media: vivid: Extend FPS rates offered by simulated webcam
authorMax Staudt <mstaudt@chromium.org>
Fri, 14 Apr 2023 07:24:19 +0000 (16:24 +0900)
committerHans Verkuil <hverkuil-cisco@xs4all.nl>
Thu, 25 May 2023 14:21:20 +0000 (16:21 +0200)
This adds an option for higher frame rates from a simulated webcam.

Currently, vivid emulates (amongst other things) a webcam with somewhat
limited bandwidth - higher resolutions deliver fewer frames per second.

$ yavta --enum-formats -c /dev/video0
Device /dev/video0 opened.
Device `vivid' on `platform:vivid-000' (driver 'vivid') supports video, capture, without mplanes.
- Available formats:
Format 0: YUYV (56595559)
Type: Video capture (1)
Name: YUYV 4:2:2
Frame size: 320x180 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60)
Frame size: 640x360 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30, 1/40)
Frame size: 640x480 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25)
Frame size: 1280x720 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25)
Frame size: 1920x1080 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5)
Frame size: 3840x2160 (1/1, 1/2)

In some test cases, it is useful to allow for higher frame rates, as
configurations such as 720p@30 FPS have become commonplace now.

This patch allows:
   0- 719p - 120fps
 720-1079p - 60fps
1080-2159p - 30fps
     2160p - 15fps

$ yavta --enum-formats -c /dev/video0
Device /dev/video0 opened.
Device `vivid' on `platform:vivid-000' (driver 'vivid') supports video, capture, without mplanes.
- Available formats:
Format 0: YUYV (56595559)
Type: Video capture (1)
Name: YUYV 4:2:2
Frame size: 320x180 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60, 1/120)
Frame size: 640x360 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60, 1/120)
Frame size: 640x480 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60, 1/120)
Frame size: 1280x720 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60)
Frame size: 1920x1080 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15, 1/25, 1/30)
Frame size: 3840x2160 (1/1, 1/2, 1/4, 1/5, 1/10, 2/25, 1/15)

Passes: v4l2-compliance 1.25.0-5039 from v4l-utils git ccc08732823f

Signed-off-by: Max Staudt <mstaudt@chromium.org>
Reviewed-by: Ricardo Ribalda <ribalda@chromium.org>
Signed-off-by: Hans Verkuil <hverkuil-cisco@xs4all.nl>
[hverkuil: unsigned -> unsigned int]

drivers/media/test-drivers/vivid/vivid-vid-cap.c

index 801286dc1448032b963ed5b1548fefab1f7b52fa..3a06df35a2d7ceeffb081ebd543efd2cd7abfbb9 100644 (file)
 #include "vivid-kthread-cap.h"
 #include "vivid-vid-cap.h"
 
-/* The number of discrete webcam framesizes */
-#define VIVID_WEBCAM_SIZES 6
-/* The number of discrete webcam frameintervals */
-#define VIVID_WEBCAM_IVALS (VIVID_WEBCAM_SIZES * 2)
-
 /* Sizes must be in increasing order */
-static const struct v4l2_frmsize_discrete webcam_sizes[VIVID_WEBCAM_SIZES] = {
+static const struct v4l2_frmsize_discrete webcam_sizes[] = {
        {  320, 180 },
        {  640, 360 },
        {  640, 480 },
@@ -40,21 +35,43 @@ static const struct v4l2_frmsize_discrete webcam_sizes[VIVID_WEBCAM_SIZES] = {
  * Intervals must be in increasing order and there must be twice as many
  * elements in this array as there are in webcam_sizes.
  */
-static const struct v4l2_fract webcam_intervals[VIVID_WEBCAM_IVALS] = {
+static const struct v4l2_fract webcam_intervals[] = {
        {  1, 1 },
        {  1, 2 },
        {  1, 4 },
        {  1, 5 },
        {  1, 10 },
        {  2, 25 },
-       {  1, 15 },
+       {  1, 15 }, /* 7 - maximum for 2160p */
        {  1, 25 },
-       {  1, 30 },
+       {  1, 30 }, /* 9 - maximum for 1080p */
        {  1, 40 },
        {  1, 50 },
-       {  1, 60 },
+       {  1, 60 }, /* 12 - maximum for 720p */
+       {  1, 120 },
 };
 
+/* Limit maximum FPS rates for high resolutions */
+#define IVAL_COUNT_720P 12 /* 720p and up is limited to 60 fps */
+#define IVAL_COUNT_1080P 9 /* 1080p and up is limited to 30 fps */
+#define IVAL_COUNT_2160P 7 /* 2160p and up is limited to 15 fps */
+
+static inline unsigned int webcam_ival_count(const struct vivid_dev *dev,
+                                            unsigned int frmsize_idx)
+{
+       if (webcam_sizes[frmsize_idx].height >= 2160)
+               return IVAL_COUNT_2160P;
+
+       if (webcam_sizes[frmsize_idx].height >= 1080)
+               return IVAL_COUNT_1080P;
+
+       if (webcam_sizes[frmsize_idx].height >= 720)
+               return IVAL_COUNT_720P;
+
+       /* For low resolutions, allow all FPS rates */
+       return ARRAY_SIZE(webcam_intervals);
+}
+
 static int vid_cap_queue_setup(struct vb2_queue *vq,
                       unsigned *nbuffers, unsigned *nplanes,
                       unsigned sizes[], struct device *alloc_devs[])
@@ -560,7 +577,7 @@ int vivid_try_fmt_vid_cap(struct file *file, void *priv,
        if (vivid_is_webcam(dev)) {
                const struct v4l2_frmsize_discrete *sz =
                        v4l2_find_nearest_size(webcam_sizes,
-                                              VIVID_WEBCAM_SIZES, width,
+                                              ARRAY_SIZE(webcam_sizes), width,
                                               height, mp->width, mp->height);
 
                w = sz->width;
@@ -736,14 +753,16 @@ int vivid_s_fmt_vid_cap(struct file *file, void *priv,
                        compose->height /= factor;
                }
        } else if (vivid_is_webcam(dev)) {
+               unsigned int ival_sz = webcam_ival_count(dev, dev->webcam_size_idx);
+
                /* Guaranteed to be a match */
                for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(webcam_sizes); i++)
                        if (webcam_sizes[i].width == mp->width &&
                                        webcam_sizes[i].height == mp->height)
                                break;
                dev->webcam_size_idx = i;
-               if (dev->webcam_ival_idx >= 2 * (VIVID_WEBCAM_SIZES - i))
-                       dev->webcam_ival_idx = 2 * (VIVID_WEBCAM_SIZES - i) - 1;
+               if (dev->webcam_ival_idx >= ival_sz)
+                       dev->webcam_ival_idx = ival_sz - 1;
                vivid_update_format_cap(dev, false);
        } else {
                struct v4l2_rect r = { 0, 0, mp->width, mp->height };
@@ -1636,7 +1655,7 @@ int vidioc_enum_frameintervals(struct file *file, void *priv,
                        break;
        if (i == ARRAY_SIZE(webcam_sizes))
                return -EINVAL;
-       if (fival->index >= 2 * (VIVID_WEBCAM_SIZES - i))
+       if (fival->index >= webcam_ival_count(dev, i))
                return -EINVAL;
        fival->type = V4L2_FRMIVAL_TYPE_DISCRETE;
        fival->discrete = webcam_intervals[fival->index];
@@ -1663,7 +1682,7 @@ int vivid_vid_cap_s_parm(struct file *file, void *priv,
                          struct v4l2_streamparm *parm)
 {
        struct vivid_dev *dev = video_drvdata(file);
-       unsigned ival_sz = 2 * (VIVID_WEBCAM_SIZES - dev->webcam_size_idx);
+       unsigned int ival_sz = webcam_ival_count(dev, dev->webcam_size_idx);
        struct v4l2_fract tpf;
        unsigned i;