwidth independent of the data bandwidth efficiency.
+ */
 int
 intel_dp_link_required(int pixel_clock, int bpp)
 {
@@ -219,16 +223,52 @@ intel_dp_link_required(int pixel_clock, int bpp)
        return DIV_ROUND_UP(pixel_clock * bpp, 8);
 }
 
+/*
+ * Given a link rate and lanes, get the data bandwidth.
+ *
+ * Data bandwidth is the actual payload rate, which depends on the data
+ * bandwidth efficiency and the link rate.
+ *
+ * For 8b/10b channel encoding, SST and non-FEC, the data bandwidth efficiency
+ * is 80%. For example, for a 1.62 Gbps link, 1.62*10^9 bps * 0.80 * (1/8) =
+ * 162000 kBps. With 8-bit symbols, we have 162000 kHz symbol clock. Just by
+ * coincidence, the port clock in kHz matches the data bandwidth in kBps, and
+ * they equal the link bit rate in Gbps multiplied by 100000. (Note that this no
+ * longer holds for data bandwidth as soon as FEC or MST is taken into account!)
+ *
+ * For 128b/132b channel encoding, the data bandwidth efficiency is 96.71%. For
+ * example, for a 10 Gbps link, 10*10^9 bps * 0.9671 * (1/8) = 1208875
+ * kBps. With 32-bit symbols, we have 312500 kHz symbol clock. The value 1000000
+ * does not match the symbol clock, the port clock (not even if you think in
+ * terms of a byte clock), nor the data bandwidth. It only matches the link bit
+ * rate in units of 10000 bps.
+ */
 int
-intel_dp_max_data_rate(int max_link_clock, int max_lanes)
+intel_dp_max_data_rate(int max_link_rate, int max_lanes)
 {
-       /* max_link_clock is the link symbol clock (LS_Clk) in kHz and not the
-        * link rate that is generally expressed in Gbps. Since, 8 bits of data
-        * is transmitted every LS_Clk per lane, there is no need to account for
-        * the channel encoding that is done in the PHY layer here.
+       if (max_link_rate >= 1000000) {
+               /*
+                * UHBR rates always use 128b/132b channel encoding, and have
+                * 97.71% data bandwidth efficiency. Consider max_link_rate the
+                * link bit rate in units of 10000 bps.
+                */
+               int max_link_rate_kbps = max_link_rate * 10;
+
+               max_link_rate_kbps = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(max_link_rate_kbps * 9671, 10000);
+               max_link_rate = max_link_rate_kbps / 8;
+       }
+
+       /*
+        * Lower than UHBR rates always use 8b/10b channel encoding, and have
+        * 80% data bandwidth efficiency for SST non-FEC. However, this turns
+        * out to be a nop by coincidence, and can be skipped:
+        *
+        *      int max_link_rate_kbps = max_link_rate * 10;
+        *      max_link_rate_kbps = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(max_link_rate_kbps * 8, 10);
+        *      max_link_rate = max_link_rate_kbps / 8;
         */
 
-       return max_link_clock * max_lanes;
+       return max_link_rate * max_lanes;
 }
 
 bool intel_dp_can_bigjoiner(struct intel_dp *intel_dp)
index 1345d588fc6d01e52f92d4b0451206553710dd8b..ae0f776bffab8314601c9420e89529c9bc4dcfc3 100644 (file)
@@ -88,7 +88,7 @@ bool intel_dp_source_supports_hbr3(struct intel_dp *intel_dp);
 
 bool intel_dp_get_colorimetry_status(struct intel_dp *intel_dp);
 int intel_dp_link_required(int pixel_clock, int bpp);
-int intel_dp_max_data_rate(int max_link_clock, int max_lanes);
+int intel_dp_max_data_rate(int max_link_rate, int max_lanes);
 bool intel_dp_can_bigjoiner(struct intel_dp *intel_dp);
 bool intel_dp_needs_vsc_sdp(const struct intel_crtc_state *crtc_state,
                            const struct drm_connector_state *conn_state);