drivers/staging/media/omap4iss/iss_video.c

   1 /*
   2  * TI OMAP4 ISS V4L2 Driver - Generic video node
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 Texas Instruments, Inc.
   5  *
   6  * Author: Sergio Aguirre <sergio.a.aguirre@gmail.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  */
  13
  14 #include <asm/cacheflush.h>
  15 #include <linux/clk.h>
  16 #include <linux/mm.h>
  17 #include <linux/pagemap.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/slab.h>
  20 #include <linux/vmalloc.h>
  21 #include <linux/module.h>
  22 #include <media/v4l2-dev.h>
  23 #include <media/v4l2-ioctl.h>
  24
  25 #include "iss_video.h"
  26 #include "iss.h"
  27
  28 /* -----------------------------------------------------------------------------
  29  * Helper functions
  30  */
  31
  32 static struct iss_format_info formats[] = {
  33         { MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  34           MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  35           V4L2_PIX_FMT_GREY, 8, "Greyscale 8 bpp", },
  36         { MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10,
  37           MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  38           V4L2_PIX_FMT_Y10, 10, "Greyscale 10 bpp", },
  39         { MEDIA_BUS_FMT_Y12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10,
  40           MEDIA_BUS_FMT_Y12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  41           V4L2_PIX_FMT_Y12, 12, "Greyscale 12 bpp", },
  42         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  43           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  44           V4L2_PIX_FMT_SBGGR8, 8, "BGGR Bayer 8 bpp", },
  45         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  46           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  47           V4L2_PIX_FMT_SGBRG8, 8, "GBRG Bayer 8 bpp", },
  48         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  49           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  50           V4L2_PIX_FMT_SGRBG8, 8, "GRBG Bayer 8 bpp", },
  51         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  52           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  53           V4L2_PIX_FMT_SRGGB8, 8, "RGGB Bayer 8 bpp", },
  54         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8,
  55           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, 0,
  56           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10DPCM8, 8, "GRBG Bayer 10 bpp DPCM8",  },
  57         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10,
  58           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  59           V4L2_PIX_FMT_SBGGR10, 10, "BGGR Bayer 10 bpp", },
  60         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10,
  61           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  62           V4L2_PIX_FMT_SGBRG10, 10, "GBRG Bayer 10 bpp", },
  63         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10,
  64           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  65           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10, 10, "GRBG Bayer 10 bpp", },
  66         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10,
  67           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  68           V4L2_PIX_FMT_SRGGB10, 10, "RGGB Bayer 10 bpp", },
  69         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10,
  70           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  71           V4L2_PIX_FMT_SBGGR12, 12, "BGGR Bayer 12 bpp", },
  72         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10,
  73           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  74           V4L2_PIX_FMT_SGBRG12, 12, "GBRG Bayer 12 bpp", },
  75         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10,
  76           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  77           V4L2_PIX_FMT_SGRBG12, 12, "GRBG Bayer 12 bpp", },
  78         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10,
  79           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  80           V4L2_PIX_FMT_SRGGB12, 12, "RGGB Bayer 12 bpp", },
  81         { MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16, MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16,
  82           MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16, 0,
  83           V4L2_PIX_FMT_UYVY, 16, "YUV 4:2:2 (UYVY)", },
  84         { MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16, MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16,
  85           MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16, 0,
  86           V4L2_PIX_FMT_YUYV, 16, "YUV 4:2:2 (YUYV)", },
  87         { MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8, MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8,
  88           MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8, 0,
  89           V4L2_PIX_FMT_NV12, 8, "YUV 4:2:0 (NV12)", },
  90 };
  91
  92 const struct iss_format_info *
  93 omap4iss_video_format_info(u32 code)
  94 {
  95         unsigned int i;
  96
  97         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
  98                 if (formats[i].code == code)
  99                         return &formats[i];
 100         }
 101
 102         return NULL;
 103 }
 104
 105 /*
 106  * iss_video_mbus_to_pix - Convert v4l2_mbus_framefmt to v4l2_pix_format
 107  * @video: ISS video instance
 108  * @mbus: v4l2_mbus_framefmt format (input)
 109  * @pix: v4l2_pix_format format (output)
 110  *
 111  * Fill the output pix structure with information from the input mbus format.
 112  * The bytesperline and sizeimage fields are computed from the requested bytes
 113  * per line value in the pix format and information from the video instance.
 114  *
 115  * Return the number of padding bytes at end of line.
 116  */
 117 static unsigned int iss_video_mbus_to_pix(const struct iss_video *video,
 118                                           const struct v4l2_mbus_framefmt *mbus,
 119                                           struct v4l2_pix_format *pix)
 120 {
 121         unsigned int bpl = pix->bytesperline;
 122         unsigned int min_bpl;
 123         unsigned int i;
 124
 125         memset(pix, 0, sizeof(*pix));
 126         pix->width = mbus->width;
 127         pix->height = mbus->height;
 128
 129         /* Skip the last format in the loop so that it will be selected if no
 130          * match is found.
 131          */
 132         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats) - 1; ++i) {
 133                 if (formats[i].code == mbus->code)
 134                         break;
 135         }
 136
 137         min_bpl = pix->width * ALIGN(formats[i].bpp, 8) / 8;
 138
 139         /* Clamp the requested bytes per line value. If the maximum bytes per
 140          * line value is zero, the module doesn't support user configurable line
 141          * sizes. Override the requested value with the minimum in that case.
 142          */
 143         if (video->bpl_max)
 144                 bpl = clamp(bpl, min_bpl, video->bpl_max);
 145         else
 146                 bpl = min_bpl;
 147
 148         if (!video->bpl_zero_padding || bpl != min_bpl)
 149                 bpl = ALIGN(bpl, video->bpl_alignment);
 150
 151         pix->pixelformat = formats[i].pixelformat;
 152         pix->bytesperline = bpl;
 153         pix->sizeimage = pix->bytesperline * pix->height;
 154         pix->colorspace = mbus->colorspace;
 155         pix->field = mbus->field;
 156
 157         /* FIXME: Special case for NV12! We should make this nicer... */
 158         if (pix->pixelformat == V4L2_PIX_FMT_NV12)
 159                 pix->sizeimage += (pix->bytesperline * pix->height) / 2;
 160
 161         return bpl - min_bpl;
 162 }
 163
 164 static void iss_video_pix_to_mbus(const struct v4l2_pix_format *pix,
 165                                   struct v4l2_mbus_framefmt *mbus)
 166 {
 167         unsigned int i;
 168
 169         memset(mbus, 0, sizeof(*mbus));
 170         mbus->width = pix->width;
 171         mbus->height = pix->height;
 172
 173         /* Skip the last format in the loop so that it will be selected if no
 174          * match is found.
 175          */
 176         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats) - 1; ++i) {
 177                 if (formats[i].pixelformat == pix->pixelformat)
 178                         break;
 179         }
 180
 181         mbus->code = formats[i].code;
 182         mbus->colorspace = pix->colorspace;
 183         mbus->field = pix->field;
 184 }
 185
 186 static struct v4l2_subdev *
 187 iss_video_remote_subdev(struct iss_video *video, u32 *pad)
 188 {
 189         struct media_pad *remote;
 190
 191         remote = media_entity_remote_pad(&video->pad);
 192
 193         if (!remote ||
 194             media_entity_type(remote->entity) != MEDIA_ENT_T_V4L2_SUBDEV)
 195                 return NULL;
 196
 197         if (pad)
 198                 *pad = remote->index;
 199
 200         return media_entity_to_v4l2_subdev(remote->entity);
 201 }
 202
 203 /* Return a pointer to the ISS video instance at the far end of the pipeline. */
 204 static struct iss_video *
 205 iss_video_far_end(struct iss_video *video)
 206 {
 207         struct media_entity_graph graph;
 208         struct media_entity *entity = &video->video.entity;
 209         struct media_device *mdev = entity->parent;
 210         struct iss_video *far_end = NULL;
 211
 212         mutex_lock(&mdev->graph_mutex);
 213         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
 214
 215         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph))) {
 216                 if (entity == &video->video.entity)
 217                         continue;
 218
 219                 if (media_entity_type(entity) != MEDIA_ENT_T_DEVNODE)
 220                         continue;
 221
 222                 far_end = to_iss_video(media_entity_to_video_device(entity));
 223                 if (far_end->type != video->type)
 224                         break;
 225
 226                 far_end = NULL;
 227         }
 228
 229         mutex_unlock(&mdev->graph_mutex);
 230         return far_end;
 231 }
 232
 233 static int
 234 __iss_video_get_format(struct iss_video *video,
 235                        struct v4l2_mbus_framefmt *format)
 236 {
 237         struct v4l2_subdev_format fmt;
 238         struct v4l2_subdev *subdev;
 239         u32 pad;
 240         int ret;
 241
 242         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
 243         if (!subdev)
 244                 return -EINVAL;
 245
 246         memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));
 247         fmt.pad = pad;
 248         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
 249
 250         mutex_lock(&video->mutex);
 251         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
 252         mutex_unlock(&video->mutex);
 253
 254         if (ret)
 255                 return ret;
 256
 257         *format = fmt.format;
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 static int
 262 iss_video_check_format(struct iss_video *video, struct iss_video_fh *vfh)
 263 {
 264         struct v4l2_mbus_framefmt format;
 265         struct v4l2_pix_format pixfmt;
 266         int ret;
 267
 268         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
 269         if (ret < 0)
 270                 return ret;
 271
 272         pixfmt.bytesperline = 0;
 273         ret = iss_video_mbus_to_pix(video, &format, &pixfmt);
 274
 275         if (vfh->format.fmt.pix.pixelformat != pixfmt.pixelformat ||
 276             vfh->format.fmt.pix.height != pixfmt.height ||
 277             vfh->format.fmt.pix.width != pixfmt.width ||
 278             vfh->format.fmt.pix.bytesperline != pixfmt.bytesperline ||
 279             vfh->format.fmt.pix.sizeimage != pixfmt.sizeimage)
 280                 return -EINVAL;
 281
 282         return ret;
 283 }
 284
 285 /* -----------------------------------------------------------------------------
 286  * Video queue operations
 287  */
 288
 289 static int iss_video_queue_setup(struct vb2_queue *vq,
 290                                  unsigned int *count, unsigned int *num_planes,
 291                                  unsigned int sizes[], void *alloc_ctxs[])
 292 {
 293         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vq);
 294         struct iss_video *video = vfh->video;
 295
 296         /* Revisit multi-planar support for NV12 */
 297         *num_planes = 1;
 298
 299         sizes[0] = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
 300         if (sizes[0] == 0)
 301                 return -EINVAL;
 302
 303         alloc_ctxs[0] = video->alloc_ctx;
 304
 305         *count = min(*count, video->capture_mem / PAGE_ALIGN(sizes[0]));
 306
 307         return 0;
 308 }
 309
 310 static void iss_video_buf_cleanup(struct vb2_buffer *vb)
 311 {
 312         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 313         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
 314
 315         if (buffer->iss_addr)
 316                 buffer->iss_addr = 0;
 317 }
 318
 319 static int iss_video_buf_prepare(struct vb2_buffer *vb)
 320 {
 321         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 322         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 323         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
 324         struct iss_video *video = vfh->video;
 325         unsigned long size = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
 326         dma_addr_t addr;
 327
 328         if (vb2_plane_size(vb, 0) < size)
 329                 return -ENOBUFS;
 330
 331         addr = vb2_dma_contig_plane_dma_addr(vb, 0);
 332         if (!IS_ALIGNED(addr, 32)) {
 333                 dev_dbg(video->iss->dev,
 334                         "Buffer address must be aligned to 32 bytes boundary.\n");
 335                 return -EINVAL;
 336         }
 337
 338         vb2_set_plane_payload(vb, 0, size);
 339         buffer->iss_addr = addr;
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 static void iss_video_buf_queue(struct vb2_buffer *vb)
 344 {
 345         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 346         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 347         struct iss_video *video = vfh->video;
 348         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
 349         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 350         unsigned long flags;
 351         bool empty;
 352
 353         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 354
 355         /* Mark the buffer is faulty and give it back to the queue immediately
 356          * if the video node has registered an error. vb2 will perform the same
 357          * check when preparing the buffer, but that is inherently racy, so we
 358          * need to handle the race condition with an authoritative check here.
 359          */
 360         if (unlikely(video->error)) {
 361                 vb2_buffer_done(vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 362                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 363                 return;
 364         }
 365
 366         empty = list_empty(&video->dmaqueue);
 367         list_add_tail(&buffer->list, &video->dmaqueue);
 368
 369         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 370
 371         if (empty) {
 372                 enum iss_pipeline_state state;
 373                 unsigned int start;
 374
 375                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 376                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
 377                 else
 378                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
 379
 380                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 381                 pipe->state |= state;
 382                 video->ops->queue(video, buffer);
 383                 video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_QUEUED;
 384
 385                 start = iss_pipeline_ready(pipe);
 386                 if (start)
 387                         pipe->state |= ISS_PIPELINE_STREAM;
 388                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 389
 390                 if (start)
 391                         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
 392                                                 ISS_PIPELINE_STREAM_SINGLESHOT);
 393         }
 394 }
 395
 396 static const struct vb2_ops iss_video_vb2ops = {
 397         .queue_setup    = iss_video_queue_setup,
 398         .buf_prepare    = iss_video_buf_prepare,
 399         .buf_queue      = iss_video_buf_queue,
 400         .buf_cleanup    = iss_video_buf_cleanup,
 401 };
 402
 403 /*
 404  * omap4iss_video_buffer_next - Complete the current buffer and return the next
 405  * @video: ISS video object
 406  *
 407  * Remove the current video buffer from the DMA queue and fill its timestamp,
 408  * field count and state fields before waking up its completion handler.
 409  *
 410  * For capture video nodes, the buffer state is set to VB2_BUF_STATE_DONE if no
 411  * error has been flagged in the pipeline, or to VB2_BUF_STATE_ERROR otherwise.
 412  *
 413  * The DMA queue is expected to contain at least one buffer.
 414  *
 415  * Return a pointer to the next buffer in the DMA queue, or NULL if the queue is
 416  * empty.
 417  */
 418 struct iss_buffer *omap4iss_video_buffer_next(struct iss_video *video)
 419 {
 420         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 421         enum iss_pipeline_state state;
 422         struct iss_buffer *buf;
 423         unsigned long flags;
 424
 425         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 426         if (WARN_ON(list_empty(&video->dmaqueue))) {
 427                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 428                 return NULL;
 429         }
 430
 431         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 432                                list);
 433         list_del(&buf->list);
 434         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 435
 436         buf->vb.vb2_buf.timestamp = ktime_get_ns();
 437
 438         /* Do frame number propagation only if this is the output video node.
 439          * Frame number either comes from the CSI receivers or it gets
 440          * incremented here if H3A is not active.
 441          * Note: There is no guarantee that the output buffer will finish
 442          * first, so the input number might lag behind by 1 in some cases.
 443          */
 444         if (video == pipe->output && !pipe->do_propagation)
 445                 buf->vb.sequence =
 446                         atomic_inc_return(&pipe->frame_number);
 447         else
 448                 buf->vb.sequence = atomic_read(&pipe->frame_number);
 449
 450         vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, pipe->error ?
 451                         VB2_BUF_STATE_ERROR : VB2_BUF_STATE_DONE);
 452         pipe->error = false;
 453
 454         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 455         if (list_empty(&video->dmaqueue)) {
 456                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 457                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 458                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT
 459                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
 460                 else
 461                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT
 462                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
 463
 464                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 465                 pipe->state &= ~state;
 466                 if (video->pipe.stream_state == ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS)
 467                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
 468                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 469                 return NULL;
 470         }
 471
 472         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE && pipe->input) {
 473                 spin_lock(&pipe->lock);
 474                 pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
 475                 spin_unlock(&pipe->lock);
 476         }
 477
 478         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 479                                list);
 480         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 481         buf->vb.vb2_buf.state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
 482         return buf;
 483 }
 484
 485 /*
 486  * omap4iss_video_cancel_stream - Cancel stream on a video node
 487  * @video: ISS video object
 488  *
 489  * Cancelling a stream mark all buffers on the video node as erroneous and makes
 490  * sure no new buffer can be queued.
 491  */
 492 void omap4iss_video_cancel_stream(struct iss_video *video)
 493 {
 494         unsigned long flags;
 495
 496         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 497
 498         while (!list_empty(&video->dmaqueue)) {
 499                 struct iss_buffer *buf;
 500
 501                 buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 502                                        list);
 503                 list_del(&buf->list);
 504                 vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 505         }
 506
 507         vb2_queue_error(video->queue);
 508         video->error = true;
 509
 510         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 511 }
 512
 513 /* -----------------------------------------------------------------------------
 514  * V4L2 ioctls
 515  */
 516
 517 static int
 518 iss_video_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap)
 519 {
 520         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 521
 522         strlcpy(cap->driver, ISS_VIDEO_DRIVER_NAME, sizeof(cap->driver));
 523         strlcpy(cap->card, video->video.name, sizeof(cap->card));
 524         strlcpy(cap->bus_info, "media", sizeof(cap->bus_info));
 525
 526         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 527                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_STREAMING;
 528         else
 529                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT | V4L2_CAP_STREAMING;
 530
 531         cap->capabilities = V4L2_CAP_DEVICE_CAPS | V4L2_CAP_STREAMING
 532                           | V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT;
 533
 534         return 0;
 535 }
 536
 537 static int
 538 iss_video_enum_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *f)
 539 {
 540         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 541         struct v4l2_mbus_framefmt format;
 542         unsigned int index = f->index;
 543         unsigned int i;
 544         int ret;
 545
 546         if (f->type != video->type)
 547                 return -EINVAL;
 548
 549         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
 550         if (ret < 0)
 551                 return ret;
 552
 553         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
 554                 const struct iss_format_info *info = &formats[i];
 555
 556                 if (format.code != info->code)
 557                         continue;
 558
 559                 if (index == 0) {
 560                         f->pixelformat = info->pixelformat;
 561                         strlcpy(f->description, info->description,
 562                                 sizeof(f->description));
 563                         return 0;
 564                 }
 565
 566                 index--;
 567         }
 568
 569         return -EINVAL;
 570 }
 571
 572 static int
 573 iss_video_get_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 574 {
 575         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 576         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 577
 578         if (format->type != video->type)
 579                 return -EINVAL;
 580
 581         mutex_lock(&video->mutex);
 582         *format = vfh->format;
 583         mutex_unlock(&video->mutex);
 584
 585         return 0;
 586 }
 587
 588 static int
 589 iss_video_set_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 590 {
 591         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 592         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 593         struct v4l2_mbus_framefmt fmt;
 594
 595         if (format->type != video->type)
 596                 return -EINVAL;
 597
 598         mutex_lock(&video->mutex);
 599
 600         /* Fill the bytesperline and sizeimage fields by converting to media bus
 601          * format and back to pixel format.
 602          */
 603         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt);
 604         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt, &format->fmt.pix);
 605
 606         vfh->format = *format;
 607
 608         mutex_unlock(&video->mutex);
 609         return 0;
 610 }
 611
 612 static int
 613 iss_video_try_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 614 {
 615         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 616         struct v4l2_subdev_format fmt;
 617         struct v4l2_subdev *subdev;
 618         u32 pad;
 619         int ret;
 620
 621         if (format->type != video->type)
 622                 return -EINVAL;
 623
 624         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
 625         if (!subdev)
 626                 return -EINVAL;
 627
 628         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt.format);
 629
 630         fmt.pad = pad;
 631         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
 632         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
 633         if (ret)
 634                 return ret;
 635
 636         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt.format, &format->fmt.pix);
 637         return 0;
 638 }
 639
 640 static int
 641 iss_video_get_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
 642 {
 643         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 644         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 645
 646         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
 647             video->type != a->type)
 648                 return -EINVAL;
 649
 650         memset(a, 0, sizeof(*a));
 651         a->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT;
 652         a->parm.output.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME;
 653         a->parm.output.timeperframe = vfh->timeperframe;
 654
 655         return 0;
 656 }
 657
 658 static int
 659 iss_video_set_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
 660 {
 661         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 662         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 663
 664         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
 665             video->type != a->type)
 666                 return -EINVAL;
 667
 668         if (a->parm.output.timeperframe.denominator == 0)
 669                 a->parm.output.timeperframe.denominator = 1;
 670
 671         vfh->timeperframe = a->parm.output.timeperframe;
 672
 673         return 0;
 674 }
 675
 676 static int
 677 iss_video_reqbufs(struct file *file, void *fh, struct v4l2_requestbuffers *rb)
 678 {
 679         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 680
 681         return vb2_reqbufs(&vfh->queue, rb);
 682 }
 683
 684 static int
 685 iss_video_querybuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 686 {
 687         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 688
 689         return vb2_querybuf(&vfh->queue, b);
 690 }
 691
 692 static int
 693 iss_video_qbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 694 {
 695         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 696
 697         return vb2_qbuf(&vfh->queue, b);
 698 }
 699
 700 static int
 701 iss_video_expbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_exportbuffer *e)
 702 {
 703         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 704
 705         return vb2_expbuf(&vfh->queue, e);
 706 }
 707
 708 static int
 709 iss_video_dqbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 710 {
 711         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 712
 713         return vb2_dqbuf(&vfh->queue, b, file->f_flags & O_NONBLOCK);
 714 }
 715
 716 /*
 717  * Stream management
 718  *
 719  * Every ISS pipeline has a single input and a single output. The input can be
 720  * either a sensor or a video node. The output is always a video node.
 721  *
 722  * As every pipeline has an output video node, the ISS video objects at the
 723  * pipeline output stores the pipeline state. It tracks the streaming state of
 724  * both the input and output, as well as the availability of buffers.
 725  *
 726  * In sensor-to-memory mode, frames are always available at the pipeline input.
 727  * Starting the sensor usually requires I2C transfers and must be done in
 728  * interruptible context. The pipeline is started and stopped synchronously
 729  * to the stream on/off commands. All modules in the pipeline will get their
 730  * subdev set stream handler called. The module at the end of the pipeline must
 731  * delay starting the hardware until buffers are available at its output.
 732  *
 733  * In memory-to-memory mode, starting/stopping the stream requires
 734  * synchronization between the input and output. ISS modules can't be stopped
 735  * in the middle of a frame, and at least some of the modules seem to become
 736  * busy as soon as they're started, even if they don't receive a frame start
 737  * event. For that reason frames need to be processed in single-shot mode. The
 738  * driver needs to wait until a frame is completely processed and written to
 739  * memory before restarting the pipeline for the next frame. Pipelined
 740  * processing might be possible but requires more testing.
 741  *
 742  * Stream start must be delayed until buffers are available at both the input
 743  * and output. The pipeline must be started in the videobuf queue callback with
 744  * the buffers queue spinlock held. The modules subdev set stream operation must
 745  * not sleep.
 746  */
 747 static int
 748 iss_video_streamon(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
 749 {
 750         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 751         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 752         struct media_entity_graph graph;
 753         struct media_entity *entity;
 754         enum iss_pipeline_state state;
 755         struct iss_pipeline *pipe;
 756         struct iss_video *far_end;
 757         unsigned long flags;
 758         int ret;
 759
 760         if (type != video->type)
 761                 return -EINVAL;
 762
 763         mutex_lock(&video->stream_lock);
 764
 765         /* Start streaming on the pipeline. No link touching an entity in the
 766          * pipeline can be activated or deactivated once streaming is started.
 767          */
 768         pipe = video->video.entity.pipe
 769              ? to_iss_pipeline(&video->video.entity) : &video->pipe;
 770         pipe->external = NULL;
 771         pipe->external_rate = 0;
 772         pipe->external_bpp = 0;
 773         pipe->entities = 0;
 774
 775         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 776                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, true);
 777
 778         ret = media_entity_pipeline_start(&video->video.entity, &pipe->pipe);
 779         if (ret < 0)
 780                 goto err_media_entity_pipeline_start;
 781
 782         entity = &video->video.entity;
 783         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
 784         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph)))
 785                 pipe->entities |= 1 << entity->id;
 786
 787         /* Verify that the currently configured format matches the output of
 788          * the connected subdev.
 789          */
 790         ret = iss_video_check_format(video, vfh);
 791         if (ret < 0)
 792                 goto err_iss_video_check_format;
 793
 794         video->bpl_padding = ret;
 795         video->bpl_value = vfh->format.fmt.pix.bytesperline;
 796
 797         /* Find the ISS video node connected at the far end of the pipeline and
 798          * update the pipeline.
 799          */
 800         far_end = iss_video_far_end(video);
 801
 802         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
 803                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_OUTPUT;
 804                 pipe->input = far_end;
 805                 pipe->output = video;
 806         } else {
 807                 if (!far_end) {
 808                         ret = -EPIPE;
 809                         goto err_iss_video_check_format;
 810                 }
 811
 812                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_INPUT;
 813                 pipe->input = video;
 814                 pipe->output = far_end;
 815         }
 816
 817         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 818         pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
 819         pipe->state |= state;
 820         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 821
 822         /* Set the maximum time per frame as the value requested by userspace.
 823          * This is a soft limit that can be overridden if the hardware doesn't
 824          * support the request limit.
 825          */
 826         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT)
 827                 pipe->max_timeperframe = vfh->timeperframe;
 828
 829         video->queue = &vfh->queue;
 830         INIT_LIST_HEAD(&video->dmaqueue);
 831         video->error = false;
 832         atomic_set(&pipe->frame_number, -1);
 833
 834         ret = vb2_streamon(&vfh->queue, type);
 835         if (ret < 0)
 836                 goto err_iss_video_check_format;
 837
 838         /* In sensor-to-memory mode, the stream can be started synchronously
 839          * to the stream on command. In memory-to-memory mode, it will be
 840          * started when buffers are queued on both the input and output.
 841          */
 842         if (!pipe->input) {
 843                 unsigned long flags;
 844
 845                 ret = omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
 846                                               ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS);
 847                 if (ret < 0)
 848                         goto err_omap4iss_set_stream;
 849                 spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 850                 if (list_empty(&video->dmaqueue))
 851                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
 852                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 853         }
 854
 855         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 856         return 0;
 857
 858 err_omap4iss_set_stream:
 859         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
 860 err_iss_video_check_format:
 861         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
 862 err_media_entity_pipeline_start:
 863         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 864                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
 865         video->queue = NULL;
 866
 867         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 868         return ret;
 869 }
 870
 871 static int
 872 iss_video_streamoff(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
 873 {
 874         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 875         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 876         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 877         enum iss_pipeline_state state;
 878         unsigned long flags;
 879
 880         if (type != video->type)
 881                 return -EINVAL;
 882
 883         mutex_lock(&video->stream_lock);
 884
 885         if (!vb2_is_streaming(&vfh->queue))
 886                 goto done;
 887
 888         /* Update the pipeline state. */
 889         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 890                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT
 891                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
 892         else
 893                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT
 894                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
 895
 896         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 897         pipe->state &= ~state;
 898         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 899
 900         /* Stop the stream. */
 901         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe, ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED);
 902         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
 903         video->queue = NULL;
 904
 905         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 906                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
 907         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
 908
 909 done:
 910         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 911         return 0;
 912 }
 913
 914 static int
 915 iss_video_enum_input(struct file *file, void *fh, struct v4l2_input *input)
 916 {
 917         if (input->index > 0)
 918                 return -EINVAL;
 919
 920         strlcpy(input->name, "camera", sizeof(input->name));
 921         input->type = V4L2_INPUT_TYPE_CAMERA;
 922
 923         return 0;
 924 }
 925
 926 static int
 927 iss_video_g_input(struct file *file, void *fh, unsigned int *input)
 928 {
 929         *input = 0;
 930
 931         return 0;
 932 }
 933
 934 static int
 935 iss_video_s_input(struct file *file, void *fh, unsigned int input)
 936 {
 937         return input == 0 ? 0 : -EINVAL;
 938 }
 939
 940 static const struct v4l2_ioctl_ops iss_video_ioctl_ops = {
 941         .vidioc_querycap                = iss_video_querycap,
 942         .vidioc_enum_fmt_vid_cap        = iss_video_enum_format,
 943         .vidioc_g_fmt_vid_cap           = iss_video_get_format,
 944         .vidioc_s_fmt_vid_cap           = iss_video_set_format,
 945         .vidioc_try_fmt_vid_cap         = iss_video_try_format,
 946         .vidioc_g_fmt_vid_out           = iss_video_get_format,
 947         .vidioc_s_fmt_vid_out           = iss_video_set_format,
 948         .vidioc_try_fmt_vid_out         = iss_video_try_format,
 949         .vidioc_g_parm                  = iss_video_get_param,
 950         .vidioc_s_parm                  = iss_video_set_param,
 951         .vidioc_reqbufs                 = iss_video_reqbufs,
 952         .vidioc_querybuf                = iss_video_querybuf,
 953         .vidioc_qbuf                    = iss_video_qbuf,
 954         .vidioc_expbuf                  = iss_video_expbuf,
 955         .vidioc_dqbuf                   = iss_video_dqbuf,
 956         .vidioc_streamon                = iss_video_streamon,
 957         .vidioc_streamoff               = iss_video_streamoff,
 958         .vidioc_enum_input              = iss_video_enum_input,
 959         .vidioc_g_input                 = iss_video_g_input,
 960         .vidioc_s_input                 = iss_video_s_input,
 961 };
 962
 963 /* -----------------------------------------------------------------------------
 964  * V4L2 file operations
 965  */
 966
 967 static int iss_video_open(struct file *file)
 968 {
 969         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 970         struct iss_video_fh *handle;
 971         struct vb2_queue *q;
 972         int ret = 0;
 973
 974         handle = kzalloc(sizeof(*handle), GFP_KERNEL);
 975         if (!handle)
 976                 return -ENOMEM;
 977
 978         v4l2_fh_init(&handle->vfh, &video->video);
 979         v4l2_fh_add(&handle->vfh);
 980
 981         /* If this is the first user, initialise the pipeline. */
 982         if (!omap4iss_get(video->iss)) {
 983                 ret = -EBUSY;
 984                 goto done;
 985         }
 986
 987         ret = omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 1);
 988         if (ret < 0) {
 989                 omap4iss_put(video->iss);
 990                 goto done;
 991         }
 992
 993         video->alloc_ctx = vb2_dma_contig_init_ctx(video->iss->dev);
 994         if (IS_ERR(video->alloc_ctx)) {
 995                 ret = PTR_ERR(video->alloc_ctx);
 996                 omap4iss_put(video->iss);
 997                 goto done;
 998         }
 999
1000         q = &handle->queue;
1001
1002         q->type = video->type;
1003         q->io_modes = VB2_MMAP | VB2_DMABUF;
1004         q->drv_priv = handle;
1005         q->ops = &iss_video_vb2ops;
1006         q->mem_ops = &vb2_dma_contig_memops;
1007         q->buf_struct_size = sizeof(struct iss_buffer);
1008         q->timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
1009
1010         ret = vb2_queue_init(q);
1011         if (ret) {
1012                 omap4iss_put(video->iss);
1013                 goto done;
1014         }
1015
1016         memset(&handle->format, 0, sizeof(handle->format));
1017         handle->format.type = video->type;
1018         handle->timeperframe.denominator = 1;
1019
1020         handle->video = video;
1021         file->private_data = &handle->vfh;
1022
1023 done:
1024         if (ret < 0) {
1025                 v4l2_fh_del(&handle->vfh);
1026                 kfree(handle);
1027         }
1028
1029         return ret;
1030 }
1031
1032 static int iss_video_release(struct file *file)
1033 {
1034         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
1035         struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
1036         struct iss_video_fh *handle = to_iss_video_fh(vfh);
1037
1038         /* Disable streaming and free the buffers queue resources. */
1039         iss_video_streamoff(file, vfh, video->type);
1040
1041         omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 0);
1042
1043         /* Release the videobuf2 queue */
1044         vb2_queue_release(&handle->queue);
1045
1046         /* Release the file handle. */
1047         v4l2_fh_del(vfh);
1048         kfree(handle);
1049         file->private_data = NULL;
1050
1051         omap4iss_put(video->iss);
1052
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 static unsigned int iss_video_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1057 {
1058         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1059
1060         return vb2_poll(&vfh->queue, file, wait);
1061 }
1062
1063 static int iss_video_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1064 {
1065         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1066
1067         return vb2_mmap(&vfh->queue, vma);
1068 }
1069
1070 static struct v4l2_file_operations iss_video_fops = {
1071         .owner = THIS_MODULE,
1072         .unlocked_ioctl = video_ioctl2,
1073         .open = iss_video_open,
1074         .release = iss_video_release,
1075         .poll = iss_video_poll,
1076         .mmap = iss_video_mmap,
1077 };
1078
1079 /* -----------------------------------------------------------------------------
1080  * ISS video core
1081  */
1082
1083 static const struct iss_video_operations iss_video_dummy_ops = {
1084 };
1085
1086 int omap4iss_video_init(struct iss_video *video, const char *name)
1087 {
1088         const char *direction;
1089         int ret;
1090
1091         switch (video->type) {
1092         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE:
1093                 direction = "output";
1094                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
1095                 break;
1096         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT:
1097                 direction = "input";
1098                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE;
1099                 break;
1100
1101         default:
1102                 return -EINVAL;
1103         }
1104
1105         ret = media_entity_init(&video->video.entity, 1, &video->pad, 0);
1106         if (ret < 0)
1107                 return ret;
1108
1109         spin_lock_init(&video->qlock);
1110         mutex_init(&video->mutex);
1111         atomic_set(&video->active, 0);
1112
1113         spin_lock_init(&video->pipe.lock);
1114         mutex_init(&video->stream_lock);
1115
1116         /* Initialize the video device. */
1117         if (!video->ops)
1118                 video->ops = &iss_video_dummy_ops;
1119
1120         video->video.fops = &iss_video_fops;
1121         snprintf(video->video.name, sizeof(video->video.name),
1122                  "OMAP4 ISS %s %s", name, direction);
1123         video->video.vfl_type = VFL_TYPE_GRABBER;
1124         video->video.release = video_device_release_empty;
1125         video->video.ioctl_ops = &iss_video_ioctl_ops;
1126         video->pipe.stream_state = ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED;
1127
1128         video_set_drvdata(&video->video, video);
1129
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 void omap4iss_video_cleanup(struct iss_video *video)
1134 {
1135         media_entity_cleanup(&video->video.entity);
1136         mutex_destroy(&video->stream_lock);
1137         mutex_destroy(&video->mutex);
1138 }
1139
1140 int omap4iss_video_register(struct iss_video *video, struct v4l2_device *vdev)
1141 {
1142         int ret;
1143
1144         video->video.v4l2_dev = vdev;
1145
1146         ret = video_register_device(&video->video, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
1147         if (ret < 0)
1148                 dev_err(video->iss->dev,
1149                         "could not register video device (%d)\n", ret);
1150
1151         return ret;
1152 }
1153
1154 void omap4iss_video_unregister(struct iss_video *video)
1155 {
1156         video_unregister_device(&video->video);
1157 }