]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - include/media/media-device.h
[media] media-device: move PCI/USB helper functions from v4l2-mc
[karo-tx-linux.git] / include / media / media-device.h
1 /*
2  * Media device
3  *
4  * Copyright (C) 2010 Nokia Corporation
5  *
6  * Contacts: Laurent Pinchart <laurent.pinchart@ideasonboard.com>
7  *           Sakari Ailus <sakari.ailus@iki.fi>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
11  * published by the Free Software Foundation.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
21  */
22
23 #ifndef _MEDIA_DEVICE_H
24 #define _MEDIA_DEVICE_H
25
26 #include <linux/list.h>
27 #include <linux/mutex.h>
28 #include <linux/spinlock.h>
29
30 #include <media/media-devnode.h>
31 #include <media/media-entity.h>
32
33 /**
34  * DOC: Media Controller
35  *
36  * The media controller userspace API is documented in DocBook format in
37  * Documentation/DocBook/media/v4l/media-controller.xml. This document focus
38  * on the kernel-side implementation of the media framework.
39  *
40  * * Abstract media device model:
41  *
42  * Discovering a device internal topology, and configuring it at runtime, is one
43  * of the goals of the media framework. To achieve this, hardware devices are
44  * modelled as an oriented graph of building blocks called entities connected
45  * through pads.
46  *
47  * An entity is a basic media hardware building block. It can correspond to
48  * a large variety of logical blocks such as physical hardware devices
49  * (CMOS sensor for instance), logical hardware devices (a building block
50  * in a System-on-Chip image processing pipeline), DMA channels or physical
51  * connectors.
52  *
53  * A pad is a connection endpoint through which an entity can interact with
54  * other entities. Data (not restricted to video) produced by an entity
55  * flows from the entity's output to one or more entity inputs. Pads should
56  * not be confused with physical pins at chip boundaries.
57  *
58  * A link is a point-to-point oriented connection between two pads, either
59  * on the same entity or on different entities. Data flows from a source
60  * pad to a sink pad.
61  *
62  *
63  * * Media device:
64  *
65  * A media device is represented by a struct &media_device instance, defined in
66  * include/media/media-device.h. Allocation of the structure is handled by the
67  * media device driver, usually by embedding the &media_device instance in a
68  * larger driver-specific structure.
69  *
70  * Drivers register media device instances by calling
71  *      __media_device_register() via the macro media_device_register()
72  * and unregistered by calling
73  *      media_device_unregister().
74  *
75  * * Entities, pads and links:
76  *
77  * - Entities
78  *
79  * Entities are represented by a struct &media_entity instance, defined in
80  * include/media/media-entity.h. The structure is usually embedded into a
81  * higher-level structure, such as a v4l2_subdev or video_device instance,
82  * although drivers can allocate entities directly.
83  *
84  * Drivers initialize entity pads by calling
85  *      media_entity_pads_init().
86  *
87  * Drivers register entities with a media device by calling
88  *      media_device_register_entity()
89  * and unregistred by calling
90  *      media_device_unregister_entity().
91  *
92  * - Interfaces
93  *
94  * Interfaces are represented by a struct &media_interface instance, defined in
95  * include/media/media-entity.h. Currently, only one type of interface is
96  * defined: a device node. Such interfaces are represented by a struct
97  * &media_intf_devnode.
98  *
99  * Drivers initialize and create device node interfaces by calling
100  *      media_devnode_create()
101  * and remove them by calling:
102  *      media_devnode_remove().
103  *
104  * - Pads
105  *
106  * Pads are represented by a struct &media_pad instance, defined in
107  * include/media/media-entity.h. Each entity stores its pads in a pads array
108  * managed by the entity driver. Drivers usually embed the array in a
109  * driver-specific structure.
110  *
111  * Pads are identified by their entity and their 0-based index in the pads
112  * array.
113  * Both information are stored in the &media_pad structure, making the
114  * &media_pad pointer the canonical way to store and pass link references.
115  *
116  * Pads have flags that describe the pad capabilities and state.
117  *
118  *      %MEDIA_PAD_FL_SINK indicates that the pad supports sinking data.
119  *      %MEDIA_PAD_FL_SOURCE indicates that the pad supports sourcing data.
120  *
121  * NOTE: One and only one of %MEDIA_PAD_FL_SINK and %MEDIA_PAD_FL_SOURCE must
122  * be set for each pad.
123  *
124  * - Links
125  *
126  * Links are represented by a struct &media_link instance, defined in
127  * include/media/media-entity.h. There are two types of links:
128  *
129  * 1. pad to pad links:
130  *
131  * Associate two entities via their PADs. Each entity has a list that points
132  * to all links originating at or targeting any of its pads.
133  * A given link is thus stored twice, once in the source entity and once in
134  * the target entity.
135  *
136  * Drivers create pad to pad links by calling:
137  *      media_create_pad_link() and remove with media_entity_remove_links().
138  *
139  * 2. interface to entity links:
140  *
141  * Associate one interface to a Link.
142  *
143  * Drivers create interface to entity links by calling:
144  *      media_create_intf_link() and remove with media_remove_intf_links().
145  *
146  * NOTE:
147  *
148  * Links can only be created after having both ends already created.
149  *
150  * Links have flags that describe the link capabilities and state. The
151  * valid values are described at media_create_pad_link() and
152  * media_create_intf_link().
153  *
154  * Graph traversal:
155  *
156  * The media framework provides APIs to iterate over entities in a graph.
157  *
158  * To iterate over all entities belonging to a media device, drivers can use
159  * the media_device_for_each_entity macro, defined in
160  * include/media/media-device.h.
161  *
162  *      struct media_entity *entity;
163  *
164  *      media_device_for_each_entity(entity, mdev) {
165  *              // entity will point to each entity in turn
166  *              ...
167  *      }
168  *
169  * Drivers might also need to iterate over all entities in a graph that can be
170  * reached only through enabled links starting at a given entity. The media
171  * framework provides a depth-first graph traversal API for that purpose.
172  *
173  * Note that graphs with cycles (whether directed or undirected) are *NOT*
174  * supported by the graph traversal API. To prevent infinite loops, the graph
175  * traversal code limits the maximum depth to MEDIA_ENTITY_ENUM_MAX_DEPTH,
176  * currently defined as 16.
177  *
178  * Drivers initiate a graph traversal by calling
179  *      media_entity_graph_walk_start()
180  *
181  * The graph structure, provided by the caller, is initialized to start graph
182  * traversal at the given entity.
183  *
184  * Drivers can then retrieve the next entity by calling
185  *      media_entity_graph_walk_next()
186  *
187  * When the graph traversal is complete the function will return NULL.
188  *
189  * Graph traversal can be interrupted at any moment. No cleanup function call
190  * is required and the graph structure can be freed normally.
191  *
192  * Helper functions can be used to find a link between two given pads, or a pad
193  * connected to another pad through an enabled link
194  *      media_entity_find_link() and media_entity_remote_pad()
195  *
196  * Use count and power handling:
197  *
198  * Due to the wide differences between drivers regarding power management
199  * needs, the media controller does not implement power management. However,
200  * the &media_entity structure includes a use_count field that media drivers
201  * can use to track the number of users of every entity for power management
202  * needs.
203  *
204  * The &media_entity.@use_count field is owned by media drivers and must not be
205  * touched by entity drivers. Access to the field must be protected by the
206  * &media_device.@graph_mutex lock.
207  *
208  * Links setup:
209  *
210  * Link properties can be modified at runtime by calling
211  *      media_entity_setup_link()
212  *
213  * Pipelines and media streams:
214  *
215  * When starting streaming, drivers must notify all entities in the pipeline to
216  * prevent link states from being modified during streaming by calling
217  *      media_entity_pipeline_start().
218  *
219  * The function will mark all entities connected to the given entity through
220  * enabled links, either directly or indirectly, as streaming.
221  *
222  * The &media_pipeline instance pointed to by the pipe argument will be stored
223  * in every entity in the pipeline. Drivers should embed the &media_pipeline
224  * structure in higher-level pipeline structures and can then access the
225  * pipeline through the &media_entity pipe field.
226  *
227  * Calls to media_entity_pipeline_start() can be nested. The pipeline pointer
228  * must be identical for all nested calls to the function.
229  *
230  * media_entity_pipeline_start() may return an error. In that case, it will
231  * clean up any of the changes it did by itself.
232  *
233  * When stopping the stream, drivers must notify the entities with
234  *      media_entity_pipeline_stop().
235  *
236  * If multiple calls to media_entity_pipeline_start() have been made the same
237  * number of media_entity_pipeline_stop() calls are required to stop streaming.
238  * The &media_entity pipe field is reset to NULL on the last nested stop call.
239  *
240  * Link configuration will fail with -%EBUSY by default if either end of the
241  * link is a streaming entity. Links that can be modified while streaming must
242  * be marked with the %MEDIA_LNK_FL_DYNAMIC flag.
243  *
244  * If other operations need to be disallowed on streaming entities (such as
245  * changing entities configuration parameters) drivers can explicitly check the
246  * media_entity stream_count field to find out if an entity is streaming. This
247  * operation must be done with the media_device graph_mutex held.
248  *
249  * Link validation:
250  *
251  * Link validation is performed by media_entity_pipeline_start() for any
252  * entity which has sink pads in the pipeline. The
253  * &media_entity.@link_validate() callback is used for that purpose. In
254  * @link_validate() callback, entity driver should check that the properties of
255  * the source pad of the connected entity and its own sink pad match. It is up
256  * to the type of the entity (and in the end, the properties of the hardware)
257  * what matching actually means.
258  *
259  * Subsystems should facilitate link validation by providing subsystem specific
260  * helper functions to provide easy access for commonly needed information, and
261  * in the end provide a way to use driver-specific callbacks.
262  */
263
264 struct ida;
265 struct device;
266
267 /**
268  * struct media_device - Media device
269  * @dev:        Parent device
270  * @devnode:    Media device node
271  * @driver_name: Optional device driver name. If not set, calls to
272  *              %MEDIA_IOC_DEVICE_INFO will return dev->driver->name.
273  *              This is needed for USB drivers for example, as otherwise
274  *              they'll all appear as if the driver name was "usb".
275  * @model:      Device model name
276  * @serial:     Device serial number (optional)
277  * @bus_info:   Unique and stable device location identifier
278  * @hw_revision: Hardware device revision
279  * @driver_version: Device driver version
280  * @topology_version: Monotonic counter for storing the version of the graph
281  *              topology. Should be incremented each time the topology changes.
282  * @id:         Unique ID used on the last registered graph object
283  * @entity_internal_idx: Unique internal entity ID used by the graph traversal
284  *              algorithms
285  * @entity_internal_idx_max: Allocated internal entity indices
286  * @entities:   List of registered entities
287  * @interfaces: List of registered interfaces
288  * @pads:       List of registered pads
289  * @links:      List of registered links
290  * @lock:       Entities list lock
291  * @graph_mutex: Entities graph operation lock
292  * @link_notify: Link state change notification callback
293  *
294  * This structure represents an abstract high-level media device. It allows easy
295  * access to entities and provides basic media device-level support. The
296  * structure can be allocated directly or embedded in a larger structure.
297  *
298  * The parent @dev is a physical device. It must be set before registering the
299  * media device.
300  *
301  * @model is a descriptive model name exported through sysfs. It doesn't have to
302  * be unique.
303  */
304 struct media_device {
305         /* dev->driver_data points to this struct. */
306         struct device *dev;
307         struct media_devnode devnode;
308
309         char model[32];
310         char driver_name[32];
311         char serial[40];
312         char bus_info[32];
313         u32 hw_revision;
314         u32 driver_version;
315
316         u32 topology_version;
317
318         u32 id;
319         struct ida entity_internal_idx;
320         int entity_internal_idx_max;
321
322         struct list_head entities;
323         struct list_head interfaces;
324         struct list_head pads;
325         struct list_head links;
326
327         /* Protects the graph objects creation/removal */
328         spinlock_t lock;
329         /* Serializes graph operations. */
330         struct mutex graph_mutex;
331
332         int (*link_notify)(struct media_link *link, u32 flags,
333                            unsigned int notification);
334 };
335
336 /* We don't need to include pci.h or usb.h here */
337 struct pci_dev;
338 struct usb_device;
339
340 #ifdef CONFIG_MEDIA_CONTROLLER
341
342 /* Supported link_notify @notification values. */
343 #define MEDIA_DEV_NOTIFY_PRE_LINK_CH    0
344 #define MEDIA_DEV_NOTIFY_POST_LINK_CH   1
345
346 /* media_devnode to media_device */
347 #define to_media_device(node) container_of(node, struct media_device, devnode)
348
349 /**
350  * media_entity_enum_init - Initialise an entity enumeration
351  *
352  * @ent_enum: Entity enumeration to be initialised
353  * @mdev: The related media device
354  *
355  * Returns zero on success or a negative error code.
356  */
357 static inline __must_check int media_entity_enum_init(
358         struct media_entity_enum *ent_enum, struct media_device *mdev)
359 {
360         return __media_entity_enum_init(ent_enum,
361                                         mdev->entity_internal_idx_max + 1);
362 }
363
364 /**
365  * media_device_init() - Initializes a media device element
366  *
367  * @mdev:       pointer to struct &media_device
368  *
369  * This function initializes the media device prior to its registration.
370  * The media device initialization and registration is split in two functions
371  * to avoid race conditions and make the media device available to user-space
372  * before the media graph has been completed.
373  *
374  * So drivers need to first initialize the media device, register any entity
375  * within the media device, create pad to pad links and then finally register
376  * the media device by calling media_device_register() as a final step.
377  */
378 void media_device_init(struct media_device *mdev);
379
380 /**
381  * media_device_cleanup() - Cleanups a media device element
382  *
383  * @mdev:       pointer to struct &media_device
384  *
385  * This function that will destroy the graph_mutex that is
386  * initialized in media_device_init().
387  */
388 void media_device_cleanup(struct media_device *mdev);
389
390 /**
391  * __media_device_register() - Registers a media device element
392  *
393  * @mdev:       pointer to struct &media_device
394  * @owner:      should be filled with %THIS_MODULE
395  *
396  * Users, should, instead, call the media_device_register() macro.
397  *
398  * The caller is responsible for initializing the media_device structure before
399  * registration. The following fields must be set:
400  *
401  *  - dev must point to the parent device (usually a &pci_dev, &usb_interface or
402  *    &platform_device instance).
403  *
404  *  - model must be filled with the device model name as a NUL-terminated UTF-8
405  *    string. The device/model revision must not be stored in this field.
406  *
407  * The following fields are optional:
408  *
409  *  - serial is a unique serial number stored as a NUL-terminated ASCII string.
410  *    The field is big enough to store a GUID in text form. If the hardware
411  *    doesn't provide a unique serial number this field must be left empty.
412  *
413  *  - bus_info represents the location of the device in the system as a
414  *    NUL-terminated ASCII string. For PCI/PCIe devices bus_info must be set to
415  *    "PCI:" (or "PCIe:") followed by the value of pci_name(). For USB devices,
416  *    the usb_make_path() function must be used. This field is used by
417  *    applications to distinguish between otherwise identical devices that don't
418  *    provide a serial number.
419  *
420  *  - hw_revision is the hardware device revision in a driver-specific format.
421  *    When possible the revision should be formatted with the KERNEL_VERSION
422  *    macro.
423  *
424  *  - driver_version is formatted with the KERNEL_VERSION macro. The version
425  *    minor must be incremented when new features are added to the userspace API
426  *    without breaking binary compatibility. The version major must be
427  *    incremented when binary compatibility is broken.
428  *
429  * Notes:
430  *
431  * Upon successful registration a character device named media[0-9]+ is created.
432  * The device major and minor numbers are dynamic. The model name is exported as
433  * a sysfs attribute.
434  *
435  * Unregistering a media device that hasn't been registered is *NOT* safe.
436  *
437  * Return: returns zero on success or a negative error code.
438  */
439 int __must_check __media_device_register(struct media_device *mdev,
440                                          struct module *owner);
441 #define media_device_register(mdev) __media_device_register(mdev, THIS_MODULE)
442
443 /**
444  * __media_device_unregister() - Unegisters a media device element
445  *
446  * @mdev:       pointer to struct &media_device
447  *
448  *
449  * It is safe to call this function on an unregistered (but initialised)
450  * media device.
451  */
452 void media_device_unregister(struct media_device *mdev);
453
454 /**
455  * media_device_register_entity() - registers a media entity inside a
456  *      previously registered media device.
457  *
458  * @mdev:       pointer to struct &media_device
459  * @entity:     pointer to struct &media_entity to be registered
460  *
461  * Entities are identified by a unique positive integer ID. The media
462  * controller framework will such ID automatically. IDs are not guaranteed
463  * to be contiguous, and the ID number can change on newer Kernel versions.
464  * So, neither the driver nor userspace should hardcode ID numbers to refer
465  * to the entities, but, instead, use the framework to find the ID, when
466  * needed.
467  *
468  * The media_entity name, type and flags fields should be initialized before
469  * calling media_device_register_entity(). Entities embedded in higher-level
470  * standard structures can have some of those fields set by the higher-level
471  * framework.
472  *
473  * If the device has pads, media_entity_pads_init() should be called before
474  * this function. Otherwise, the &media_entity.@pad and &media_entity.@num_pads
475  * should be zeroed before calling this function.
476  *
477  * Entities have flags that describe the entity capabilities and state:
478  *
479  * %MEDIA_ENT_FL_DEFAULT indicates the default entity for a given type.
480  *      This can be used to report the default audio and video devices or the
481  *      default camera sensor.
482  *
483  * NOTE: Drivers should set the entity function before calling this function.
484  * Please notice that the values %MEDIA_ENT_F_V4L2_SUBDEV_UNKNOWN and
485  * %MEDIA_ENT_F_UNKNOWN should not be used by the drivers.
486  */
487 int __must_check media_device_register_entity(struct media_device *mdev,
488                                               struct media_entity *entity);
489
490 /*
491  * media_device_unregister_entity() - unregisters a media entity.
492  *
493  * @entity:     pointer to struct &media_entity to be unregistered
494  *
495  * All links associated with the entity and all PADs are automatically
496  * unregistered from the media_device when this function is called.
497  *
498  * Unregistering an entity will not change the IDs of the other entities and
499  * the previoully used ID will never be reused for a newly registered entities.
500  *
501  * When a media device is unregistered, all its entities are unregistered
502  * automatically. No manual entities unregistration is then required.
503  *
504  * Note: the media_entity instance itself must be freed explicitly by
505  * the driver if required.
506  */
507 void media_device_unregister_entity(struct media_entity *entity);
508
509 /**
510  * media_device_get_devres() -  get media device as device resource
511  *                              creates if one doesn't exist
512  *
513  * @dev: pointer to struct &device.
514  *
515  * Sometimes, the media controller &media_device needs to be shared by more
516  * than one driver. This function adds support for that, by dynamically
517  * allocating the &media_device and allowing it to be obtained from the
518  * struct &device associated with the common device where all sub-device
519  * components belong. So, for example, on an USB device with multiple
520  * interfaces, each interface may be handled by a separate per-interface
521  * drivers. While each interface have its own &device, they all share a
522  * common &device associated with the hole USB device.
523  */
524 struct media_device *media_device_get_devres(struct device *dev);
525
526 /**
527  * media_device_find_devres() - find media device as device resource
528  *
529  * @dev: pointer to struct &device.
530  */
531 struct media_device *media_device_find_devres(struct device *dev);
532
533 /* Iterate over all entities. */
534 #define media_device_for_each_entity(entity, mdev)                      \
535         list_for_each_entry(entity, &(mdev)->entities, graph_obj.list)
536
537 /* Iterate over all interfaces. */
538 #define media_device_for_each_intf(intf, mdev)                  \
539         list_for_each_entry(intf, &(mdev)->interfaces, graph_obj.list)
540
541 /* Iterate over all pads. */
542 #define media_device_for_each_pad(pad, mdev)                    \
543         list_for_each_entry(pad, &(mdev)->pads, graph_obj.list)
544
545 /* Iterate over all links. */
546 #define media_device_for_each_link(link, mdev)                  \
547         list_for_each_entry(link, &(mdev)->links, graph_obj.list)
548
549 /**
550  * media_device_pci_init() - create and initialize a
551  *      struct &media_device from a PCI device.
552  *
553  * @pci_dev:    pointer to struct pci_dev
554  * @name:       media device name. If %NULL, the routine will use the default
555  *              name for the pci device, given by pci_name() macro.
556  */
557 struct media_device *media_device_pci_init(struct pci_dev *pci_dev,
558                                            const char *name);
559 /**
560  * __media_device_usb_init() - create and initialize a
561  *      struct &media_device from a PCI device.
562  *
563  * @udev:       pointer to struct usb_device
564  * @board_name: media device name. If %NULL, the routine will use the usb
565  *              product name, if available.
566  * @driver_name: name of the driver. if %NULL, the routine will use the name
567  *              given by udev->dev->driver->name, with is usually the wrong
568  *              thing to do.
569  *
570  * NOTE: It is better to call media_device_usb_init() instead, as
571  * such macro fills driver_name with %KBUILD_MODNAME.
572  */
573 struct media_device *__media_device_usb_init(struct usb_device *udev,
574                                              const char *board_name,
575                                              const char *driver_name);
576
577 #else
578 static inline int media_device_register(struct media_device *mdev)
579 {
580         return 0;
581 }
582 static inline void media_device_unregister(struct media_device *mdev)
583 {
584 }
585 static inline int media_device_register_entity(struct media_device *mdev,
586                                                 struct media_entity *entity)
587 {
588         return 0;
589 }
590 static inline void media_device_unregister_entity(struct media_entity *entity)
591 {
592 }
593 static inline struct media_device *media_device_get_devres(struct device *dev)
594 {
595         return NULL;
596 }
597 static inline struct media_device *media_device_find_devres(struct device *dev)
598 {
599         return NULL;
600 }
601
602 static inline
603 struct media_device *media_device_pci_init(struct pci_dev *pci_dev,
604                                            char *name)
605 {
606         return NULL;
607 }
608
609 static inline
610 struct media_device *__media_device_usb_init(struct usb_device *udev,
611                                              char *board_name,
612                                              char *driver_name)
613 {
614         return NULL;
615 }
616
617 #endif /* CONFIG_MEDIA_CONTROLLER */
618
619 #define media_device_usb_init(udev, name) \
620         __media_device_usb_init(udev, name, KBUILD_MODNAME)
621
622 #endif