drivers/video/pvr2fb.c

   1 /*
   2  * drivers/video/pvr2fb.c
   3  *
   4  * Frame buffer and fbcon support for the NEC PowerVR2 found within the Sega
   5  * Dreamcast.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2001 M. R. Brown <mrbrown@0xd6.org>
   8  * Copyright (c) 2001 - 2008  Paul Mundt <lethal@linux-sh.org>
   9  *
  10  * This driver is mostly based on the excellent amifb and vfb sources.  It uses
  11  * an odd scheme for converting hardware values to/from framebuffer values,
  12  * here are some hacked-up formulas:
  13  *
  14  *  The Dreamcast has screen offsets from each side of its four borders and
  15  *  the start offsets of the display window.  I used these values to calculate
  16  *  'pseudo' values (think of them as placeholders) for the fb video mode, so
  17  *  that when it came time to convert these values back into their hardware
  18  *  values, I could just add mode- specific offsets to get the correct mode
  19  *  settings:
  20  *
  21  *      left_margin = diwstart_h - borderstart_h;
  22  *      right_margin = borderstop_h - (diwstart_h + xres);
  23  *      upper_margin = diwstart_v - borderstart_v;
  24  *      lower_margin = borderstop_v - (diwstart_h + yres);
  25  *
  26  *      hsync_len = borderstart_h + (hsync_total - borderstop_h);
  27  *      vsync_len = borderstart_v + (vsync_total - borderstop_v);
  28  *
  29  *  Then, when it's time to convert back to hardware settings, the only
  30  *  constants are the borderstart_* offsets, all other values are derived from
  31  *  the fb video mode:
  32  *
  33  *      // PAL
  34  *      borderstart_h = 116;
  35  *      borderstart_v = 44;
  36  *      ...
  37  *      borderstop_h = borderstart_h + hsync_total - hsync_len;
  38  *      ...
  39  *      diwstart_v = borderstart_v - upper_margin;
  40  *
  41  *  However, in the current implementation, the borderstart values haven't had
  42  *  the benefit of being fully researched, so some modes may be broken.
  43  */
  44
  45 #undef DEBUG
  46
  47 #include <linux/module.h>
  48 #include <linux/kernel.h>
  49 #include <linux/errno.h>
  50 #include <linux/string.h>
  51 #include <linux/mm.h>
  52 #include <linux/slab.h>
  53 #include <linux/delay.h>
  54 #include <linux/interrupt.h>
  55 #include <linux/fb.h>
  56 #include <linux/init.h>
  57 #include <linux/pci.h>
  58
  59 #ifdef CONFIG_SH_DREAMCAST
  60 #include <asm/machvec.h>
  61 #include <mach-dreamcast/mach/sysasic.h>
  62 #endif
  63
  64 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
  65 #include <linux/pagemap.h>
  66 #include <mach/dma.h>
  67 #include <asm/dma.h>
  68 #endif
  69
  70 #ifdef CONFIG_SH_STORE_QUEUES
  71 #include <linux/uaccess.h>
  72 #include <cpu/sq.h>
  73 #endif
  74
  75 #ifndef PCI_DEVICE_ID_NEC_NEON250
  76 #  define PCI_DEVICE_ID_NEC_NEON250     0x0067
  77 #endif
  78
  79 /* 2D video registers */
  80 #define DISP_BASE       par->mmio_base
  81 #define DISP_BRDRCOLR (DISP_BASE + 0x40)
  82 #define DISP_DIWMODE (DISP_BASE + 0x44)
  83 #define DISP_DIWADDRL (DISP_BASE + 0x50)
  84 #define DISP_DIWADDRS (DISP_BASE + 0x54)
  85 #define DISP_DIWSIZE (DISP_BASE + 0x5c)
  86 #define DISP_SYNCCONF (DISP_BASE + 0xd0)
  87 #define DISP_BRDRHORZ (DISP_BASE + 0xd4)
  88 #define DISP_SYNCSIZE (DISP_BASE + 0xd8)
  89 #define DISP_BRDRVERT (DISP_BASE + 0xdc)
  90 #define DISP_DIWCONF (DISP_BASE + 0xe8)
  91 #define DISP_DIWHSTRT (DISP_BASE + 0xec)
  92 #define DISP_DIWVSTRT (DISP_BASE + 0xf0)
  93 #define DISP_PIXDEPTH (DISP_BASE + 0x108)
  94
  95 /* Pixel clocks, one for TV output, doubled for VGA output */
  96 #define TV_CLK 74239
  97 #define VGA_CLK 37119
  98
  99 /* This is for 60Hz - the VTOTAL is doubled for interlaced modes */
 100 #define PAL_HTOTAL 863
 101 #define PAL_VTOTAL 312
 102 #define NTSC_HTOTAL 857
 103 #define NTSC_VTOTAL 262
 104
 105 /* Supported cable types */
 106 enum { CT_VGA, CT_NONE, CT_RGB, CT_COMPOSITE };
 107
 108 /* Supported video output types */
 109 enum { VO_PAL, VO_NTSC, VO_VGA };
 110
 111 /* Supported palette types */
 112 enum { PAL_ARGB1555, PAL_RGB565, PAL_ARGB4444, PAL_ARGB8888 };
 113
 114 struct pvr2_params { unsigned int val; char *name; };
 115 static struct pvr2_params cables[] __devinitdata = {
 116         { CT_VGA, "VGA" }, { CT_RGB, "RGB" }, { CT_COMPOSITE, "COMPOSITE" },
 117 };
 118
 119 static struct pvr2_params outputs[] __devinitdata = {
 120         { VO_PAL, "PAL" }, { VO_NTSC, "NTSC" }, { VO_VGA, "VGA" },
 121 };
 122
 123 /*
 124  * This describes the current video mode
 125  */
 126
 127 static struct pvr2fb_par {
 128         unsigned int hsync_total;       /* Clocks/line */
 129         unsigned int vsync_total;       /* Lines/field */
 130         unsigned int borderstart_h;
 131         unsigned int borderstop_h;
 132         unsigned int borderstart_v;
 133         unsigned int borderstop_v;
 134         unsigned int diwstart_h;        /* Horizontal offset of the display field */
 135         unsigned int diwstart_v;        /* Vertical offset of the display field, for
 136                                    interlaced modes, this is the long field */
 137         unsigned long disp_start;       /* Address of image within VRAM */
 138         unsigned char is_interlaced;    /* Is the display interlaced? */
 139         unsigned char is_doublescan;    /* Are scanlines output twice? (doublescan) */
 140         unsigned char is_lowres;        /* Is horizontal pixel-doubling enabled? */
 141
 142         unsigned long mmio_base;        /* MMIO base */
 143         u32 palette[16];
 144 } *currentpar;
 145
 146 static struct fb_info *fb_info;
 147
 148 static struct fb_fix_screeninfo pvr2_fix __devinitdata = {
 149         .id =           "NEC PowerVR2",
 150         .type =         FB_TYPE_PACKED_PIXELS,
 151         .visual =       FB_VISUAL_TRUECOLOR,
 152         .ypanstep =     1,
 153         .ywrapstep =    1,
 154         .accel =        FB_ACCEL_NONE,
 155 };
 156
 157 static struct fb_var_screeninfo pvr2_var __devinitdata = {
 158         .xres =         640,
 159         .yres =         480,
 160         .xres_virtual = 640,
 161         .yres_virtual = 480,
 162         .bits_per_pixel =16,
 163         .red =          { 11, 5, 0 },
 164         .green =        {  5, 6, 0 },
 165         .blue =         {  0, 5, 0 },
 166         .activate =     FB_ACTIVATE_NOW,
 167         .height =       -1,
 168         .width =        -1,
 169         .vmode =        FB_VMODE_NONINTERLACED,
 170 };
 171
 172 static int cable_type = CT_VGA;
 173 static int video_output = VO_VGA;
 174
 175 static int nopan = 0;
 176 static int nowrap = 1;
 177
 178 /*
 179  * We do all updating, blanking, etc. during the vertical retrace period
 180  */
 181 static unsigned int do_vmode_full = 0;  /* Change the video mode */
 182 static unsigned int do_vmode_pan = 0;   /* Update the video mode */
 183 static short do_blank = 0;              /* (Un)Blank the screen */
 184
 185 static unsigned int is_blanked = 0;             /* Is the screen blanked? */
 186
 187 #ifdef CONFIG_SH_STORE_QUEUES
 188 static unsigned long pvr2fb_map;
 189 #endif
 190
 191 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
 192 static unsigned int shdma = PVR2_CASCADE_CHAN;
 193 static unsigned int pvr2dma = ONCHIP_NR_DMA_CHANNELS;
 194 #endif
 195
 196 static int pvr2fb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red, unsigned int green, unsigned int blue,
 197                             unsigned int transp, struct fb_info *info);
 198 static int pvr2fb_blank(int blank, struct fb_info *info);
 199 static unsigned long get_line_length(int xres_virtual, int bpp);
 200 static void set_color_bitfields(struct fb_var_screeninfo *var);
 201 static int pvr2fb_check_var(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info);
 202 static int pvr2fb_set_par(struct fb_info *info);
 203 static void pvr2_update_display(struct fb_info *info);
 204 static void pvr2_init_display(struct fb_info *info);
 205 static void pvr2_do_blank(void);
 206 static irqreturn_t pvr2fb_interrupt(int irq, void *dev_id);
 207 static int pvr2_init_cable(void);
 208 static int pvr2_get_param(const struct pvr2_params *p, const char *s,
 209                             int val, int size);
 210 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
 211 static ssize_t pvr2fb_write(struct fb_info *info, const char *buf,
 212                             size_t count, loff_t *ppos);
 213 #endif
 214
 215 static struct fb_ops pvr2fb_ops = {
 216         .owner          = THIS_MODULE,
 217         .fb_setcolreg   = pvr2fb_setcolreg,
 218         .fb_blank       = pvr2fb_blank,
 219         .fb_check_var   = pvr2fb_check_var,
 220         .fb_set_par     = pvr2fb_set_par,
 221 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
 222         .fb_write       = pvr2fb_write,
 223 #endif
 224         .fb_fillrect    = cfb_fillrect,
 225         .fb_copyarea    = cfb_copyarea,
 226         .fb_imageblit   = cfb_imageblit,
 227 };
 228
 229 static struct fb_videomode pvr2_modedb[] __devinitdata = {
 230     /*
 231      * Broadcast video modes (PAL and NTSC).  I'm unfamiliar with
 232      * PAL-M and PAL-N, but from what I've read both modes parallel PAL and
 233      * NTSC, so it shouldn't be a problem (I hope).
 234      */
 235
 236     {
 237         /* 640x480 @ 60Hz interlaced (NTSC) */
 238         "ntsc_640x480i", 60, 640, 480, TV_CLK, 38, 33, 0, 18, 146, 26,
 239         FB_SYNC_BROADCAST, FB_VMODE_INTERLACED | FB_VMODE_YWRAP
 240     }, {
 241         /* 640x240 @ 60Hz (NTSC) */
 242         /* XXX: Broken! Don't use... */
 243         "ntsc_640x240", 60, 640, 240, TV_CLK, 38, 33, 0, 0, 146, 22,
 244         FB_SYNC_BROADCAST, FB_VMODE_YWRAP
 245     }, {
 246         /* 640x480 @ 60hz (VGA) */
 247         "vga_640x480", 60, 640, 480, VGA_CLK, 38, 33, 0, 18, 146, 26,
 248         0, FB_VMODE_YWRAP
 249     },
 250 };
 251
 252 #define NUM_TOTAL_MODES  ARRAY_SIZE(pvr2_modedb)
 253
 254 #define DEFMODE_NTSC    0
 255 #define DEFMODE_PAL     0
 256 #define DEFMODE_VGA     2
 257
 258 static int defmode = DEFMODE_NTSC;
 259 static char *mode_option __devinitdata = NULL;
 260
 261 static inline void pvr2fb_set_pal_type(unsigned int type)
 262 {
 263         struct pvr2fb_par *par = (struct pvr2fb_par *)fb_info->par;
 264
 265         fb_writel(type, par->mmio_base + 0x108);
 266 }
 267
 268 static inline void pvr2fb_set_pal_entry(struct pvr2fb_par *par,
 269                                         unsigned int regno,
 270                                         unsigned int val)
 271 {
 272         fb_writel(val, par->mmio_base + 0x1000 + (4 * regno));
 273 }
 274
 275 static int pvr2fb_blank(int blank, struct fb_info *info)
 276 {
 277         do_blank = blank ? blank : -1;
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 static inline unsigned long get_line_length(int xres_virtual, int bpp)
 282 {
 283         return (unsigned long)((((xres_virtual*bpp)+31)&~31) >> 3);
 284 }
 285
 286 static void set_color_bitfields(struct fb_var_screeninfo *var)
 287 {
 288         switch (var->bits_per_pixel) {
 289             case 16:        /* RGB 565 */
 290                 pvr2fb_set_pal_type(PAL_RGB565);
 291                 var->red.offset = 11;    var->red.length = 5;
 292                 var->green.offset = 5;   var->green.length = 6;
 293                 var->blue.offset = 0;    var->blue.length = 5;
 294                 var->transp.offset = 0;  var->transp.length = 0;
 295                 break;
 296             case 24:        /* RGB 888 */
 297                 var->red.offset = 16;    var->red.length = 8;
 298                 var->green.offset = 8;   var->green.length = 8;
 299                 var->blue.offset = 0;    var->blue.length = 8;
 300                 var->transp.offset = 0;  var->transp.length = 0;
 301                 break;
 302             case 32:        /* ARGB 8888 */
 303                 pvr2fb_set_pal_type(PAL_ARGB8888);
 304                 var->red.offset = 16;    var->red.length = 8;
 305                 var->green.offset = 8;   var->green.length = 8;
 306                 var->blue.offset = 0;    var->blue.length = 8;
 307                 var->transp.offset = 24; var->transp.length = 8;
 308                 break;
 309         }
 310 }
 311
 312 static int pvr2fb_setcolreg(unsigned int regno, unsigned int red,
 313                             unsigned int green, unsigned int blue,
 314                             unsigned int transp, struct fb_info *info)
 315 {
 316         struct pvr2fb_par *par = (struct pvr2fb_par *)info->par;
 317         unsigned int tmp;
 318
 319         if (regno > info->cmap.len)
 320                 return 1;
 321
 322         /*
 323          * We only support the hardware palette for 16 and 32bpp. It's also
 324          * expected that the palette format has been set by the time we get
 325          * here, so we don't waste time setting it again.
 326          */
 327         switch (info->var.bits_per_pixel) {
 328             case 16: /* RGB 565 */
 329                 tmp =  (red   & 0xf800)       |
 330                       ((green & 0xfc00) >> 5) |
 331                       ((blue  & 0xf800) >> 11);
 332
 333                 pvr2fb_set_pal_entry(par, regno, tmp);
 334                 break;
 335             case 24: /* RGB 888 */
 336                 red >>= 8; green >>= 8; blue >>= 8;
 337                 tmp = (red << 16) | (green << 8) | blue;
 338                 break;
 339             case 32: /* ARGB 8888 */
 340                 red >>= 8; green >>= 8; blue >>= 8;
 341                 tmp = (transp << 24) | (red << 16) | (green << 8) | blue;
 342
 343                 pvr2fb_set_pal_entry(par, regno, tmp);
 344                 break;
 345             default:
 346                 pr_debug("Invalid bit depth %d?!?\n", info->var.bits_per_pixel);
 347                 return 1;
 348         }
 349
 350         if (regno < 16)
 351                 ((u32*)(info->pseudo_palette))[regno] = tmp;
 352
 353         return 0;
 354 }
 355
 356 static int pvr2fb_set_par(struct fb_info *info)
 357 {
 358         struct pvr2fb_par *par = (struct pvr2fb_par *)info->par;
 359         struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
 360         unsigned long line_length;
 361         unsigned int vtotal;
 362
 363         /*
 364          * XXX: It's possible that a user could use a VGA box, change the cable
 365          * type in hardware (i.e. switch from VGA<->composite), then change
 366          * modes (i.e. switching to another VT).  If that happens we should
 367          * automagically change the output format to cope, but currently I
 368          * don't have a VGA box to make sure this works properly.
 369          */
 370         cable_type = pvr2_init_cable();
 371         if (cable_type == CT_VGA && video_output != VO_VGA)
 372                 video_output = VO_VGA;
 373
 374         var->vmode &= FB_VMODE_MASK;
 375         if (var->vmode & FB_VMODE_INTERLACED && video_output != VO_VGA)
 376                 par->is_interlaced = 1;
 377         /*
 378          * XXX: Need to be more creative with this (i.e. allow doublecan for
 379          * PAL/NTSC output).
 380          */
 381         if (var->vmode & FB_VMODE_DOUBLE && video_output == VO_VGA)
 382                 par->is_doublescan = 1;
 383
 384         par->hsync_total = var->left_margin + var->xres + var->right_margin +
 385                            var->hsync_len;
 386         par->vsync_total = var->upper_margin + var->yres + var->lower_margin +
 387                            var->vsync_len;
 388
 389         if (var->sync & FB_SYNC_BROADCAST) {
 390                 vtotal = par->vsync_total;
 391                 if (par->is_interlaced)
 392                         vtotal /= 2;
 393                 if (vtotal > (PAL_VTOTAL + NTSC_VTOTAL)/2) {
 394                         /* XXX: Check for start values here... */
 395                         /* XXX: Check hardware for PAL-compatibility */
 396                         par->borderstart_h = 116;
 397                         par->borderstart_v = 44;
 398                 } else {
 399                         /* NTSC video output */
 400                         par->borderstart_h = 126;
 401                         par->borderstart_v = 18;
 402                 }
 403         } else {
 404                 /* VGA mode */
 405                 /* XXX: What else needs to be checked? */
 406                 /*
 407                  * XXX: We have a little freedom in VGA modes, what ranges
 408                  * should be here (i.e. hsync/vsync totals, etc.)?
 409                  */
 410                 par->borderstart_h = 126;
 411                 par->borderstart_v = 40;
 412         }
 413
 414         /* Calculate the remainding offsets */
 415         par->diwstart_h = par->borderstart_h + var->left_margin;
 416         par->diwstart_v = par->borderstart_v + var->upper_margin;
 417         par->borderstop_h = par->diwstart_h + var->xres +
 418                             var->right_margin;
 419         par->borderstop_v = par->diwstart_v + var->yres +
 420                             var->lower_margin;
 421
 422         if (!par->is_interlaced)
 423                 par->borderstop_v /= 2;
 424         if (info->var.xres < 640)
 425                 par->is_lowres = 1;
 426
 427         line_length = get_line_length(var->xres_virtual, var->bits_per_pixel);
 428         par->disp_start = info->fix.smem_start + (line_length * var->yoffset) * line_length;
 429         info->fix.line_length = line_length;
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 static int pvr2fb_check_var(struct fb_var_screeninfo *var, struct fb_info *info)
 434 {
 435         struct pvr2fb_par *par = (struct pvr2fb_par *)info->par;
 436         unsigned int vtotal, hsync_total;
 437         unsigned long line_length;
 438
 439         if (var->pixclock != TV_CLK && var->pixclock != VGA_CLK) {
 440                 pr_debug("Invalid pixclock value %d\n", var->pixclock);
 441                 return -EINVAL;
 442         }
 443
 444         if (var->xres < 320)
 445                 var->xres = 320;
 446         if (var->yres < 240)
 447                 var->yres = 240;
 448         if (var->xres_virtual < var->xres)
 449                 var->xres_virtual = var->xres;
 450         if (var->yres_virtual < var->yres)
 451                 var->yres_virtual = var->yres;
 452
 453         if (var->bits_per_pixel <= 16)
 454                 var->bits_per_pixel = 16;
 455         else if (var->bits_per_pixel <= 24)
 456                 var->bits_per_pixel = 24;
 457         else if (var->bits_per_pixel <= 32)
 458                 var->bits_per_pixel = 32;
 459
 460         set_color_bitfields(var);
 461
 462         if (var->vmode & FB_VMODE_YWRAP) {
 463                 if (var->xoffset || var->yoffset < 0 ||
 464                     var->yoffset >= var->yres_virtual) {
 465                         var->xoffset = var->yoffset = 0;
 466                 } else {
 467                         if (var->xoffset > var->xres_virtual - var->xres ||
 468                             var->yoffset > var->yres_virtual - var->yres ||
 469                             var->xoffset < 0 || var->yoffset < 0)
 470                                 var->xoffset = var->yoffset = 0;
 471                 }
 472         } else {
 473                 var->xoffset = var->yoffset = 0;
 474         }
 475
 476         /*
 477          * XXX: Need to be more creative with this (i.e. allow doublecan for
 478          * PAL/NTSC output).
 479          */
 480         if (var->yres < 480 && video_output == VO_VGA)
 481                 var->vmode |= FB_VMODE_DOUBLE;
 482
 483         if (video_output != VO_VGA) {
 484                 var->sync |= FB_SYNC_BROADCAST;
 485                 var->vmode |= FB_VMODE_INTERLACED;
 486         } else {
 487                 var->sync &= ~FB_SYNC_BROADCAST;
 488                 var->vmode &= ~FB_VMODE_INTERLACED;
 489                 var->vmode |= FB_VMODE_NONINTERLACED;
 490         }
 491
 492         if ((var->activate & FB_ACTIVATE_MASK) != FB_ACTIVATE_TEST) {
 493                 var->right_margin = par->borderstop_h -
 494                                    (par->diwstart_h + var->xres);
 495                 var->left_margin  = par->diwstart_h - par->borderstart_h;
 496                 var->hsync_len    = par->borderstart_h +
 497                                    (par->hsync_total - par->borderstop_h);
 498
 499                 var->upper_margin = par->diwstart_v - par->borderstart_v;
 500                 var->lower_margin = par->borderstop_v -
 501                                    (par->diwstart_v + var->yres);
 502                 var->vsync_len    = par->borderstop_v +
 503                                    (par->vsync_total - par->borderstop_v);
 504         }
 505
 506         hsync_total = var->left_margin + var->xres + var->right_margin +
 507                       var->hsync_len;
 508         vtotal = var->upper_margin + var->yres + var->lower_margin +
 509                  var->vsync_len;
 510
 511         if (var->sync & FB_SYNC_BROADCAST) {
 512                 if (var->vmode & FB_VMODE_INTERLACED)
 513                         vtotal /= 2;
 514                 if (vtotal > (PAL_VTOTAL + NTSC_VTOTAL)/2) {
 515                         /* PAL video output */
 516                         /* XXX: Should be using a range here ... ? */
 517                         if (hsync_total != PAL_HTOTAL) {
 518                                 pr_debug("invalid hsync total for PAL\n");
 519                                 return -EINVAL;
 520                         }
 521                 } else {
 522                         /* NTSC video output */
 523                         if (hsync_total != NTSC_HTOTAL) {
 524                                 pr_debug("invalid hsync total for NTSC\n");
 525                                 return -EINVAL;
 526                         }
 527                 }
 528         }
 529
 530         /* Check memory sizes */
 531         line_length = get_line_length(var->xres_virtual, var->bits_per_pixel);
 532         if (line_length * var->yres_virtual > info->fix.smem_len)
 533                 return -ENOMEM;
 534
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 static void pvr2_update_display(struct fb_info *info)
 539 {
 540         struct pvr2fb_par *par = (struct pvr2fb_par *) info->par;
 541         struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
 542
 543         /* Update the start address of the display image */
 544         fb_writel(par->disp_start, DISP_DIWADDRL);
 545         fb_writel(par->disp_start +
 546                   get_line_length(var->xoffset+var->xres, var->bits_per_pixel),
 547                   DISP_DIWADDRS);
 548 }
 549
 550 /*
 551  * Initialize the video mode.  Currently, the 16bpp and 24bpp modes aren't
 552  * very stable.  It's probably due to the fact that a lot of the 2D video
 553  * registers are still undocumented.
 554  */
 555
 556 static void pvr2_init_display(struct fb_info *info)
 557 {
 558         struct pvr2fb_par *par = (struct pvr2fb_par *) info->par;
 559         struct fb_var_screeninfo *var = &info->var;
 560         unsigned int diw_height, diw_width, diw_modulo = 1;
 561         unsigned int bytesperpixel = var->bits_per_pixel >> 3;
 562
 563         /* hsync and vsync totals */
 564         fb_writel((par->vsync_total << 16) | par->hsync_total, DISP_SYNCSIZE);
 565
 566         /* column height, modulo, row width */
 567         /* since we're "panning" within vram, we need to offset things based
 568          * on the offset from the virtual x start to our real gfx. */
 569         if (video_output != VO_VGA && par->is_interlaced)
 570                 diw_modulo += info->fix.line_length / 4;
 571         diw_height = (par->is_interlaced ? var->yres / 2 : var->yres);
 572         diw_width = get_line_length(var->xres, var->bits_per_pixel) / 4;
 573         fb_writel((diw_modulo << 20) | (--diw_height << 10) | --diw_width,
 574                   DISP_DIWSIZE);
 575
 576         /* display address, long and short fields */
 577         fb_writel(par->disp_start, DISP_DIWADDRL);
 578         fb_writel(par->disp_start +
 579                   get_line_length(var->xoffset+var->xres, var->bits_per_pixel),
 580                   DISP_DIWADDRS);
 581
 582         /* border horizontal, border vertical, border color */
 583         fb_writel((par->borderstart_h << 16) | par->borderstop_h, DISP_BRDRHORZ);
 584         fb_writel((par->borderstart_v << 16) | par->borderstop_v, DISP_BRDRVERT);
 585         fb_writel(0, DISP_BRDRCOLR);
 586
 587         /* display window start position */
 588         fb_writel(par->diwstart_h, DISP_DIWHSTRT);
 589         fb_writel((par->diwstart_v << 16) | par->diwstart_v, DISP_DIWVSTRT);
 590
 591         /* misc. settings */
 592         fb_writel((0x16 << 16) | par->is_lowres, DISP_DIWCONF);
 593
 594         /* clock doubler (for VGA), scan doubler, display enable */
 595         fb_writel(((video_output == VO_VGA) << 23) |
 596                   (par->is_doublescan << 1) | 1, DISP_DIWMODE);
 597
 598         /* bits per pixel */
 599         fb_writel(fb_readl(DISP_DIWMODE) | (--bytesperpixel << 2), DISP_DIWMODE);
 600         fb_writel(bytesperpixel << 2, DISP_PIXDEPTH);
 601
 602         /* video enable, color sync, interlace,
 603          * hsync and vsync polarity (currently unused) */
 604         fb_writel(0x100 | ((par->is_interlaced /*|4*/) << 4), DISP_SYNCCONF);
 605 }
 606
 607 /* Simulate blanking by making the border cover the entire screen */
 608
 609 #define BLANK_BIT (1<<3)
 610
 611 static void pvr2_do_blank(void)
 612 {
 613         struct pvr2fb_par *par = currentpar;
 614         unsigned long diwconf;
 615
 616         diwconf = fb_readl(DISP_DIWCONF);
 617         if (do_blank > 0)
 618                 fb_writel(diwconf | BLANK_BIT, DISP_DIWCONF);
 619         else
 620                 fb_writel(diwconf & ~BLANK_BIT, DISP_DIWCONF);
 621
 622         is_blanked = do_blank > 0 ? do_blank : 0;
 623 }
 624
 625 static irqreturn_t pvr2fb_interrupt(int irq, void *dev_id)
 626 {
 627         struct fb_info *info = dev_id;
 628
 629         if (do_vmode_pan || do_vmode_full)
 630                 pvr2_update_display(info);
 631         if (do_vmode_full)
 632                 pvr2_init_display(info);
 633         if (do_vmode_pan)
 634                 do_vmode_pan = 0;
 635         if (do_vmode_full)
 636                 do_vmode_full = 0;
 637         if (do_blank) {
 638                 pvr2_do_blank();
 639                 do_blank = 0;
 640         }
 641         return IRQ_HANDLED;
 642 }
 643
 644 /*
 645  * Determine the cable type and initialize the cable output format.  Don't do
 646  * anything if the cable type has been overidden (via "cable:XX").
 647  */
 648
 649 #define PCTRA 0xff80002c
 650 #define PDTRA 0xff800030
 651 #define VOUTC 0xa0702c00
 652
 653 static int pvr2_init_cable(void)
 654 {
 655         if (cable_type < 0) {
 656                 fb_writel((fb_readl(PCTRA) & 0xfff0ffff) | 0x000a0000,
 657                           PCTRA);
 658                 cable_type = (fb_readw(PDTRA) >> 8) & 3;
 659         }
 660
 661         /* Now select the output format (either composite or other) */
 662         /* XXX: Save the previous val first, as this reg is also AICA
 663           related */
 664         if (cable_type == CT_COMPOSITE)
 665                 fb_writel(3 << 8, VOUTC);
 666         else if (cable_type == CT_RGB)
 667                 fb_writel(1 << 9, VOUTC);
 668         else
 669                 fb_writel(0, VOUTC);
 670
 671         return cable_type;
 672 }
 673
 674 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
 675 static ssize_t pvr2fb_write(struct fb_info *info, const char *buf,
 676                             size_t count, loff_t *ppos)
 677 {
 678         unsigned long dst, start, end, len;
 679         unsigned int nr_pages;
 680         struct page **pages;
 681         int ret, i;
 682
 683         nr_pages = (count + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT;
 684
 685         pages = kmalloc(nr_pages * sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 686         if (!pages)
 687                 return -ENOMEM;
 688
 689         down_read(&current->mm->mmap_sem);
 690         ret = get_user_pages(current, current->mm, (unsigned long)buf,
 691                              nr_pages, WRITE, 0, pages, NULL);
 692         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 693
 694         if (ret < nr_pages) {
 695                 nr_pages = ret;
 696                 ret = -EINVAL;
 697                 goto out_unmap;
 698         }
 699
 700         dma_configure_channel(shdma, 0x12c1);
 701
 702         dst   = (unsigned long)fb_info->screen_base + *ppos;
 703         start = (unsigned long)page_address(pages[0]);
 704         end   = (unsigned long)page_address(pages[nr_pages]);
 705         len   = nr_pages << PAGE_SHIFT;
 706
 707         /* Half-assed contig check */
 708         if (start + len == end) {
 709                 /* As we do this in one shot, it's either all or nothing.. */
 710                 if ((*ppos + len) > fb_info->fix.smem_len) {
 711                         ret = -ENOSPC;
 712                         goto out_unmap;
 713                 }
 714
 715                 dma_write(shdma, start, 0, len);
 716                 dma_write(pvr2dma, 0, dst, len);
 717                 dma_wait_for_completion(pvr2dma);
 718
 719                 goto out;
 720         }
 721
 722         /* Not contiguous, writeout per-page instead.. */
 723         for (i = 0; i < nr_pages; i++, dst += PAGE_SIZE) {
 724                 if ((*ppos + (i << PAGE_SHIFT)) > fb_info->fix.smem_len) {
 725                         ret = -ENOSPC;
 726                         goto out_unmap;
 727                 }
 728
 729                 dma_write_page(shdma, (unsigned long)page_address(pages[i]), 0);
 730                 dma_write_page(pvr2dma, 0, dst);
 731                 dma_wait_for_completion(pvr2dma);
 732         }
 733
 734 out:
 735         *ppos += count;
 736         ret = count;
 737
 738 out_unmap:
 739         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
 740                 page_cache_release(pages[i]);
 741
 742         kfree(pages);
 743
 744         return ret;
 745 }
 746 #endif /* CONFIG_PVR2_DMA */
 747
 748 /**
 749  * pvr2fb_common_init
 750  *
 751  * Common init code for the PVR2 chips.
 752  *
 753  * This mostly takes care of the common aspects of the fb setup and
 754  * registration. It's expected that the board-specific init code has
 755  * already setup pvr2_fix with something meaningful at this point.
 756  *
 757  * Device info reporting is also done here, as well as picking a sane
 758  * default from the modedb. For board-specific modelines, simply define
 759  * a per-board modedb.
 760  *
 761  * Also worth noting is that the cable and video output types are likely
 762  * always going to be VGA for the PCI-based PVR2 boards, but we leave this
 763  * in for flexibility anyways. Who knows, maybe someone has tv-out on a
 764  * PCI-based version of these things ;-)
 765  */
 766 static int __devinit pvr2fb_common_init(void)
 767 {
 768         struct pvr2fb_par *par = currentpar;
 769         unsigned long modememused, rev;
 770
 771         fb_info->screen_base = ioremap_nocache(pvr2_fix.smem_start,
 772                                                pvr2_fix.smem_len);
 773
 774         if (!fb_info->screen_base) {
 775                 printk(KERN_ERR "pvr2fb: Failed to remap smem space\n");
 776                 goto out_err;
 777         }
 778
 779         par->mmio_base = (unsigned long)ioremap_nocache(pvr2_fix.mmio_start,
 780                                                         pvr2_fix.mmio_len);
 781         if (!par->mmio_base) {
 782                 printk(KERN_ERR "pvr2fb: Failed to remap mmio space\n");
 783                 goto out_err;
 784         }
 785
 786         fb_memset(fb_info->screen_base, 0, pvr2_fix.smem_len);
 787
 788         pvr2_fix.ypanstep       = nopan  ? 0 : 1;
 789         pvr2_fix.ywrapstep      = nowrap ? 0 : 1;
 790
 791         fb_info->fbops          = &pvr2fb_ops;
 792         fb_info->fix            = pvr2_fix;
 793         fb_info->par            = currentpar;
 794         fb_info->pseudo_palette = currentpar->palette;
 795         fb_info->flags          = FBINFO_DEFAULT | FBINFO_HWACCEL_YPAN;
 796
 797         if (video_output == VO_VGA)
 798                 defmode = DEFMODE_VGA;
 799
 800         if (!mode_option)
 801                 mode_option = "640x480@60";
 802
 803         if (!fb_find_mode(&fb_info->var, fb_info, mode_option, pvr2_modedb,
 804                           NUM_TOTAL_MODES, &pvr2_modedb[defmode], 16))
 805                 fb_info->var = pvr2_var;
 806
 807         fb_alloc_cmap(&fb_info->cmap, 256, 0);
 808
 809         if (register_framebuffer(fb_info) < 0)
 810                 goto out_err;
 811         /*Must write PIXDEPTH to register before anything is displayed - so force init */
 812         pvr2_init_display(fb_info);
 813
 814         modememused = get_line_length(fb_info->var.xres_virtual,
 815                                       fb_info->var.bits_per_pixel);
 816         modememused *= fb_info->var.yres_virtual;
 817
 818         rev = fb_readl(par->mmio_base + 0x04);
 819
 820         printk("fb%d: %s (rev %ld.%ld) frame buffer device, using %ldk/%ldk of video memory\n",
 821                fb_info->node, fb_info->fix.id, (rev >> 4) & 0x0f, rev & 0x0f,
 822                modememused >> 10, (unsigned long)(fb_info->fix.smem_len >> 10));
 823         printk("fb%d: Mode %dx%d-%d pitch = %ld cable: %s video output: %s\n",
 824                fb_info->node, fb_info->var.xres, fb_info->var.yres,
 825                fb_info->var.bits_per_pixel,
 826                get_line_length(fb_info->var.xres, fb_info->var.bits_per_pixel),
 827                (char *)pvr2_get_param(cables, NULL, cable_type, 3),
 828                (char *)pvr2_get_param(outputs, NULL, video_output, 3));
 829
 830 #ifdef CONFIG_SH_STORE_QUEUES
 831         printk(KERN_NOTICE "fb%d: registering with SQ API\n", fb_info->node);
 832
 833         pvr2fb_map = sq_remap(fb_info->fix.smem_start, fb_info->fix.smem_len,
 834                               fb_info->fix.id, PAGE_SHARED);
 835
 836         printk(KERN_NOTICE "fb%d: Mapped video memory to SQ addr 0x%lx\n",
 837                fb_info->node, pvr2fb_map);
 838 #endif
 839
 840         return 0;
 841
 842 out_err:
 843         if (fb_info->screen_base)
 844                 iounmap(fb_info->screen_base);
 845         if (par->mmio_base)
 846                 iounmap((void *)par->mmio_base);
 847
 848         return -ENXIO;
 849 }
 850
 851 #ifdef CONFIG_SH_DREAMCAST
 852 static int __init pvr2fb_dc_init(void)
 853 {
 854         if (!mach_is_dreamcast())
 855                 return -ENXIO;
 856
 857         /* Make a guess at the monitor based on the attached cable */
 858         if (pvr2_init_cable() == CT_VGA) {
 859                 fb_info->monspecs.hfmin = 30000;
 860                 fb_info->monspecs.hfmax = 70000;
 861                 fb_info->monspecs.vfmin = 60;
 862                 fb_info->monspecs.vfmax = 60;
 863         } else {
 864                 /* Not VGA, using a TV (taken from acornfb) */
 865                 fb_info->monspecs.hfmin = 15469;
 866                 fb_info->monspecs.hfmax = 15781;
 867                 fb_info->monspecs.vfmin = 49;
 868                 fb_info->monspecs.vfmax = 51;
 869         }
 870
 871         /*
 872          * XXX: This needs to pull default video output via BIOS or other means
 873          */
 874         if (video_output < 0) {
 875                 if (cable_type == CT_VGA) {
 876                         video_output = VO_VGA;
 877                 } else {
 878                         video_output = VO_NTSC;
 879                 }
 880         }
 881
 882         /*
 883          * Nothing exciting about the DC PVR2 .. only a measly 8MiB.
 884          */
 885         pvr2_fix.smem_start     = 0xa5000000;   /* RAM starts here */
 886         pvr2_fix.smem_len       = 8 << 20;
 887
 888         pvr2_fix.mmio_start     = 0xa05f8000;   /* registers start here */
 889         pvr2_fix.mmio_len       = 0x2000;
 890
 891         if (request_irq(HW_EVENT_VSYNC, pvr2fb_interrupt, IRQF_SHARED,
 892                         "pvr2 VBL handler", fb_info)) {
 893                 return -EBUSY;
 894         }
 895
 896 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
 897         if (request_dma(pvr2dma, "pvr2") != 0) {
 898                 free_irq(HW_EVENT_VSYNC, fb_info);
 899                 return -EBUSY;
 900         }
 901 #endif
 902
 903         return pvr2fb_common_init();
 904 }
 905
 906 static void __exit pvr2fb_dc_exit(void)
 907 {
 908         if (fb_info->screen_base) {
 909                 iounmap(fb_info->screen_base);
 910                 fb_info->screen_base = NULL;
 911         }
 912         if (currentpar->mmio_base) {
 913                 iounmap((void *)currentpar->mmio_base);
 914                 currentpar->mmio_base = 0;
 915         }
 916
 917         free_irq(HW_EVENT_VSYNC, fb_info);
 918 #ifdef CONFIG_PVR2_DMA
 919         free_dma(pvr2dma);
 920 #endif
 921 }
 922 #endif /* CONFIG_SH_DREAMCAST */
 923
 924 #ifdef CONFIG_PCI
 925 static int __devinit pvr2fb_pci_probe(struct pci_dev *pdev,
 926                                       const struct pci_device_id *ent)
 927 {
 928         int ret;
 929
 930         ret = pci_enable_device(pdev);
 931         if (ret) {
 932                 printk(KERN_ERR "pvr2fb: PCI enable failed\n");
 933                 return ret;
 934         }
 935
 936         ret = pci_request_regions(pdev, "pvr2fb");
 937         if (ret) {
 938                 printk(KERN_ERR "pvr2fb: PCI request regions failed\n");
 939                 return ret;
 940         }
 941
 942         /*
 943          * Slightly more exciting than the DC PVR2 .. 16MiB!
 944          */
 945         pvr2_fix.smem_start     = pci_resource_start(pdev, 0);
 946         pvr2_fix.smem_len       = pci_resource_len(pdev, 0);
 947
 948         pvr2_fix.mmio_start     = pci_resource_start(pdev, 1);
 949         pvr2_fix.mmio_len       = pci_resource_len(pdev, 1);
 950
 951         fb_info->device         = &pdev->dev;
 952
 953         return pvr2fb_common_init();
 954 }
 955
 956 static void __devexit pvr2fb_pci_remove(struct pci_dev *pdev)
 957 {
 958         if (fb_info->screen_base) {
 959                 iounmap(fb_info->screen_base);
 960                 fb_info->screen_base = NULL;
 961         }
 962         if (currentpar->mmio_base) {
 963                 iounmap((void *)currentpar->mmio_base);
 964                 currentpar->mmio_base = 0;
 965         }
 966
 967         pci_release_regions(pdev);
 968 }
 969
 970 static struct pci_device_id pvr2fb_pci_tbl[] __devinitdata = {
 971         { PCI_VENDOR_ID_NEC, PCI_DEVICE_ID_NEC_NEON250,
 972           PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, 0 },
 973         { 0, },
 974 };
 975
 976 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, pvr2fb_pci_tbl);
 977
 978 static struct pci_driver pvr2fb_pci_driver = {
 979         .name           = "pvr2fb",
 980         .id_table       = pvr2fb_pci_tbl,
 981         .probe          = pvr2fb_pci_probe,
 982         .remove         = __devexit_p(pvr2fb_pci_remove),
 983 };
 984
 985 static int __init pvr2fb_pci_init(void)
 986 {
 987         return pci_register_driver(&pvr2fb_pci_driver);
 988 }
 989
 990 static void __exit pvr2fb_pci_exit(void)
 991 {
 992         pci_unregister_driver(&pvr2fb_pci_driver);
 993 }
 994 #endif /* CONFIG_PCI */
 995
 996 static int __devinit pvr2_get_param(const struct pvr2_params *p, const char *s,
 997                                    int val, int size)
 998 {
 999         int i;
1000
1001         for (i = 0 ; i < size ; i++ ) {
1002                 if (s != NULL) {
1003                         if (!strnicmp(p[i].name, s, strlen(s)))
1004                                 return p[i].val;
1005                 } else {
1006                         if (p[i].val == val)
1007                                 return (int)p[i].name;
1008                 }
1009         }
1010         return -1;
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Parse command arguments.  Supported arguments are:
1015  *    inverse                             Use inverse color maps
1016  *    cable:composite|rgb|vga             Override the video cable type
1017  *    output:NTSC|PAL|VGA                 Override the video output format
1018  *
1019  *    <xres>x<yres>[-<bpp>][@<refresh>]   or,
1020  *    <name>[-<bpp>][@<refresh>]          Startup using this video mode
1021  */
1022
1023 #ifndef MODULE
1024 static int __init pvr2fb_setup(char *options)
1025 {
1026         char *this_opt;
1027         char cable_arg[80];
1028         char output_arg[80];
1029
1030         if (!options || !*options)
1031                 return 0;
1032
1033         while ((this_opt = strsep(&options, ","))) {
1034                 if (!*this_opt)
1035                         continue;
1036                 if (!strcmp(this_opt, "inverse")) {
1037                         fb_invert_cmaps();
1038                 } else if (!strncmp(this_opt, "cable:", 6)) {
1039                         strcpy(cable_arg, this_opt + 6);
1040                 } else if (!strncmp(this_opt, "output:", 7)) {
1041                         strcpy(output_arg, this_opt + 7);
1042                 } else if (!strncmp(this_opt, "nopan", 5)) {
1043                         nopan = 1;
1044                 } else if (!strncmp(this_opt, "nowrap", 6)) {
1045                         nowrap = 1;
1046                 } else {
1047                         mode_option = this_opt;
1048                 }
1049         }
1050
1051         if (*cable_arg)
1052                 cable_type = pvr2_get_param(cables, cable_arg, 0, 3);
1053         if (*output_arg)
1054                 video_output = pvr2_get_param(outputs, output_arg, 0, 3);
1055
1056         return 0;
1057 }
1058 #endif
1059
1060 static struct pvr2_board {
1061         int (*init)(void);
1062         void (*exit)(void);
1063         char name[16];
1064 } board_driver[] __refdata = {
1065 #ifdef CONFIG_SH_DREAMCAST
1066         { pvr2fb_dc_init, pvr2fb_dc_exit, "Sega DC PVR2" },
1067 #endif
1068 #ifdef CONFIG_PCI
1069         { pvr2fb_pci_init, pvr2fb_pci_exit, "PCI PVR2" },
1070 #endif
1071         { 0, },
1072 };
1073
1074 static int __init pvr2fb_init(void)
1075 {
1076         int i, ret = -ENODEV;
1077         int size;
1078
1079 #ifndef MODULE
1080         char *option = NULL;
1081
1082         if (fb_get_options("pvr2fb", &option))
1083                 return -ENODEV;
1084         pvr2fb_setup(option);
1085 #endif
1086         size = sizeof(struct fb_info) + sizeof(struct pvr2fb_par) + 16 * sizeof(u32);
1087
1088         fb_info = framebuffer_alloc(sizeof(struct pvr2fb_par), NULL);
1089
1090         if (!fb_info) {
1091                 printk(KERN_ERR "Failed to allocate memory for fb_info\n");
1092                 return -ENOMEM;
1093         }
1094
1095
1096         currentpar = fb_info->par;
1097
1098         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(board_driver); i++) {
1099                 struct pvr2_board *pvr_board = board_driver + i;
1100
1101                 if (!pvr_board->init)
1102                         continue;
1103
1104                 ret = pvr_board->init();
1105
1106                 if (ret != 0) {
1107                         printk(KERN_ERR "pvr2fb: Failed init of %s device\n",
1108                                 pvr_board->name);
1109                         framebuffer_release(fb_info);
1110                         break;
1111                 }
1112         }
1113
1114         return ret;
1115 }
1116
1117 static void __exit pvr2fb_exit(void)
1118 {
1119         int i;
1120
1121         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(board_driver); i++) {
1122                 struct pvr2_board *pvr_board = board_driver + i;
1123
1124                 if (pvr_board->exit)
1125                         pvr_board->exit();
1126         }
1127
1128 #ifdef CONFIG_SH_STORE_QUEUES
1129         sq_unmap(pvr2fb_map);
1130 #endif
1131
1132         unregister_framebuffer(fb_info);
1133         framebuffer_release(fb_info);
1134 }
1135
1136 module_init(pvr2fb_init);
1137 module_exit(pvr2fb_exit);
1138
1139 MODULE_AUTHOR("Paul Mundt <lethal@linux-sh.org>, M. R. Brown <mrbrown@0xd6.org>");
1140 MODULE_DESCRIPTION("Framebuffer driver for NEC PowerVR 2 based graphics boards");
1141 MODULE_LICENSE("GPL");