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 /* -----------------------------------------------------------------------------
  30  * Helper functions
  31  */
  32
  33 static struct iss_format_info formats[] = {
  34         { MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  35           MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  36           V4L2_PIX_FMT_GREY, 8, "Greyscale 8 bpp", },
  37         { MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10,
  38           MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  39           V4L2_PIX_FMT_Y10, 10, "Greyscale 10 bpp", },
  40         { MEDIA_BUS_FMT_Y12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10,
  41           MEDIA_BUS_FMT_Y12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
  42           V4L2_PIX_FMT_Y12, 12, "Greyscale 12 bpp", },
  43         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  44           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  45           V4L2_PIX_FMT_SBGGR8, 8, "BGGR Bayer 8 bpp", },
  46         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  47           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  48           V4L2_PIX_FMT_SGBRG8, 8, "GBRG Bayer 8 bpp", },
  49         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  50           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  51           V4L2_PIX_FMT_SGRBG8, 8, "GRBG Bayer 8 bpp", },
  52         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  53           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  54           V4L2_PIX_FMT_SRGGB8, 8, "RGGB Bayer 8 bpp", },
  55         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8,
  56           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, 0,
  57           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10DPCM8, 8, "GRBG Bayer 10 bpp DPCM8",  },
  58         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10,
  59           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  60           V4L2_PIX_FMT_SBGGR10, 10, "BGGR Bayer 10 bpp", },
  61         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10,
  62           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  63           V4L2_PIX_FMT_SGBRG10, 10, "GBRG Bayer 10 bpp", },
  64         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10,
  65           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  66           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10, 10, "GRBG Bayer 10 bpp", },
  67         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10,
  68           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  69           V4L2_PIX_FMT_SRGGB10, 10, "RGGB Bayer 10 bpp", },
  70         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10,
  71           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
  72           V4L2_PIX_FMT_SBGGR12, 12, "BGGR Bayer 12 bpp", },
  73         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10,
  74           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
  75           V4L2_PIX_FMT_SGBRG12, 12, "GBRG Bayer 12 bpp", },
  76         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10,
  77           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
  78           V4L2_PIX_FMT_SGRBG12, 12, "GRBG Bayer 12 bpp", },
  79         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10,
  80           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
  81           V4L2_PIX_FMT_SRGGB12, 12, "RGGB Bayer 12 bpp", },
  82         { MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16, MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16,
  83           MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16, 0,
  84           V4L2_PIX_FMT_UYVY, 16, "YUV 4:2:2 (UYVY)", },
  85         { MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16, MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16,
  86           MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16, 0,
  87           V4L2_PIX_FMT_YUYV, 16, "YUV 4:2:2 (YUYV)", },
  88         { MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8, MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8,
  89           MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8, 0,
  90           V4L2_PIX_FMT_NV12, 8, "YUV 4:2:0 (NV12)", },
  91 };
  92
  93 const struct iss_format_info *
  94 omap4iss_video_format_info(u32 code)
  95 {
  96         unsigned int i;
  97
  98         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
  99                 if (formats[i].code == code)
 100                         return &formats[i];
 101         }
 102
 103         return NULL;
 104 }
 105
 106 /*
 107  * iss_video_mbus_to_pix - Convert v4l2_mbus_framefmt to v4l2_pix_format
 108  * @video: ISS video instance
 109  * @mbus: v4l2_mbus_framefmt format (input)
 110  * @pix: v4l2_pix_format format (output)
 111  *
 112  * Fill the output pix structure with information from the input mbus format.
 113  * The bytesperline and sizeimage fields are computed from the requested bytes
 114  * per line value in the pix format and information from the video instance.
 115  *
 116  * Return the number of padding bytes at end of line.
 117  */
 118 static unsigned int iss_video_mbus_to_pix(const struct iss_video *video,
 119                                           const struct v4l2_mbus_framefmt *mbus,
 120                                           struct v4l2_pix_format *pix)
 121 {
 122         unsigned int bpl = pix->bytesperline;
 123         unsigned int min_bpl;
 124         unsigned int i;
 125
 126         memset(pix, 0, sizeof(*pix));
 127         pix->width = mbus->width;
 128         pix->height = mbus->height;
 129
 130         /* Skip the last format in the loop so that it will be selected if no
 131          * match is found.
 132          */
 133         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats) - 1; ++i) {
 134                 if (formats[i].code == mbus->code)
 135                         break;
 136         }
 137
 138         min_bpl = pix->width * ALIGN(formats[i].bpp, 8) / 8;
 139
 140         /* Clamp the requested bytes per line value. If the maximum bytes per
 141          * line value is zero, the module doesn't support user configurable line
 142          * sizes. Override the requested value with the minimum in that case.
 143          */
 144         if (video->bpl_max)
 145                 bpl = clamp(bpl, min_bpl, video->bpl_max);
 146         else
 147                 bpl = min_bpl;
 148
 149         if (!video->bpl_zero_padding || bpl != min_bpl)
 150                 bpl = ALIGN(bpl, video->bpl_alignment);
 151
 152         pix->pixelformat = formats[i].pixelformat;
 153         pix->bytesperline = bpl;
 154         pix->sizeimage = pix->bytesperline * pix->height;
 155         pix->colorspace = mbus->colorspace;
 156         pix->field = mbus->field;
 157
 158         /* FIXME: Special case for NV12! We should make this nicer... */
 159         if (pix->pixelformat == V4L2_PIX_FMT_NV12)
 160                 pix->sizeimage += (pix->bytesperline * pix->height) / 2;
 161
 162         return bpl - min_bpl;
 163 }
 164
 165 static void iss_video_pix_to_mbus(const struct v4l2_pix_format *pix,
 166                                   struct v4l2_mbus_framefmt *mbus)
 167 {
 168         unsigned int i;
 169
 170         memset(mbus, 0, sizeof(*mbus));
 171         mbus->width = pix->width;
 172         mbus->height = pix->height;
 173
 174         /* Skip the last format in the loop so that it will be selected if no
 175          * match is found.
 176          */
 177         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats) - 1; ++i) {
 178                 if (formats[i].pixelformat == pix->pixelformat)
 179                         break;
 180         }
 181
 182         mbus->code = formats[i].code;
 183         mbus->colorspace = pix->colorspace;
 184         mbus->field = pix->field;
 185 }
 186
 187 static struct v4l2_subdev *
 188 iss_video_remote_subdev(struct iss_video *video, u32 *pad)
 189 {
 190         struct media_pad *remote;
 191
 192         remote = media_entity_remote_pad(&video->pad);
 193
 194         if (remote == NULL ||
 195             media_entity_type(remote->entity) != MEDIA_ENT_T_V4L2_SUBDEV)
 196                 return NULL;
 197
 198         if (pad)
 199                 *pad = remote->index;
 200
 201         return media_entity_to_v4l2_subdev(remote->entity);
 202 }
 203
 204 /* Return a pointer to the ISS video instance at the far end of the pipeline. */
 205 static struct iss_video *
 206 iss_video_far_end(struct iss_video *video)
 207 {
 208         struct media_entity_graph graph;
 209         struct media_entity *entity = &video->video.entity;
 210         struct media_device *mdev = entity->parent;
 211         struct iss_video *far_end = NULL;
 212
 213         mutex_lock(&mdev->graph_mutex);
 214         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
 215
 216         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph))) {
 217                 if (entity == &video->video.entity)
 218                         continue;
 219
 220                 if (media_entity_type(entity) != MEDIA_ENT_T_DEVNODE)
 221                         continue;
 222
 223                 far_end = to_iss_video(media_entity_to_video_device(entity));
 224                 if (far_end->type != video->type)
 225                         break;
 226
 227                 far_end = NULL;
 228         }
 229
 230         mutex_unlock(&mdev->graph_mutex);
 231         return far_end;
 232 }
 233
 234 static int
 235 __iss_video_get_format(struct iss_video *video,
 236                        struct v4l2_mbus_framefmt *format)
 237 {
 238         struct v4l2_subdev_format fmt;
 239         struct v4l2_subdev *subdev;
 240         u32 pad;
 241         int ret;
 242
 243         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
 244         if (subdev == NULL)
 245                 return -EINVAL;
 246
 247         memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));
 248         fmt.pad = pad;
 249         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
 250
 251         mutex_lock(&video->mutex);
 252         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
 253         mutex_unlock(&video->mutex);
 254
 255         if (ret)
 256                 return ret;
 257
 258         *format = fmt.format;
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 static int
 263 iss_video_check_format(struct iss_video *video, struct iss_video_fh *vfh)
 264 {
 265         struct v4l2_mbus_framefmt format;
 266         struct v4l2_pix_format pixfmt;
 267         int ret;
 268
 269         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
 270         if (ret < 0)
 271                 return ret;
 272
 273         pixfmt.bytesperline = 0;
 274         ret = iss_video_mbus_to_pix(video, &format, &pixfmt);
 275
 276         if (vfh->format.fmt.pix.pixelformat != pixfmt.pixelformat ||
 277             vfh->format.fmt.pix.height != pixfmt.height ||
 278             vfh->format.fmt.pix.width != pixfmt.width ||
 279             vfh->format.fmt.pix.bytesperline != pixfmt.bytesperline ||
 280             vfh->format.fmt.pix.sizeimage != pixfmt.sizeimage)
 281                 return -EINVAL;
 282
 283         return ret;
 284 }
 285
 286 /* -----------------------------------------------------------------------------
 287  * Video queue operations
 288  */
 289
 290 static int iss_video_queue_setup(struct vb2_queue *vq,
 291                                  const void *parg,
 292                                  unsigned int *count, unsigned int *num_planes,
 293                                  unsigned int sizes[], void *alloc_ctxs[])
 294 {
 295         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vq);
 296         struct iss_video *video = vfh->video;
 297
 298         /* Revisit multi-planar support for NV12 */
 299         *num_planes = 1;
 300
 301         sizes[0] = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
 302         if (sizes[0] == 0)
 303                 return -EINVAL;
 304
 305         alloc_ctxs[0] = video->alloc_ctx;
 306
 307         *count = min(*count, video->capture_mem / PAGE_ALIGN(sizes[0]));
 308
 309         return 0;
 310 }
 311
 312 static void iss_video_buf_cleanup(struct vb2_buffer *vb)
 313 {
 314         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 315         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
 316
 317         if (buffer->iss_addr)
 318                 buffer->iss_addr = 0;
 319 }
 320
 321 static int iss_video_buf_prepare(struct vb2_buffer *vb)
 322 {
 323         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 324         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 325         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
 326         struct iss_video *video = vfh->video;
 327         unsigned long size = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
 328         dma_addr_t addr;
 329
 330         if (vb2_plane_size(vb, 0) < size)
 331                 return -ENOBUFS;
 332
 333         addr = vb2_dma_contig_plane_dma_addr(vb, 0);
 334         if (!IS_ALIGNED(addr, 32)) {
 335                 dev_dbg(video->iss->dev,
 336                         "Buffer address must be aligned to 32 bytes boundary.\n");
 337                 return -EINVAL;
 338         }
 339
 340         vb2_set_plane_payload(vb, 0, size);
 341         buffer->iss_addr = addr;
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 static void iss_video_buf_queue(struct vb2_buffer *vb)
 346 {
 347         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 348         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 349         struct iss_video *video = vfh->video;
 350         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
 351         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 352         unsigned long flags;
 353         bool empty;
 354
 355         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 356
 357         /* Mark the buffer is faulty and give it back to the queue immediately
 358          * if the video node has registered an error. vb2 will perform the same
 359          * check when preparing the buffer, but that is inherently racy, so we
 360          * need to handle the race condition with an authoritative check here.
 361          */
 362         if (unlikely(video->error)) {
 363                 vb2_buffer_done(vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 364                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 365                 return;
 366         }
 367
 368         empty = list_empty(&video->dmaqueue);
 369         list_add_tail(&buffer->list, &video->dmaqueue);
 370
 371         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 372
 373         if (empty) {
 374                 enum iss_pipeline_state state;
 375                 unsigned int start;
 376
 377                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 378                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
 379                 else
 380                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
 381
 382                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 383                 pipe->state |= state;
 384                 video->ops->queue(video, buffer);
 385                 video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_QUEUED;
 386
 387                 start = iss_pipeline_ready(pipe);
 388                 if (start)
 389                         pipe->state |= ISS_PIPELINE_STREAM;
 390                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 391
 392                 if (start)
 393                         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
 394                                                 ISS_PIPELINE_STREAM_SINGLESHOT);
 395         }
 396 }
 397
 398 static const struct vb2_ops iss_video_vb2ops = {
 399         .queue_setup    = iss_video_queue_setup,
 400         .buf_prepare    = iss_video_buf_prepare,
 401         .buf_queue      = iss_video_buf_queue,
 402         .buf_cleanup    = iss_video_buf_cleanup,
 403 };
 404
 405 /*
 406  * omap4iss_video_buffer_next - Complete the current buffer and return the next
 407  * @video: ISS video object
 408  *
 409  * Remove the current video buffer from the DMA queue and fill its timestamp,
 410  * field count and state fields before waking up its completion handler.
 411  *
 412  * For capture video nodes, the buffer state is set to VB2_BUF_STATE_DONE if no
 413  * error has been flagged in the pipeline, or to VB2_BUF_STATE_ERROR otherwise.
 414  *
 415  * The DMA queue is expected to contain at least one buffer.
 416  *
 417  * Return a pointer to the next buffer in the DMA queue, or NULL if the queue is
 418  * empty.
 419  */
 420 struct iss_buffer *omap4iss_video_buffer_next(struct iss_video *video)
 421 {
 422         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 423         enum iss_pipeline_state state;
 424         struct iss_buffer *buf;
 425         unsigned long flags;
 426
 427         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 428         if (WARN_ON(list_empty(&video->dmaqueue))) {
 429                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 430                 return NULL;
 431         }
 432
 433         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 434                                list);
 435         list_del(&buf->list);
 436         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 437
 438         v4l2_get_timestamp(&buf->vb.timestamp);
 439
 440         /* Do frame number propagation only if this is the output video node.
 441          * Frame number either comes from the CSI receivers or it gets
 442          * incremented here if H3A is not active.
 443          * Note: There is no guarantee that the output buffer will finish
 444          * first, so the input number might lag behind by 1 in some cases.
 445          */
 446         if (video == pipe->output && !pipe->do_propagation)
 447                 buf->vb.sequence =
 448                         atomic_inc_return(&pipe->frame_number);
 449         else
 450                 buf->vb.sequence = atomic_read(&pipe->frame_number);
 451
 452         vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, pipe->error ?
 453                         VB2_BUF_STATE_ERROR : VB2_BUF_STATE_DONE);
 454         pipe->error = false;
 455
 456         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 457         if (list_empty(&video->dmaqueue)) {
 458                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 459                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 460                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT
 461                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
 462                 else
 463                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT
 464                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
 465
 466                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 467                 pipe->state &= ~state;
 468                 if (video->pipe.stream_state == ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS)
 469                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
 470                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 471                 return NULL;
 472         }
 473
 474         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE && pipe->input != NULL) {
 475                 spin_lock(&pipe->lock);
 476                 pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
 477                 spin_unlock(&pipe->lock);
 478         }
 479
 480         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 481                                list);
 482         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 483         buf->vb.vb2_buf.state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
 484         return buf;
 485 }
 486
 487 /*
 488  * omap4iss_video_cancel_stream - Cancel stream on a video node
 489  * @video: ISS video object
 490  *
 491  * Cancelling a stream mark all buffers on the video node as erroneous and makes
 492  * sure no new buffer can be queued.
 493  */
 494 void omap4iss_video_cancel_stream(struct iss_video *video)
 495 {
 496         unsigned long flags;
 497
 498         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 499
 500         while (!list_empty(&video->dmaqueue)) {
 501                 struct iss_buffer *buf;
 502
 503                 buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 504                                        list);
 505                 list_del(&buf->list);
 506                 vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 507         }
 508
 509         vb2_queue_error(video->queue);
 510         video->error = true;
 511
 512         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 513 }
 514
 515 /* -----------------------------------------------------------------------------
 516  * V4L2 ioctls
 517  */
 518
 519 static int
 520 iss_video_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap)
 521 {
 522         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 523
 524         strlcpy(cap->driver, ISS_VIDEO_DRIVER_NAME, sizeof(cap->driver));
 525         strlcpy(cap->card, video->video.name, sizeof(cap->card));
 526         strlcpy(cap->bus_info, "media", sizeof(cap->bus_info));
 527
 528         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 529                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_STREAMING;
 530         else
 531                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT | V4L2_CAP_STREAMING;
 532
 533         cap->capabilities = V4L2_CAP_DEVICE_CAPS | V4L2_CAP_STREAMING
 534                           | V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT;
 535
 536         return 0;
 537 }
 538
 539 static int
 540 iss_video_enum_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *f)
 541 {
 542         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 543         struct v4l2_mbus_framefmt format;
 544         unsigned int index = f->index;
 545         unsigned int i;
 546         int ret;
 547
 548         if (f->type != video->type)
 549                 return -EINVAL;
 550
 551         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
 552         if (ret < 0)
 553                 return ret;
 554
 555         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
 556                 const struct iss_format_info *info = &formats[i];
 557
 558                 if (format.code != info->code)
 559                         continue;
 560
 561                 if (index == 0) {
 562                         f->pixelformat = info->pixelformat;
 563                         strlcpy(f->description, info->description,
 564                                 sizeof(f->description));
 565                         return 0;
 566                 }
 567
 568                 index--;
 569         }
 570
 571         return -EINVAL;
 572 }
 573
 574 static int
 575 iss_video_get_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 576 {
 577         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 578         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 579
 580         if (format->type != video->type)
 581                 return -EINVAL;
 582
 583         mutex_lock(&video->mutex);
 584         *format = vfh->format;
 585         mutex_unlock(&video->mutex);
 586
 587         return 0;
 588 }
 589
 590 static int
 591 iss_video_set_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 592 {
 593         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 594         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 595         struct v4l2_mbus_framefmt fmt;
 596
 597         if (format->type != video->type)
 598                 return -EINVAL;
 599
 600         mutex_lock(&video->mutex);
 601
 602         /* Fill the bytesperline and sizeimage fields by converting to media bus
 603          * format and back to pixel format.
 604          */
 605         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt);
 606         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt, &format->fmt.pix);
 607
 608         vfh->format = *format;
 609
 610         mutex_unlock(&video->mutex);
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 static int
 615 iss_video_try_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 616 {
 617         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 618         struct v4l2_subdev_format fmt;
 619         struct v4l2_subdev *subdev;
 620         u32 pad;
 621         int ret;
 622
 623         if (format->type != video->type)
 624                 return -EINVAL;
 625
 626         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
 627         if (subdev == NULL)
 628                 return -EINVAL;
 629
 630         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt.format);
 631
 632         fmt.pad = pad;
 633         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
 634         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
 635         if (ret)
 636                 return ret;
 637
 638         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt.format, &format->fmt.pix);
 639         return 0;
 640 }
 641
 642 static int
 643 iss_video_get_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
 644 {
 645         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 646         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 647
 648         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
 649             video->type != a->type)
 650                 return -EINVAL;
 651
 652         memset(a, 0, sizeof(*a));
 653         a->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT;
 654         a->parm.output.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME;
 655         a->parm.output.timeperframe = vfh->timeperframe;
 656
 657         return 0;
 658 }
 659
 660 static int
 661 iss_video_set_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
 662 {
 663         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 664         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 665
 666         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
 667             video->type != a->type)
 668                 return -EINVAL;
 669
 670         if (a->parm.output.timeperframe.denominator == 0)
 671                 a->parm.output.timeperframe.denominator = 1;
 672
 673         vfh->timeperframe = a->parm.output.timeperframe;
 674
 675         return 0;
 676 }
 677
 678 static int
 679 iss_video_reqbufs(struct file *file, void *fh, struct v4l2_requestbuffers *rb)
 680 {
 681         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 682
 683         return vb2_reqbufs(&vfh->queue, rb);
 684 }
 685
 686 static int
 687 iss_video_querybuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 688 {
 689         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 690
 691         return vb2_querybuf(&vfh->queue, b);
 692 }
 693
 694 static int
 695 iss_video_qbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 696 {
 697         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 698
 699         return vb2_qbuf(&vfh->queue, b);
 700 }
 701
 702 static int
 703 iss_video_expbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_exportbuffer *e)
 704 {
 705         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 706
 707         return vb2_expbuf(&vfh->queue, e);
 708 }
 709
 710 static int
 711 iss_video_dqbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 712 {
 713         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 714
 715         return vb2_dqbuf(&vfh->queue, b, file->f_flags & O_NONBLOCK);
 716 }
 717
 718 /*
 719  * Stream management
 720  *
 721  * Every ISS pipeline has a single input and a single output. The input can be
 722  * either a sensor or a video node. The output is always a video node.
 723  *
 724  * As every pipeline has an output video node, the ISS video objects at the
 725  * pipeline output stores the pipeline state. It tracks the streaming state of
 726  * both the input and output, as well as the availability of buffers.
 727  *
 728  * In sensor-to-memory mode, frames are always available at the pipeline input.
 729  * Starting the sensor usually requires I2C transfers and must be done in
 730  * interruptible context. The pipeline is started and stopped synchronously
 731  * to the stream on/off commands. All modules in the pipeline will get their
 732  * subdev set stream handler called. The module at the end of the pipeline must
 733  * delay starting the hardware until buffers are available at its output.
 734  *
 735  * In memory-to-memory mode, starting/stopping the stream requires
 736  * synchronization between the input and output. ISS modules can't be stopped
 737  * in the middle of a frame, and at least some of the modules seem to become
 738  * busy as soon as they're started, even if they don't receive a frame start
 739  * event. For that reason frames need to be processed in single-shot mode. The
 740  * driver needs to wait until a frame is completely processed and written to
 741  * memory before restarting the pipeline for the next frame. Pipelined
 742  * processing might be possible but requires more testing.
 743  *
 744  * Stream start must be delayed until buffers are available at both the input
 745  * and output. The pipeline must be started in the videobuf queue callback with
 746  * the buffers queue spinlock held. The modules subdev set stream operation must
 747  * not sleep.
 748  */
 749 static int
 750 iss_video_streamon(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
 751 {
 752         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 753         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 754         struct media_entity_graph graph;
 755         struct media_entity *entity;
 756         enum iss_pipeline_state state;
 757         struct iss_pipeline *pipe;
 758         struct iss_video *far_end;
 759         unsigned long flags;
 760         int ret;
 761
 762         if (type != video->type)
 763                 return -EINVAL;
 764
 765         mutex_lock(&video->stream_lock);
 766
 767         /* Start streaming on the pipeline. No link touching an entity in the
 768          * pipeline can be activated or deactivated once streaming is started.
 769          */
 770         pipe = video->video.entity.pipe
 771              ? to_iss_pipeline(&video->video.entity) : &video->pipe;
 772         pipe->external = NULL;
 773         pipe->external_rate = 0;
 774         pipe->external_bpp = 0;
 775         pipe->entities = 0;
 776
 777         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 778                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, true);
 779
 780         ret = media_entity_pipeline_start(&video->video.entity, &pipe->pipe);
 781         if (ret < 0)
 782                 goto err_media_entity_pipeline_start;
 783
 784         entity = &video->video.entity;
 785         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
 786         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph)))
 787                 pipe->entities |= 1 << entity->id;
 788
 789         /* Verify that the currently configured format matches the output of
 790          * the connected subdev.
 791          */
 792         ret = iss_video_check_format(video, vfh);
 793         if (ret < 0)
 794                 goto err_iss_video_check_format;
 795
 796         video->bpl_padding = ret;
 797         video->bpl_value = vfh->format.fmt.pix.bytesperline;
 798
 799         /* Find the ISS video node connected at the far end of the pipeline and
 800          * update the pipeline.
 801          */
 802         far_end = iss_video_far_end(video);
 803
 804         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
 805                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_OUTPUT;
 806                 pipe->input = far_end;
 807                 pipe->output = video;
 808         } else {
 809                 if (far_end == NULL) {
 810                         ret = -EPIPE;
 811                         goto err_iss_video_check_format;
 812                 }
 813
 814                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_INPUT;
 815                 pipe->input = video;
 816                 pipe->output = far_end;
 817         }
 818
 819         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 820         pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
 821         pipe->state |= state;
 822         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 823
 824         /* Set the maximum time per frame as the value requested by userspace.
 825          * This is a soft limit that can be overridden if the hardware doesn't
 826          * support the request limit.
 827          */
 828         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT)
 829                 pipe->max_timeperframe = vfh->timeperframe;
 830
 831         video->queue = &vfh->queue;
 832         INIT_LIST_HEAD(&video->dmaqueue);
 833         video->error = false;
 834         atomic_set(&pipe->frame_number, -1);
 835
 836         ret = vb2_streamon(&vfh->queue, type);
 837         if (ret < 0)
 838                 goto err_iss_video_check_format;
 839
 840         /* In sensor-to-memory mode, the stream can be started synchronously
 841          * to the stream on command. In memory-to-memory mode, it will be
 842          * started when buffers are queued on both the input and output.
 843          */
 844         if (pipe->input == NULL) {
 845                 unsigned long flags;
 846
 847                 ret = omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
 848                                               ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS);
 849                 if (ret < 0)
 850                         goto err_omap4iss_set_stream;
 851                 spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 852                 if (list_empty(&video->dmaqueue))
 853                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
 854                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 855         }
 856
 857         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 858         return 0;
 859
 860 err_omap4iss_set_stream:
 861         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
 862 err_iss_video_check_format:
 863         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
 864 err_media_entity_pipeline_start:
 865         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 866                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
 867         video->queue = NULL;
 868
 869         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 870         return ret;
 871 }
 872
 873 static int
 874 iss_video_streamoff(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
 875 {
 876         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 877         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 878         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 879         enum iss_pipeline_state state;
 880         unsigned long flags;
 881
 882         if (type != video->type)
 883                 return -EINVAL;
 884
 885         mutex_lock(&video->stream_lock);
 886
 887         if (!vb2_is_streaming(&vfh->queue))
 888                 goto done;
 889
 890         /* Update the pipeline state. */
 891         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 892                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT
 893                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
 894         else
 895                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT
 896                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
 897
 898         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 899         pipe->state &= ~state;
 900         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 901
 902         /* Stop the stream. */
 903         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe, ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED);
 904         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
 905         video->queue = NULL;
 906
 907         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 908                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
 909         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
 910
 911 done:
 912         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 913         return 0;
 914 }
 915
 916 static int
 917 iss_video_enum_input(struct file *file, void *fh, struct v4l2_input *input)
 918 {
 919         if (input->index > 0)
 920                 return -EINVAL;
 921
 922         strlcpy(input->name, "camera", sizeof(input->name));
 923         input->type = V4L2_INPUT_TYPE_CAMERA;
 924
 925         return 0;
 926 }
 927
 928 static int
 929 iss_video_g_input(struct file *file, void *fh, unsigned int *input)
 930 {
 931         *input = 0;
 932
 933         return 0;
 934 }
 935
 936 static int
 937 iss_video_s_input(struct file *file, void *fh, unsigned int input)
 938 {
 939         return input == 0 ? 0 : -EINVAL;
 940 }
 941
 942 static const struct v4l2_ioctl_ops iss_video_ioctl_ops = {
 943         .vidioc_querycap                = iss_video_querycap,
 944         .vidioc_enum_fmt_vid_cap        = iss_video_enum_format,
 945         .vidioc_g_fmt_vid_cap           = iss_video_get_format,
 946         .vidioc_s_fmt_vid_cap           = iss_video_set_format,
 947         .vidioc_try_fmt_vid_cap         = iss_video_try_format,
 948         .vidioc_g_fmt_vid_out           = iss_video_get_format,
 949         .vidioc_s_fmt_vid_out           = iss_video_set_format,
 950         .vidioc_try_fmt_vid_out         = iss_video_try_format,
 951         .vidioc_g_parm                  = iss_video_get_param,
 952         .vidioc_s_parm                  = iss_video_set_param,
 953         .vidioc_reqbufs                 = iss_video_reqbufs,
 954         .vidioc_querybuf                = iss_video_querybuf,
 955         .vidioc_qbuf                    = iss_video_qbuf,
 956         .vidioc_expbuf                  = iss_video_expbuf,
 957         .vidioc_dqbuf                   = iss_video_dqbuf,
 958         .vidioc_streamon                = iss_video_streamon,
 959         .vidioc_streamoff               = iss_video_streamoff,
 960         .vidioc_enum_input              = iss_video_enum_input,
 961         .vidioc_g_input                 = iss_video_g_input,
 962         .vidioc_s_input                 = iss_video_s_input,
 963 };
 964
 965 /* -----------------------------------------------------------------------------
 966  * V4L2 file operations
 967  */
 968
 969 static int iss_video_open(struct file *file)
 970 {
 971         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 972         struct iss_video_fh *handle;
 973         struct vb2_queue *q;
 974         int ret = 0;
 975
 976         handle = kzalloc(sizeof(*handle), GFP_KERNEL);
 977         if (handle == NULL)
 978                 return -ENOMEM;
 979
 980         v4l2_fh_init(&handle->vfh, &video->video);
 981         v4l2_fh_add(&handle->vfh);
 982
 983         /* If this is the first user, initialise the pipeline. */
 984         if (omap4iss_get(video->iss) == NULL) {
 985                 ret = -EBUSY;
 986                 goto done;
 987         }
 988
 989         ret = omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 1);
 990         if (ret < 0) {
 991                 omap4iss_put(video->iss);
 992                 goto done;
 993         }
 994
 995         video->alloc_ctx = vb2_dma_contig_init_ctx(video->iss->dev);
 996         if (IS_ERR(video->alloc_ctx)) {
 997                 ret = PTR_ERR(video->alloc_ctx);
 998                 omap4iss_put(video->iss);
 999                 goto done;
1000         }
1001
1002         q = &handle->queue;
1003
1004         q->type = video->type;
1005         q->io_modes = VB2_MMAP | VB2_DMABUF;
1006         q->drv_priv = handle;
1007         q->ops = &iss_video_vb2ops;
1008         q->mem_ops = &vb2_dma_contig_memops;
1009         q->buf_struct_size = sizeof(struct iss_buffer);
1010         q->timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
1011
1012         ret = vb2_queue_init(q);
1013         if (ret) {
1014                 omap4iss_put(video->iss);
1015                 goto done;
1016         }
1017
1018         memset(&handle->format, 0, sizeof(handle->format));
1019         handle->format.type = video->type;
1020         handle->timeperframe.denominator = 1;
1021
1022         handle->video = video;
1023         file->private_data = &handle->vfh;
1024
1025 done:
1026         if (ret < 0) {
1027                 v4l2_fh_del(&handle->vfh);
1028                 kfree(handle);
1029         }
1030
1031         return ret;
1032 }
1033
1034 static int iss_video_release(struct file *file)
1035 {
1036         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
1037         struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
1038         struct iss_video_fh *handle = to_iss_video_fh(vfh);
1039
1040         /* Disable streaming and free the buffers queue resources. */
1041         iss_video_streamoff(file, vfh, video->type);
1042
1043         omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 0);
1044
1045         /* Release the videobuf2 queue */
1046         vb2_queue_release(&handle->queue);
1047
1048         /* Release the file handle. */
1049         v4l2_fh_del(vfh);
1050         kfree(handle);
1051         file->private_data = NULL;
1052
1053         omap4iss_put(video->iss);
1054
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 static unsigned int iss_video_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1059 {
1060         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1061
1062         return vb2_poll(&vfh->queue, file, wait);
1063 }
1064
1065 static int iss_video_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1066 {
1067         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1068
1069         return vb2_mmap(&vfh->queue, vma);
1070 }
1071
1072 static struct v4l2_file_operations iss_video_fops = {
1073         .owner = THIS_MODULE,
1074         .unlocked_ioctl = video_ioctl2,
1075         .open = iss_video_open,
1076         .release = iss_video_release,
1077         .poll = iss_video_poll,
1078         .mmap = iss_video_mmap,
1079 };
1080
1081 /* -----------------------------------------------------------------------------
1082  * ISS video core
1083  */
1084
1085 static const struct iss_video_operations iss_video_dummy_ops = {
1086 };
1087
1088 int omap4iss_video_init(struct iss_video *video, const char *name)
1089 {
1090         const char *direction;
1091         int ret;
1092
1093         switch (video->type) {
1094         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE:
1095                 direction = "output";
1096                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
1097                 break;
1098         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT:
1099                 direction = "input";
1100                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE;
1101                 break;
1102
1103         default:
1104                 return -EINVAL;
1105         }
1106
1107         ret = media_entity_init(&video->video.entity, 1, &video->pad, 0);
1108         if (ret < 0)
1109                 return ret;
1110
1111         spin_lock_init(&video->qlock);
1112         mutex_init(&video->mutex);
1113         atomic_set(&video->active, 0);
1114
1115         spin_lock_init(&video->pipe.lock);
1116         mutex_init(&video->stream_lock);
1117
1118         /* Initialize the video device. */
1119         if (video->ops == NULL)
1120                 video->ops = &iss_video_dummy_ops;
1121
1122         video->video.fops = &iss_video_fops;
1123         snprintf(video->video.name, sizeof(video->video.name),
1124                  "OMAP4 ISS %s %s", name, direction);
1125         video->video.vfl_type = VFL_TYPE_GRABBER;
1126         video->video.release = video_device_release_empty;
1127         video->video.ioctl_ops = &iss_video_ioctl_ops;
1128         video->pipe.stream_state = ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED;
1129
1130         video_set_drvdata(&video->video, video);
1131
1132         return 0;
1133 }
1134
1135 void omap4iss_video_cleanup(struct iss_video *video)
1136 {
1137         media_entity_cleanup(&video->video.entity);
1138         mutex_destroy(&video->stream_lock);
1139         mutex_destroy(&video->mutex);
1140 }
1141
1142 int omap4iss_video_register(struct iss_video *video, struct v4l2_device *vdev)
1143 {
1144         int ret;
1145
1146         video->video.v4l2_dev = vdev;
1147
1148         ret = video_register_device(&video->video, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
1149         if (ret < 0)
1150                 dev_err(video->iss->dev,
1151                         "could not register video device (%d)\n", ret);
1152
1153         return ret;
1154 }
1155
1156 void omap4iss_video_unregister(struct iss_video *video)
1157 {
1158         video_unregister_device(&video->video);
1159 }