include cleanup: Update gfp.h and slab.h includes to prepare for breaking implicit...
[linux-3.10.git] / drivers / media / video / cx88 / cx88-dsp.c
1 /*
2  *
3  *  Stereo and SAP detection for cx88
4  *
5  *  Copyright (c) 2009 Marton Balint <cus@fazekas.hu>
6  *
7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10  *  (at your option) any later version.
11  *
12  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  *  GNU General Public License for more details.
16  *
17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
18  *  along with this program; if not, write to the Free Software
19  *  Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
20  */
21
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/kernel.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/jiffies.h>
26 #include <asm/div64.h>
27
28 #include "cx88.h"
29 #include "cx88-reg.h"
30
31 #define INT_PI                  ((s32)(3.141592653589 * 32768.0))
32
33 #define compat_remainder(a, b) \
34          ((float)(((s32)((a)*100))%((s32)((b)*100)))/100.0)
35
36 #define baseband_freq(carrier, srate, tone) ((s32)( \
37          (compat_remainder(carrier + tone, srate)) / srate * 2 * INT_PI))
38
39 /* We calculate the baseband frequencies of the carrier and the pilot tones
40  * based on the the sampling rate of the audio rds fifo. */
41
42 #define FREQ_A2_CARRIER         baseband_freq(54687.5, 2689.36, 0.0)
43 #define FREQ_A2_DUAL            baseband_freq(54687.5, 2689.36, 274.1)
44 #define FREQ_A2_STEREO          baseband_freq(54687.5, 2689.36, 117.5)
45
46 /* The frequencies below are from the reference driver. They probably need
47  * further adjustments, because they are not tested at all. You may even need
48  * to play a bit with the registers of the chip to select the proper signal
49  * for the input of the audio rds fifo, and measure it's sampling rate to
50  * calculate the proper baseband frequencies... */
51
52 #define FREQ_A2M_CARRIER        ((s32)(2.114516 * 32768.0))
53 #define FREQ_A2M_DUAL           ((s32)(2.754916 * 32768.0))
54 #define FREQ_A2M_STEREO         ((s32)(2.462326 * 32768.0))
55
56 #define FREQ_EIAJ_CARRIER       ((s32)(1.963495 * 32768.0)) /* 5pi/8  */
57 #define FREQ_EIAJ_DUAL          ((s32)(2.562118 * 32768.0))
58 #define FREQ_EIAJ_STEREO        ((s32)(2.601053 * 32768.0))
59
60 #define FREQ_BTSC_DUAL          ((s32)(1.963495 * 32768.0)) /* 5pi/8  */
61 #define FREQ_BTSC_DUAL_REF      ((s32)(1.374446 * 32768.0)) /* 7pi/16 */
62
63 #define FREQ_BTSC_SAP           ((s32)(2.471532 * 32768.0))
64 #define FREQ_BTSC_SAP_REF       ((s32)(1.730072 * 32768.0))
65
66 /* The spectrum of the signal should be empty between these frequencies. */
67 #define FREQ_NOISE_START        ((s32)(0.100000 * 32768.0))
68 #define FREQ_NOISE_END          ((s32)(1.200000 * 32768.0))
69
70 static unsigned int dsp_debug;
71 module_param(dsp_debug, int, 0644);
72 MODULE_PARM_DESC(dsp_debug, "enable audio dsp debug messages");
73
74 #define dprintk(level, fmt, arg...)     if (dsp_debug >= level) \
75         printk(KERN_DEBUG "%s/0: " fmt, core->name , ## arg)
76
77 static s32 int_cos(u32 x)
78 {
79         u32 t2, t4, t6, t8;
80         s32 ret;
81         u16 period = x / INT_PI;
82         if (period % 2)
83                 return -int_cos(x - INT_PI);
84         x = x % INT_PI;
85         if (x > INT_PI/2)
86                 return -int_cos(INT_PI/2 - (x % (INT_PI/2)));
87         /* Now x is between 0 and INT_PI/2.
88          * To calculate cos(x) we use it's Taylor polinom. */
89         t2 = x*x/32768/2;
90         t4 = t2*x/32768*x/32768/3/4;
91         t6 = t4*x/32768*x/32768/5/6;
92         t8 = t6*x/32768*x/32768/7/8;
93         ret = 32768-t2+t4-t6+t8;
94         return ret;
95 }
96
97 static u32 int_goertzel(s16 x[], u32 N, u32 freq)
98 {
99         /* We use the Goertzel algorithm to determine the power of the
100          * given frequency in the signal */
101         s32 s_prev = 0;
102         s32 s_prev2 = 0;
103         s32 coeff = 2*int_cos(freq);
104         u32 i;
105
106         u64 tmp;
107         u32 divisor;
108
109         for (i = 0; i < N; i++) {
110                 s32 s = x[i] + ((s64)coeff*s_prev/32768) - s_prev2;
111                 s_prev2 = s_prev;
112                 s_prev = s;
113         }
114
115         tmp = (s64)s_prev2 * s_prev2 + (s64)s_prev * s_prev -
116                       (s64)coeff * s_prev2 * s_prev / 32768;
117
118         /* XXX: N must be low enough so that N*N fits in s32.
119          * Else we need two divisions. */
120         divisor = N * N;
121         do_div(tmp, divisor);
122
123         return (u32) tmp;
124 }
125
126 static u32 freq_magnitude(s16 x[], u32 N, u32 freq)
127 {
128         u32 sum = int_goertzel(x, N, freq);
129         return (u32)int_sqrt(sum);
130 }
131
132 static u32 noise_magnitude(s16 x[], u32 N, u32 freq_start, u32 freq_end)
133 {
134         int i;
135         u32 sum = 0;
136         u32 freq_step;
137         int samples = 5;
138
139         if (N > 192) {
140                 /* The last 192 samples are enough for noise detection */
141                 x += (N-192);
142                 N = 192;
143         }
144
145         freq_step = (freq_end - freq_start) / (samples - 1);
146
147         for (i = 0; i < samples; i++) {
148                 sum += int_goertzel(x, N, freq_start);
149                 freq_start += freq_step;
150         }
151
152         return (u32)int_sqrt(sum / samples);
153 }
154
155 static s32 detect_a2_a2m_eiaj(struct cx88_core *core, s16 x[], u32 N)
156 {
157         s32 carrier, stereo, dual, noise;
158         s32 carrier_freq, stereo_freq, dual_freq;
159         s32 ret;
160
161         switch (core->tvaudio) {
162         case WW_BG:
163         case WW_DK:
164                 carrier_freq = FREQ_A2_CARRIER;
165                 stereo_freq = FREQ_A2_STEREO;
166                 dual_freq = FREQ_A2_DUAL;
167                 break;
168         case WW_M:
169                 carrier_freq = FREQ_A2M_CARRIER;
170                 stereo_freq = FREQ_A2M_STEREO;
171                 dual_freq = FREQ_A2M_DUAL;
172                 break;
173         case WW_EIAJ:
174                 carrier_freq = FREQ_EIAJ_CARRIER;
175                 stereo_freq = FREQ_EIAJ_STEREO;
176                 dual_freq = FREQ_EIAJ_DUAL;
177                 break;
178         default:
179                 printk(KERN_WARNING "%s/0: unsupported audio mode %d for %s\n",
180                        core->name, core->tvaudio, __func__);
181                 return UNSET;
182         }
183
184         carrier = freq_magnitude(x, N, carrier_freq);
185         stereo  = freq_magnitude(x, N, stereo_freq);
186         dual    = freq_magnitude(x, N, dual_freq);
187         noise   = noise_magnitude(x, N, FREQ_NOISE_START, FREQ_NOISE_END);
188
189         dprintk(1, "detect a2/a2m/eiaj: carrier=%d, stereo=%d, dual=%d, "
190                    "noise=%d\n", carrier, stereo, dual, noise);
191
192         if (stereo > dual)
193                 ret = V4L2_TUNER_SUB_STEREO;
194         else
195                 ret = V4L2_TUNER_SUB_LANG1 | V4L2_TUNER_SUB_LANG2;
196
197         if (core->tvaudio == WW_EIAJ) {
198                 /* EIAJ checks may need adjustments */
199                 if ((carrier > max(stereo, dual)*2) &&
200                     (carrier < max(stereo, dual)*6) &&
201                     (carrier > 20 && carrier < 200) &&
202                     (max(stereo, dual) > min(stereo, dual))) {
203                         /* For EIAJ the carrier is always present,
204                            so we probably don't need noise detection */
205                         return ret;
206                 }
207         } else {
208                 if ((carrier > max(stereo, dual)*2) &&
209                     (carrier < max(stereo, dual)*8) &&
210                     (carrier > 20 && carrier < 200) &&
211                     (noise < 10) &&
212                     (max(stereo, dual) > min(stereo, dual)*2)) {
213                         return ret;
214                 }
215         }
216         return V4L2_TUNER_SUB_MONO;
217 }
218
219 static s32 detect_btsc(struct cx88_core *core, s16 x[], u32 N)
220 {
221         s32 sap_ref = freq_magnitude(x, N, FREQ_BTSC_SAP_REF);
222         s32 sap = freq_magnitude(x, N, FREQ_BTSC_SAP);
223         s32 dual_ref = freq_magnitude(x, N, FREQ_BTSC_DUAL_REF);
224         s32 dual = freq_magnitude(x, N, FREQ_BTSC_DUAL);
225         dprintk(1, "detect btsc: dual_ref=%d, dual=%d, sap_ref=%d, sap=%d"
226                    "\n", dual_ref, dual, sap_ref, sap);
227         /* FIXME: Currently not supported */
228         return UNSET;
229 }
230
231 static s16 *read_rds_samples(struct cx88_core *core, u32 *N)
232 {
233         struct sram_channel *srch = &cx88_sram_channels[SRAM_CH27];
234         s16 *samples;
235
236         unsigned int i;
237         unsigned int bpl = srch->fifo_size/AUD_RDS_LINES;
238         unsigned int spl = bpl/4;
239         unsigned int sample_count = spl*(AUD_RDS_LINES-1);
240
241         u32 current_address = cx_read(srch->ptr1_reg);
242         u32 offset = (current_address - srch->fifo_start + bpl);
243
244         dprintk(1, "read RDS samples: current_address=%08x (offset=%08x), "
245                 "sample_count=%d, aud_intstat=%08x\n", current_address,
246                 current_address - srch->fifo_start, sample_count,
247                 cx_read(MO_AUD_INTSTAT));
248
249         samples = kmalloc(sizeof(s16)*sample_count, GFP_KERNEL);
250         if (!samples)
251                 return NULL;
252
253         *N = sample_count;
254
255         for (i = 0; i < sample_count; i++)  {
256                 offset = offset % (AUD_RDS_LINES*bpl);
257                 samples[i] = cx_read(srch->fifo_start + offset);
258                 offset += 4;
259         }
260
261         if (dsp_debug >= 2) {
262                 dprintk(2, "RDS samples dump: ");
263                 for (i = 0; i < sample_count; i++)
264                         printk("%hd ", samples[i]);
265                 printk(".\n");
266         }
267
268         return samples;
269 }
270
271 s32 cx88_dsp_detect_stereo_sap(struct cx88_core *core)
272 {
273         s16 *samples;
274         u32 N = 0;
275         s32 ret = UNSET;
276
277         /* If audio RDS fifo is disabled, we can't read the samples */
278         if (!(cx_read(MO_AUD_DMACNTRL) & 0x04))
279                 return ret;
280         if (!(cx_read(AUD_CTL) & EN_FMRADIO_EN_RDS))
281                 return ret;
282
283         /* Wait at least 500 ms after an audio standard change */
284         if (time_before(jiffies, core->last_change + msecs_to_jiffies(500)))
285                 return ret;
286
287         samples = read_rds_samples(core, &N);
288
289         if (!samples)
290                 return ret;
291
292         switch (core->tvaudio) {
293         case WW_BG:
294         case WW_DK:
295                 ret = detect_a2_a2m_eiaj(core, samples, N);
296                 break;
297         case WW_BTSC:
298                 ret = detect_btsc(core, samples, N);
299                 break;
300         }
301
302         kfree(samples);
303
304         if (UNSET != ret)
305                 dprintk(1, "stereo/sap detection result:%s%s%s\n",
306                            (ret & V4L2_TUNER_SUB_MONO) ? " mono" : "",
307                            (ret & V4L2_TUNER_SUB_STEREO) ? " stereo" : "",
308                            (ret & V4L2_TUNER_SUB_LANG2) ? " dual" : "");
309
310         return ret;
311 }
312 EXPORT_SYMBOL(cx88_dsp_detect_stereo_sap);
313