// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * The Virtual DVB test driver serves as a reference DVB driver and helps
 * validate the existing APIs in the media subsystem. It can also aid
 * developers working on userspace applications.
 *
 * The vidtv tuner should support common TV standards such as
 * DVB-T/T2/S/S2, ISDB-T and ATSC when completed.
 *
 * Copyright (C) 2020 Daniel W. S. Almeida
 */

#include <linux/errno.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/printk.h>
#include <linux/ratelimit.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/types.h>

#include <media/dvb_frontend.h>

#include "vidtv_tuner.h"

struct vidtv_tuner_cnr_to_qual_s {
 /* attempt to use the same values as libdvbv5 */
 u32 modulation;
 u32 fec;
 u32 cnr_ok;
 u32 cnr_good;
};

static const struct vidtv_tuner_cnr_to_qual_s vidtv_tuner_c_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db */
 { QAM_256, FEC_NONE,  34000, 38000},
 { QAM_64,  FEC_NONE,  30000, 34000},
};

static const struct vidtv_tuner_cnr_to_qual_s vidtv_tuner_s_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db */
 { QPSK, FEC_1_2,  7000, 10000},
 { QPSK, FEC_2_3,  9000, 12000},
 { QPSK, FEC_3_4, 10000, 13000},
 { QPSK, FEC_5_6, 11000, 14000},
 { QPSK, FEC_7_8, 12000, 15000},
};

static const struct vidtv_tuner_cnr_to_qual_s vidtv_tuner_s2_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db */
 { QPSK,  FEC_1_2,   9000,  12000},
 { QPSK,  FEC_2_3,  11000,  14000},
 { QPSK,  FEC_3_4,  12000,  15000},
 { QPSK,  FEC_5_6,  12000,  15000},
 { QPSK,  FEC_8_9,  13000,  16000},
 { QPSK,  FEC_9_10, 13500,  16500},
 { PSK_8, FEC_2_3,  14500,  17500},
 { PSK_8, FEC_3_4,  16000,  19000},
 { PSK_8, FEC_5_6,  17500,  20500},
 { PSK_8, FEC_8_9,  19000,  22000},
};

static const struct vidtv_tuner_cnr_to_qual_s vidtv_tuner_t_cnr_2_qual[] = {
 /* from libdvbv5 source code, in milli db*/
 {   QPSK, FEC_1_2,  4100,  5900},
 {   QPSK, FEC_2_3,  6100,  9600},
 {   QPSK, FEC_3_4,  7200, 12400},
 {   QPSK, FEC_5_6,  8500, 15600},
 {   QPSK, FEC_7_8,  9200, 17500},
 { QAM_16, FEC_1_2,  9800, 11800},
 { QAM_16, FEC_2_3, 12100, 15300},
 { QAM_16, FEC_3_4, 13400, 18100},
 { QAM_16, FEC_5_6, 14800, 21300},
 { QAM_16, FEC_7_8, 15700, 23600},
 { QAM_64, FEC_1_2, 14000, 16000},
 { QAM_64, FEC_2_3, 19900, 25400},
 { QAM_64, FEC_3_4, 24900, 27900},
 { QAM_64, FEC_5_6, 21300, 23300},
 { QAM_64, FEC_7_8, 22000, 24000},
};

/**
 * struct vidtv_tuner_hardware_state - Simulate the tuner hardware status
 * @asleep: whether the tuner is asleep, i.e whether _sleep() or _suspend() was
 * called.
 * @lock_status: Whether the tuner has managed to lock on the requested
 * frequency.
 * @if_frequency: The tuner's intermediate frequency. Hardcoded for the purposes
 * of simulation.
 * @tuned_frequency: The actual tuned frequency.
 * @bandwidth: The actual bandwidth.
 *
 * This structure is meant to simulate the status of the tuner hardware, as if
 * we had a physical tuner hardware.
 */
struct vidtv_tuner_hardware_state {
 bool asleep;
 u32 lock_status;
 u32 if_frequency;
 u32 tuned_frequency;
 u32 bandwidth;
};

/**
 * struct vidtv_tuner_dev - The tuner struct
 * @fe: A pointer to the dvb_frontend structure allocated by vidtv_demod
 * @hw_state: A struct to simulate the tuner's hardware state as if we had a
 * physical tuner hardware.
 * @config: The configuration used to start the tuner module, usually filled
 * by a bridge driver. For vidtv, this is filled by vidtv_bridge before the
 * tuner module is probed.
 */
struct vidtv_tuner_dev {
 struct dvb_frontend *fe;
 struct vidtv_tuner_hardware_state hw_state;
 struct vidtv_tuner_config config;
};

static struct vidtv_tuner_dev*
vidtv_tuner_get_dev(struct dvb_frontend *fe)
{
 return i2c_get_clientdata(fe->tuner_priv);
}

static int vidtv_tuner_check_frequency_shift(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);
 struct dtv_frontend_properties *c = &fe->dtv_property_cache;
 struct vidtv_tuner_config config  = tuner_dev->config;
 u32 *valid_freqs = NULL;
 u32 array_sz = 0;
 u32 i;
 u32 shift;

 switch (c->delivery_system) {
 case SYS_DVBT:
 case SYS_DVBT2:
  valid_freqs = config.vidtv_valid_dvb_t_freqs;
  array_sz    = ARRAY_SIZE(config.vidtv_valid_dvb_t_freqs);
  break;
 case SYS_DVBS:
 case SYS_DVBS2:
  valid_freqs = config.vidtv_valid_dvb_s_freqs;
  array_sz    = ARRAY_SIZE(config.vidtv_valid_dvb_s_freqs);
  break;
 case SYS_DVBC_ANNEX_A:
  valid_freqs = config.vidtv_valid_dvb_c_freqs;
  array_sz    = ARRAY_SIZE(config.vidtv_valid_dvb_c_freqs);
  break;

 default:
  dev_warn(fe->dvb->device,
    "%s: unsupported delivery system: %u\n",
    __func__,
    c->delivery_system);

  return -EINVAL;
 }

 for (i = 0; i < array_sz; i++) {
  if (!valid_freqs[i])
   break;
  shift = abs(c->frequency - valid_freqs[i]);

  if (!shift)
   return 0;

  /*
 * This will provide a value from 0 to 100 that would
 * indicate how far is the tuned frequency from the
 * right one.
 */
  if (shift < config.max_frequency_shift_hz)
   return shift * 100 / config.max_frequency_shift_hz;
 }

 return -EINVAL;
}

static int
vidtv_tuner_get_signal_strength(struct dvb_frontend *fe, u16 *strength)
{
 struct dtv_frontend_properties *c = &fe->dtv_property_cache;
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);
 const struct vidtv_tuner_cnr_to_qual_s *cnr2qual = NULL;
 struct device *dev = fe->dvb->device;
 u32 array_size = 0;
 s32 shift;
 u32 i;

 shift = vidtv_tuner_check_frequency_shift(fe);
 if (shift < 0) {
  tuner_dev->hw_state.lock_status = 0;
  *strength = 0;
  return 0;
 }

 switch (c->delivery_system) {
 case SYS_DVBT:
 case SYS_DVBT2:
  cnr2qual   = vidtv_tuner_t_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_tuner_t_cnr_2_qual);
  break;

 case SYS_DVBS:
  cnr2qual   = vidtv_tuner_s_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_tuner_s_cnr_2_qual);
  break;

 case SYS_DVBS2:
  cnr2qual   = vidtv_tuner_s2_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_tuner_s2_cnr_2_qual);
  break;

 case SYS_DVBC_ANNEX_A:
  cnr2qual   = vidtv_tuner_c_cnr_2_qual;
  array_size = ARRAY_SIZE(vidtv_tuner_c_cnr_2_qual);
  break;

 default:
  dev_warn_ratelimited(dev,
         "%s: unsupported delivery system: %u\n",
         __func__,
         c->delivery_system);
  return -EINVAL;
 }

 for (i = 0; i < array_size; i++) {
  if (cnr2qual[i].modulation != c->modulation ||
      cnr2qual[i].fec != c->fec_inner)
   continue;

  if (!shift) {
   *strength = cnr2qual[i].cnr_good;
   return 0;
  }
  /*
 * Channel tuned at wrong frequency. Simulate that the
 * Carrier S/N ratio is not too good.
 */

  *strength = cnr2qual[i].cnr_ok -
       (cnr2qual[i].cnr_good - cnr2qual[i].cnr_ok);
  return 0;
 }

 /*
 * do a linear interpolation between 34dB and 10dB if we can't
 * match against the table
 */
 *strength = 34000 - 24000 * shift / 100;
 return 0;
}

static int vidtv_tuner_init(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);
 struct vidtv_tuner_config config  = tuner_dev->config;

 msleep_interruptible(config.mock_power_up_delay_msec);

 tuner_dev->hw_state.asleep = false;
 tuner_dev->hw_state.if_frequency = 5000;

 return 0;
}

static int vidtv_tuner_sleep(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 tuner_dev->hw_state.asleep = true;
 return 0;
}

static int vidtv_tuner_suspend(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 tuner_dev->hw_state.asleep = true;
 return 0;
}

static int vidtv_tuner_resume(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 tuner_dev->hw_state.asleep = false;
 return 0;
}

static int vidtv_tuner_set_params(struct dvb_frontend *fe)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);
 struct vidtv_tuner_config config  = tuner_dev->config;
 struct dtv_frontend_properties *c = &fe->dtv_property_cache;
 s32 shift;

 u32 min_freq = fe->ops.tuner_ops.info.frequency_min_hz;
 u32 max_freq = fe->ops.tuner_ops.info.frequency_max_hz;
 u32 min_bw = fe->ops.tuner_ops.info.bandwidth_min;
 u32 max_bw = fe->ops.tuner_ops.info.bandwidth_max;

 if (c->frequency < min_freq  || c->frequency > max_freq  ||
     c->bandwidth_hz < min_bw || c->bandwidth_hz > max_bw) {
  tuner_dev->hw_state.lock_status = 0;
  return -EINVAL;
 }

 tuner_dev->hw_state.tuned_frequency = c->frequency;
 tuner_dev->hw_state.bandwidth = c->bandwidth_hz;
 tuner_dev->hw_state.lock_status = TUNER_STATUS_LOCKED;

 msleep_interruptible(config.mock_tune_delay_msec);

 shift = vidtv_tuner_check_frequency_shift(fe);
 if (shift < 0) {
  tuner_dev->hw_state.lock_status = 0;
  return shift;
 }

 return 0;
}

static int vidtv_tuner_set_config(struct dvb_frontend *fe,
      void *priv_cfg)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 memcpy(&tuner_dev->config, priv_cfg, sizeof(tuner_dev->config));

 return 0;
}

static int vidtv_tuner_get_frequency(struct dvb_frontend *fe,
         u32 *frequency)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 *frequency = tuner_dev->hw_state.tuned_frequency;

 return 0;
}

static int vidtv_tuner_get_bandwidth(struct dvb_frontend *fe,
         u32 *bandwidth)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 *bandwidth = tuner_dev->hw_state.bandwidth;

 return 0;
}

static int vidtv_tuner_get_if_frequency(struct dvb_frontend *fe,
     u32 *frequency)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 *frequency = tuner_dev->hw_state.if_frequency;

 return 0;
}

static int vidtv_tuner_get_status(struct dvb_frontend *fe, u32 *status)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = vidtv_tuner_get_dev(fe);

 *status = tuner_dev->hw_state.lock_status;

 return 0;
}

static const struct dvb_tuner_ops vidtv_tuner_ops = {
 .init             = vidtv_tuner_init,
 .sleep            = vidtv_tuner_sleep,
 .suspend          = vidtv_tuner_suspend,
 .resume           = vidtv_tuner_resume,
 .set_params       = vidtv_tuner_set_params,
 .set_config       = vidtv_tuner_set_config,
 .get_bandwidth    = vidtv_tuner_get_bandwidth,
 .get_frequency    = vidtv_tuner_get_frequency,
 .get_if_frequency = vidtv_tuner_get_if_frequency,
 .get_status       = vidtv_tuner_get_status,
 .get_rf_strength  = vidtv_tuner_get_signal_strength
};

static const struct i2c_device_id vidtv_tuner_i2c_id_table[] = {
 { "dvb_vidtv_tuner" },
 {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, vidtv_tuner_i2c_id_table);

static int vidtv_tuner_i2c_probe(struct i2c_client *client)
{
 struct vidtv_tuner_config *config = client->dev.platform_data;
 struct dvb_frontend *fe           = config->fe;
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = NULL;

 tuner_dev = kzalloc(sizeof(*tuner_dev), GFP_KERNEL);
 if (!tuner_dev)
  return -ENOMEM;

 tuner_dev->fe = config->fe;
 i2c_set_clientdata(client, tuner_dev);

 memcpy(&fe->ops.tuner_ops,
        &vidtv_tuner_ops,
        sizeof(struct dvb_tuner_ops));

 memcpy(&tuner_dev->config, config, sizeof(tuner_dev->config));
 fe->tuner_priv = client;

 return 0;
}

static void vidtv_tuner_i2c_remove(struct i2c_client *client)
{
 struct vidtv_tuner_dev *tuner_dev = i2c_get_clientdata(client);

 kfree(tuner_dev);
}

static struct i2c_driver vidtv_tuner_i2c_driver = {
 .driver = {
  .name                = "dvb_vidtv_tuner",
  .suppress_bind_attrs = true,
 },
 .probe    = vidtv_tuner_i2c_probe,
 .remove   = vidtv_tuner_i2c_remove,
 .id_table = vidtv_tuner_i2c_id_table,
};
module_i2c_driver(vidtv_tuner_i2c_driver);

MODULE_DESCRIPTION("Virtual DVB Tuner");
MODULE_AUTHOR("Daniel W. S. Almeida");
MODULE_LICENSE("GPL");