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 <[email protected]>
   7  *      Boris Brezillon <[email protected]>
   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_panel.h>
  22 #include <drm/drm_probe_helper.h>
  23 #include <drm/drm_vblank.h>
  24 #include <drm/drm_writeback.h>
  25
  26 #include "vc4_drv.h"
  27 #include "vc4_regs.h"
  28
  29 /* Base address of the output.  Raster formats must be 4-byte aligned,
  30  * T and LT must be 16-byte aligned or maybe utile-aligned (docs are
  31  * inconsistent, but probably utile).
  32  */
  33 #define TXP_DST_PTR             0x00
  34
  35 /* Pitch in bytes for raster images, 16-byte aligned.  For tiled, it's
  36  * the width in tiles.
  37  */
  38 #define TXP_DST_PITCH           0x04
  39 /* For T-tiled imgaes, DST_PITCH should be the number of tiles wide,
  40  * shifted up.
  41  */
  42 # define TXP_T_TILE_WIDTH_SHIFT         7
  43 /* For LT-tiled images, DST_PITCH should be the number of utiles wide,
  44  * shifted up.
  45  */
  46 # define TXP_LT_TILE_WIDTH_SHIFT        4
  47
  48 /* Pre-rotation width/height of the image.  Must match HVS config.
  49  *
  50  * If TFORMAT and 32-bit, limit is 1920 for 32-bit and 3840 to 16-bit
  51  * and width/height must be tile or utile-aligned as appropriate.  If
  52  * transposing (rotating), width is limited to 1920.
  53  *
  54  * Height is limited to various numbers between 4088 and 4095.  I'd
  55  * just use 4088 to be safe.
  56  */
  57 #define TXP_DIM                 0x08
  58 # define TXP_HEIGHT_SHIFT               16
  59 # define TXP_HEIGHT_MASK                GENMASK(31, 16)
  60 # define TXP_WIDTH_SHIFT                0
  61 # define TXP_WIDTH_MASK                 GENMASK(15, 0)
  62
  63 #define TXP_DST_CTRL            0x0c
  64 /* These bits are set to 0x54 */
  65 #define TXP_PILOT_SHIFT                 24
  66 #define TXP_PILOT_MASK                  GENMASK(31, 24)
  67 /* Bits 22-23 are set to 0x01 */
  68 #define TXP_VERSION_SHIFT               22
  69 #define TXP_VERSION_MASK                GENMASK(23, 22)
  70
  71 /* Powers down the internal memory. */
  72 # define TXP_POWERDOWN                  BIT(21)
  73
  74 /* Enables storing the alpha component in 8888/4444, instead of
  75  * filling with ~ALPHA_INVERT.
  76  */
  77 # define TXP_ALPHA_ENABLE               BIT(20)
  78
  79 /* 4 bits, each enables stores for a channel in each set of 4 bytes.
  80  * Set to 0xf for normal operation.
  81  */
  82 # define TXP_BYTE_ENABLE_SHIFT          16
  83 # define TXP_BYTE_ENABLE_MASK           GENMASK(19, 16)
  84
  85 /* Debug: Generate VSTART again at EOF. */
  86 # define TXP_VSTART_AT_EOF              BIT(15)
  87
  88 /* Debug: Terminate the current frame immediately.  Stops AXI
  89  * writes.
  90  */
  91 # define TXP_ABORT                      BIT(14)
  92
  93 # define TXP_DITHER                     BIT(13)
  94
  95 /* Inverts alpha if TXP_ALPHA_ENABLE, chooses fill value for
  96  * !TXP_ALPHA_ENABLE.
  97  */
  98 # define TXP_ALPHA_INVERT               BIT(12)
  99
 100 /* Note: I've listed the channels here in high bit (in byte 3/2/1) to
 101  * low bit (in byte 0) order.
 102  */
 103 # define TXP_FORMAT_SHIFT               8
 104 # define TXP_FORMAT_MASK                GENMASK(11, 8)
 105 # define TXP_FORMAT_ABGR4444            0
 106 # define TXP_FORMAT_ARGB4444            1
 107 # define TXP_FORMAT_BGRA4444            2
 108 # define TXP_FORMAT_RGBA4444            3
 109 # define TXP_FORMAT_BGR565              6
 110 # define TXP_FORMAT_RGB565              7
 111 /* 888s are non-rotated, raster-only */
 112 # define TXP_FORMAT_BGR888              8
 113 # define TXP_FORMAT_RGB888              9
 114 # define TXP_FORMAT_ABGR8888            12
 115 # define TXP_FORMAT_ARGB8888            13
 116 # define TXP_FORMAT_BGRA8888            14
 117 # define TXP_FORMAT_RGBA8888            15
 118
 119 /* If TFORMAT is set, generates LT instead of T format. */
 120 # define TXP_LINEAR_UTILE               BIT(7)
 121
 122 /* Rotate output by 90 degrees. */
 123 # define TXP_TRANSPOSE                  BIT(6)
 124
 125 /* Generate a tiled format for V3D. */
 126 # define TXP_TFORMAT                    BIT(5)
 127
 128 /* Generates some undefined test mode output. */
 129 # define TXP_TEST_MODE                  BIT(4)
 130
 131 /* Request odd field from HVS. */
 132 # define TXP_FIELD                      BIT(3)
 133
 134 /* Raise interrupt when idle. */
 135 # define TXP_EI                         BIT(2)
 136
 137 /* Set when generating a frame, clears when idle. */
 138 # define TXP_BUSY                       BIT(1)
 139
 140 /* Starts a frame.  Self-clearing. */
 141 # define TXP_GO                         BIT(0)
 142
 143 /* Number of lines received and committed to memory. */
 144 #define TXP_PROGRESS            0x10
 145
 146 #define TXP_READ(offset) readl(txp->regs + (offset))
 147 #define TXP_WRITE(offset, val) writel(val, txp->regs + (offset))
 148
 149 struct vc4_txp {
 150         struct vc4_crtc base;
 151
 152         struct platform_device *pdev;
 153
 154         struct drm_writeback_connector connector;
 155
 156         void __iomem *regs;
 157         struct debugfs_regset32 regset;
 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         .destroy                = vc4_crtc_destroy,
 387         .page_flip              = vc4_page_flip,
 388         .reset                  = vc4_crtc_reset,
 389         .atomic_duplicate_state = vc4_crtc_duplicate_state,
 390         .atomic_destroy_state   = vc4_crtc_destroy_state,
 391         .enable_vblank          = vc4_txp_enable_vblank,
 392         .disable_vblank         = vc4_txp_disable_vblank,
 393 };
 394
 395 static int vc4_txp_atomic_check(struct drm_crtc *crtc,
 396                                 struct drm_atomic_state *state)
 397 {
 398         struct drm_crtc_state *crtc_state = drm_atomic_get_new_crtc_state(state,
 399                                                                           crtc);
 400         int ret;
 401
 402         ret = vc4_hvs_atomic_check(crtc, state);
 403         if (ret)
 404                 return ret;
 405
 406         crtc_state->no_vblank = true;
 407
 408         return 0;
 409 }
 410
 411 static void vc4_txp_atomic_enable(struct drm_crtc *crtc,
 412                                   struct drm_atomic_state *state)
 413 {
 414         drm_crtc_vblank_on(crtc);
 415         vc4_hvs_atomic_enable(crtc, state);
 416 }
 417
 418 static void vc4_txp_atomic_disable(struct drm_crtc *crtc,
 419                                    struct drm_atomic_state *state)
 420 {
 421         struct drm_device *dev = crtc->dev;
 422
 423         /* Disable vblank irq handling before crtc is disabled. */
 424         drm_crtc_vblank_off(crtc);
 425
 426         vc4_hvs_atomic_disable(crtc, state);
 427
 428         /*
 429          * Make sure we issue a vblank event after disabling the CRTC if
 430          * someone was waiting it.
 431          */
 432         if (crtc->state->event) {
 433                 unsigned long flags;
 434
 435                 spin_lock_irqsave(&dev->event_lock, flags);
 436                 drm_crtc_send_vblank_event(crtc, crtc->state->event);
 437                 crtc->state->event = NULL;
 438                 spin_unlock_irqrestore(&dev->event_lock, flags);
 439         }
 440 }
 441
 442 static const struct drm_crtc_helper_funcs vc4_txp_crtc_helper_funcs = {
 443         .atomic_check   = vc4_txp_atomic_check,
 444         .atomic_begin   = vc4_hvs_atomic_begin,
 445         .atomic_flush   = vc4_hvs_atomic_flush,
 446         .atomic_enable  = vc4_txp_atomic_enable,
 447         .atomic_disable = vc4_txp_atomic_disable,
 448 };
 449
 450 static irqreturn_t vc4_txp_interrupt(int irq, void *data)
 451 {
 452         struct vc4_txp *txp = data;
 453         struct vc4_crtc *vc4_crtc = &txp->base;
 454
 455         TXP_WRITE(TXP_DST_CTRL, TXP_READ(TXP_DST_CTRL) & ~TXP_EI);
 456         vc4_crtc_handle_vblank(vc4_crtc);
 457         drm_writeback_signal_completion(&txp->connector, 0);
 458
 459         return IRQ_HANDLED;
 460 }
 461
 462 static const struct vc4_crtc_data vc4_txp_crtc_data = {
 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_dev *vc4 = to_vc4_dev(drm);
 472         struct vc4_crtc *vc4_crtc;
 473         struct vc4_txp *txp;
 474         struct drm_crtc *crtc;
 475         struct drm_encoder *encoder;
 476         int ret, irq;
 477
 478         irq = platform_get_irq(pdev, 0);
 479         if (irq < 0)
 480                 return irq;
 481
 482         txp = devm_kzalloc(dev, sizeof(*txp), GFP_KERNEL);
 483         if (!txp)
 484                 return -ENOMEM;
 485         vc4_crtc = &txp->base;
 486         crtc = &vc4_crtc->base;
 487
 488         vc4_crtc->pdev = pdev;
 489         vc4_crtc->data = &vc4_txp_crtc_data;
 490         vc4_crtc->feeds_txp = true;
 491
 492         txp->pdev = pdev;
 493
 494         txp->regs = vc4_ioremap_regs(pdev, 0);
 495         if (IS_ERR(txp->regs))
 496                 return PTR_ERR(txp->regs);
 497         txp->regset.base = txp->regs;
 498         txp->regset.regs = txp_regs;
 499         txp->regset.nregs = ARRAY_SIZE(txp_regs);
 500
 501         drm_connector_helper_add(&txp->connector.base,
 502                                  &vc4_txp_connector_helper_funcs);
 503         ret = drm_writeback_connector_init(drm, &txp->connector,
 504                                            &vc4_txp_connector_funcs,
 505                                            &vc4_txp_encoder_helper_funcs,
 506                                            drm_fmts, ARRAY_SIZE(drm_fmts),
 507                                            0);
 508         if (ret)
 509                 return ret;
 510
 511         ret = vc4_crtc_init(drm, vc4_crtc,
 512                             &vc4_txp_crtc_funcs, &vc4_txp_crtc_helper_funcs);
 513         if (ret)
 514                 return ret;
 515
 516         encoder = &txp->connector.encoder;
 517         encoder->possible_crtcs = drm_crtc_mask(crtc);
 518
 519         ret = devm_request_irq(dev, irq, vc4_txp_interrupt, 0,
 520                                dev_name(dev), txp);
 521         if (ret)
 522                 return ret;
 523
 524         dev_set_drvdata(dev, txp);
 525         vc4->txp = txp;
 526
 527         vc4_debugfs_add_regset32(drm, "txp_regs", &txp->regset);
 528
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 static void vc4_txp_unbind(struct device *dev, struct device *master,
 533                            void *data)
 534 {
 535         struct drm_device *drm = dev_get_drvdata(master);
 536         struct vc4_dev *vc4 = to_vc4_dev(drm);
 537         struct vc4_txp *txp = dev_get_drvdata(dev);
 538
 539         vc4_txp_connector_destroy(&txp->connector.base);
 540
 541         vc4->txp = NULL;
 542 }
 543
 544 static const struct component_ops vc4_txp_ops = {
 545         .bind   = vc4_txp_bind,
 546         .unbind = vc4_txp_unbind,
 547 };
 548
 549 static int vc4_txp_probe(struct platform_device *pdev)
 550 {
 551         return component_add(&pdev->dev, &vc4_txp_ops);
 552 }
 553
 554 static int vc4_txp_remove(struct platform_device *pdev)
 555 {
 556         component_del(&pdev->dev, &vc4_txp_ops);
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 static const struct of_device_id vc4_txp_dt_match[] = {
 561         { .compatible = "brcm,bcm2835-txp" },
 562         { /* sentinel */ },
 563 };
 564
 565 struct platform_driver vc4_txp_driver = {
 566         .probe = vc4_txp_probe,
 567         .remove = vc4_txp_remove,
 568         .driver = {
 569                 .name = "vc4_txp",
 570                 .of_match_table = vc4_txp_dt_match,
 571         },
 572 };