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                                  const struct v4l2_format *fmt,
 291                                  unsigned int *count, unsigned int *num_planes,
 292                                  unsigned int sizes[], void *alloc_ctxs[])
 293 {
 294         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vq);
 295         struct iss_video *video = vfh->video;
 296
 297         /* Revisit multi-planar support for NV12 */
 298         *num_planes = 1;
 299
 300         sizes[0] = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
 301         if (sizes[0] == 0)
 302                 return -EINVAL;
 303
 304         alloc_ctxs[0] = video->alloc_ctx;
 305
 306         *count = min(*count, video->capture_mem / PAGE_ALIGN(sizes[0]));
 307
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 static void iss_video_buf_cleanup(struct vb2_buffer *vb)
 312 {
 313         struct iss_buffer *buffer = container_of(vb, 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 iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 322         struct iss_buffer *buffer = container_of(vb, struct iss_buffer, vb);
 323         struct iss_video *video = vfh->video;
 324         unsigned long size = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
 325         dma_addr_t addr;
 326
 327         if (vb2_plane_size(vb, 0) < size)
 328                 return -ENOBUFS;
 329
 330         addr = vb2_dma_contig_plane_dma_addr(vb, 0);
 331         if (!IS_ALIGNED(addr, 32)) {
 332                 dev_dbg(video->iss->dev,
 333                         "Buffer address must be aligned to 32 bytes boundary.\n");
 334                 return -EINVAL;
 335         }
 336
 337         vb2_set_plane_payload(vb, 0, size);
 338         buffer->iss_addr = addr;
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 static void iss_video_buf_queue(struct vb2_buffer *vb)
 343 {
 344         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 345         struct iss_video *video = vfh->video;
 346         struct iss_buffer *buffer = container_of(vb, struct iss_buffer, vb);
 347         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 348         unsigned long flags;
 349         bool empty;
 350
 351         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 352
 353         /* Mark the buffer is faulty and give it back to the queue immediately
 354          * if the video node has registered an error. vb2 will perform the same
 355          * check when preparing the buffer, but that is inherently racy, so we
 356          * need to handle the race condition with an authoritative check here.
 357          */
 358         if (unlikely(video->error)) {
 359                 vb2_buffer_done(vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 360                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 361                 return;
 362         }
 363
 364         empty = list_empty(&video->dmaqueue);
 365         list_add_tail(&buffer->list, &video->dmaqueue);
 366
 367         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 368
 369         if (empty) {
 370                 enum iss_pipeline_state state;
 371                 unsigned int start;
 372
 373                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 374                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
 375                 else
 376                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
 377
 378                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 379                 pipe->state |= state;
 380                 video->ops->queue(video, buffer);
 381                 video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_QUEUED;
 382
 383                 start = iss_pipeline_ready(pipe);
 384                 if (start)
 385                         pipe->state |= ISS_PIPELINE_STREAM;
 386                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 387
 388                 if (start)
 389                         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
 390                                                 ISS_PIPELINE_STREAM_SINGLESHOT);
 391         }
 392 }
 393
 394 static const struct vb2_ops iss_video_vb2ops = {
 395         .queue_setup    = iss_video_queue_setup,
 396         .buf_prepare    = iss_video_buf_prepare,
 397         .buf_queue      = iss_video_buf_queue,
 398         .buf_cleanup    = iss_video_buf_cleanup,
 399 };
 400
 401 /*
 402  * omap4iss_video_buffer_next - Complete the current buffer and return the next
 403  * @video: ISS video object
 404  *
 405  * Remove the current video buffer from the DMA queue and fill its timestamp,
 406  * field count and state fields before waking up its completion handler.
 407  *
 408  * For capture video nodes, the buffer state is set to VB2_BUF_STATE_DONE if no
 409  * error has been flagged in the pipeline, or to VB2_BUF_STATE_ERROR otherwise.
 410  *
 411  * The DMA queue is expected to contain at least one buffer.
 412  *
 413  * Return a pointer to the next buffer in the DMA queue, or NULL if the queue is
 414  * empty.
 415  */
 416 struct iss_buffer *omap4iss_video_buffer_next(struct iss_video *video)
 417 {
 418         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 419         enum iss_pipeline_state state;
 420         struct iss_buffer *buf;
 421         unsigned long flags;
 422         struct timespec ts;
 423
 424         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 425         if (WARN_ON(list_empty(&video->dmaqueue))) {
 426                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 427                 return NULL;
 428         }
 429
 430         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 431                                list);
 432         list_del(&buf->list);
 433         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 434
 435         ktime_get_ts(&ts);
 436         buf->vb.v4l2_buf.timestamp.tv_sec = ts.tv_sec;
 437         buf->vb.v4l2_buf.timestamp.tv_usec = ts.tv_nsec / NSEC_PER_USEC;
 438
 439         /* Do frame number propagation only if this is the output video node.
 440          * Frame number either comes from the CSI receivers or it gets
 441          * incremented here if H3A is not active.
 442          * Note: There is no guarantee that the output buffer will finish
 443          * first, so the input number might lag behind by 1 in some cases.
 444          */
 445         if (video == pipe->output && !pipe->do_propagation)
 446                 buf->vb.v4l2_buf.sequence =
 447                         atomic_inc_return(&pipe->frame_number);
 448         else
 449                 buf->vb.v4l2_buf.sequence = atomic_read(&pipe->frame_number);
 450
 451         vb2_buffer_done(&buf->vb, pipe->error ?
 452                         VB2_BUF_STATE_ERROR : VB2_BUF_STATE_DONE);
 453         pipe->error = false;
 454
 455         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 456         if (list_empty(&video->dmaqueue)) {
 457                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 458                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 459                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT
 460                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
 461                 else
 462                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT
 463                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
 464
 465                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 466                 pipe->state &= ~state;
 467                 if (video->pipe.stream_state == ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS)
 468                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
 469                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 470                 return NULL;
 471         }
 472
 473         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE && pipe->input) {
 474                 spin_lock(&pipe->lock);
 475                 pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
 476                 spin_unlock(&pipe->lock);
 477         }
 478
 479         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 480                                list);
 481         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 482         buf->vb.state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
 483         return buf;
 484 }
 485
 486 /*
 487  * omap4iss_video_cancel_stream - Cancel stream on a video node
 488  * @video: ISS video object
 489  *
 490  * Cancelling a stream mark all buffers on the video node as erroneous and makes
 491  * sure no new buffer can be queued.
 492  */
 493 void omap4iss_video_cancel_stream(struct iss_video *video)
 494 {
 495         unsigned long flags;
 496
 497         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 498
 499         while (!list_empty(&video->dmaqueue)) {
 500                 struct iss_buffer *buf;
 501
 502                 buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
 503                                        list);
 504                 list_del(&buf->list);
 505                 vb2_buffer_done(&buf->vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 506         }
 507
 508         vb2_queue_error(video->queue);
 509         video->error = true;
 510
 511         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 512 }
 513
 514 /* -----------------------------------------------------------------------------
 515  * V4L2 ioctls
 516  */
 517
 518 static int
 519 iss_video_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap)
 520 {
 521         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 522
 523         strlcpy(cap->driver, ISS_VIDEO_DRIVER_NAME, sizeof(cap->driver));
 524         strlcpy(cap->card, video->video.name, sizeof(cap->card));
 525         strlcpy(cap->bus_info, "media", sizeof(cap->bus_info));
 526
 527         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 528                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_STREAMING;
 529         else
 530                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT | V4L2_CAP_STREAMING;
 531
 532         cap->capabilities = V4L2_CAP_DEVICE_CAPS | V4L2_CAP_STREAMING
 533                           | V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT;
 534
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 static int
 539 iss_video_enum_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *f)
 540 {
 541         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 542         struct v4l2_mbus_framefmt format;
 543         unsigned int index = f->index;
 544         unsigned int i;
 545         int ret;
 546
 547         if (f->type != video->type)
 548                 return -EINVAL;
 549
 550         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
 551         if (ret < 0)
 552                 return ret;
 553
 554         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
 555                 const struct iss_format_info *info = &formats[i];
 556
 557                 if (format.code != info->code)
 558                         continue;
 559
 560                 if (index == 0) {
 561                         f->pixelformat = info->pixelformat;
 562                         strlcpy(f->description, info->description,
 563                                 sizeof(f->description));
 564                         return 0;
 565                 }
 566
 567                 index--;
 568         }
 569
 570         return -EINVAL;
 571 }
 572
 573 static int
 574 iss_video_get_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 575 {
 576         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 577         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 578
 579         if (format->type != video->type)
 580                 return -EINVAL;
 581
 582         mutex_lock(&video->mutex);
 583         *format = vfh->format;
 584         mutex_unlock(&video->mutex);
 585
 586         return 0;
 587 }
 588
 589 static int
 590 iss_video_set_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 591 {
 592         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 593         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 594         struct v4l2_mbus_framefmt fmt;
 595
 596         if (format->type != video->type)
 597                 return -EINVAL;
 598
 599         mutex_lock(&video->mutex);
 600
 601         /* Fill the bytesperline and sizeimage fields by converting to media bus
 602          * format and back to pixel format.
 603          */
 604         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt);
 605         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt, &format->fmt.pix);
 606
 607         vfh->format = *format;
 608
 609         mutex_unlock(&video->mutex);
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 static int
 614 iss_video_try_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
 615 {
 616         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 617         struct v4l2_subdev_format fmt;
 618         struct v4l2_subdev *subdev;
 619         u32 pad;
 620         int ret;
 621
 622         if (format->type != video->type)
 623                 return -EINVAL;
 624
 625         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
 626         if (!subdev)
 627                 return -EINVAL;
 628
 629         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt.format);
 630
 631         fmt.pad = pad;
 632         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
 633         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
 634         if (ret)
 635                 return ret;
 636
 637         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt.format, &format->fmt.pix);
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 static int
 642 iss_video_get_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
 643 {
 644         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 645         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 646
 647         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
 648             video->type != a->type)
 649                 return -EINVAL;
 650
 651         memset(a, 0, sizeof(*a));
 652         a->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT;
 653         a->parm.output.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME;
 654         a->parm.output.timeperframe = vfh->timeperframe;
 655
 656         return 0;
 657 }
 658
 659 static int
 660 iss_video_set_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
 661 {
 662         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 663         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 664
 665         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
 666             video->type != a->type)
 667                 return -EINVAL;
 668
 669         if (a->parm.output.timeperframe.denominator == 0)
 670                 a->parm.output.timeperframe.denominator = 1;
 671
 672         vfh->timeperframe = a->parm.output.timeperframe;
 673
 674         return 0;
 675 }
 676
 677 static int
 678 iss_video_reqbufs(struct file *file, void *fh, struct v4l2_requestbuffers *rb)
 679 {
 680         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 681
 682         return vb2_reqbufs(&vfh->queue, rb);
 683 }
 684
 685 static int
 686 iss_video_querybuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 687 {
 688         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 689
 690         return vb2_querybuf(&vfh->queue, b);
 691 }
 692
 693 static int
 694 iss_video_qbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 695 {
 696         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 697
 698         return vb2_qbuf(&vfh->queue, b);
 699 }
 700
 701 static int
 702 iss_video_expbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_exportbuffer *e)
 703 {
 704         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 705
 706         return vb2_expbuf(&vfh->queue, e);
 707 }
 708
 709 static int
 710 iss_video_dqbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
 711 {
 712         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 713
 714         return vb2_dqbuf(&vfh->queue, b, file->f_flags & O_NONBLOCK);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * Stream management
 719  *
 720  * Every ISS pipeline has a single input and a single output. The input can be
 721  * either a sensor or a video node. The output is always a video node.
 722  *
 723  * As every pipeline has an output video node, the ISS video objects at the
 724  * pipeline output stores the pipeline state. It tracks the streaming state of
 725  * both the input and output, as well as the availability of buffers.
 726  *
 727  * In sensor-to-memory mode, frames are always available at the pipeline input.
 728  * Starting the sensor usually requires I2C transfers and must be done in
 729  * interruptible context. The pipeline is started and stopped synchronously
 730  * to the stream on/off commands. All modules in the pipeline will get their
 731  * subdev set stream handler called. The module at the end of the pipeline must
 732  * delay starting the hardware until buffers are available at its output.
 733  *
 734  * In memory-to-memory mode, starting/stopping the stream requires
 735  * synchronization between the input and output. ISS modules can't be stopped
 736  * in the middle of a frame, and at least some of the modules seem to become
 737  * busy as soon as they're started, even if they don't receive a frame start
 738  * event. For that reason frames need to be processed in single-shot mode. The
 739  * driver needs to wait until a frame is completely processed and written to
 740  * memory before restarting the pipeline for the next frame. Pipelined
 741  * processing might be possible but requires more testing.
 742  *
 743  * Stream start must be delayed until buffers are available at both the input
 744  * and output. The pipeline must be started in the videobuf queue callback with
 745  * the buffers queue spinlock held. The modules subdev set stream operation must
 746  * not sleep.
 747  */
 748 static int
 749 iss_video_streamon(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
 750 {
 751         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 752         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 753         struct media_entity_graph graph;
 754         struct media_entity *entity;
 755         enum iss_pipeline_state state;
 756         struct iss_pipeline *pipe;
 757         struct iss_video *far_end;
 758         unsigned long flags;
 759         int ret;
 760
 761         if (type != video->type)
 762                 return -EINVAL;
 763
 764         mutex_lock(&video->stream_lock);
 765
 766         /* Start streaming on the pipeline. No link touching an entity in the
 767          * pipeline can be activated or deactivated once streaming is started.
 768          */
 769         pipe = video->video.entity.pipe
 770              ? to_iss_pipeline(&video->video.entity) : &video->pipe;
 771         pipe->external = NULL;
 772         pipe->external_rate = 0;
 773         pipe->external_bpp = 0;
 774         pipe->entities = 0;
 775
 776         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 777                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, true);
 778
 779         ret = media_entity_pipeline_start(&video->video.entity, &pipe->pipe);
 780         if (ret < 0)
 781                 goto err_media_entity_pipeline_start;
 782
 783         entity = &video->video.entity;
 784         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
 785         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph)))
 786                 pipe->entities |= 1 << entity->id;
 787
 788         /* Verify that the currently configured format matches the output of
 789          * the connected subdev.
 790          */
 791         ret = iss_video_check_format(video, vfh);
 792         if (ret < 0)
 793                 goto err_iss_video_check_format;
 794
 795         video->bpl_padding = ret;
 796         video->bpl_value = vfh->format.fmt.pix.bytesperline;
 797
 798         /* Find the ISS video node connected at the far end of the pipeline and
 799          * update the pipeline.
 800          */
 801         far_end = iss_video_far_end(video);
 802
 803         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
 804                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_OUTPUT;
 805                 pipe->input = far_end;
 806                 pipe->output = video;
 807         } else {
 808                 if (!far_end) {
 809                         ret = -EPIPE;
 810                         goto err_iss_video_check_format;
 811                 }
 812
 813                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_INPUT;
 814                 pipe->input = video;
 815                 pipe->output = far_end;
 816         }
 817
 818         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 819         pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
 820         pipe->state |= state;
 821         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 822
 823         /* Set the maximum time per frame as the value requested by userspace.
 824          * This is a soft limit that can be overridden if the hardware doesn't
 825          * support the request limit.
 826          */
 827         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT)
 828                 pipe->max_timeperframe = vfh->timeperframe;
 829
 830         video->queue = &vfh->queue;
 831         INIT_LIST_HEAD(&video->dmaqueue);
 832         video->error = false;
 833         atomic_set(&pipe->frame_number, -1);
 834
 835         ret = vb2_streamon(&vfh->queue, type);
 836         if (ret < 0)
 837                 goto err_iss_video_check_format;
 838
 839         /* In sensor-to-memory mode, the stream can be started synchronously
 840          * to the stream on command. In memory-to-memory mode, it will be
 841          * started when buffers are queued on both the input and output.
 842          */
 843         if (!pipe->input) {
 844                 unsigned long flags;
 845
 846                 ret = omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
 847                                               ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS);
 848                 if (ret < 0)
 849                         goto err_omap4iss_set_stream;
 850                 spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
 851                 if (list_empty(&video->dmaqueue))
 852                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
 853                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
 854         }
 855
 856         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 857         return 0;
 858
 859 err_omap4iss_set_stream:
 860         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
 861 err_iss_video_check_format:
 862         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
 863 err_media_entity_pipeline_start:
 864         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 865                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
 866         video->queue = NULL;
 867
 868         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 869         return ret;
 870 }
 871
 872 static int
 873 iss_video_streamoff(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
 874 {
 875         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
 876         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 877         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
 878         enum iss_pipeline_state state;
 879         unsigned long flags;
 880
 881         if (type != video->type)
 882                 return -EINVAL;
 883
 884         mutex_lock(&video->stream_lock);
 885
 886         if (!vb2_is_streaming(&vfh->queue))
 887                 goto done;
 888
 889         /* Update the pipeline state. */
 890         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
 891                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT
 892                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
 893         else
 894                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT
 895                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
 896
 897         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
 898         pipe->state &= ~state;
 899         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
 900
 901         /* Stop the stream. */
 902         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe, ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED);
 903         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
 904         video->queue = NULL;
 905
 906         if (video->iss->pdata->set_constraints)
 907                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
 908         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
 909
 910 done:
 911         mutex_unlock(&video->stream_lock);
 912         return 0;
 913 }
 914
 915 static int
 916 iss_video_enum_input(struct file *file, void *fh, struct v4l2_input *input)
 917 {
 918         if (input->index > 0)
 919                 return -EINVAL;
 920
 921         strlcpy(input->name, "camera", sizeof(input->name));
 922         input->type = V4L2_INPUT_TYPE_CAMERA;
 923
 924         return 0;
 925 }
 926
 927 static int
 928 iss_video_g_input(struct file *file, void *fh, unsigned int *input)
 929 {
 930         *input = 0;
 931
 932         return 0;
 933 }
 934
 935 static int
 936 iss_video_s_input(struct file *file, void *fh, unsigned int input)
 937 {
 938         return input == 0 ? 0 : -EINVAL;
 939 }
 940
 941 static const struct v4l2_ioctl_ops iss_video_ioctl_ops = {
 942         .vidioc_querycap                = iss_video_querycap,
 943         .vidioc_enum_fmt_vid_cap        = iss_video_enum_format,
 944         .vidioc_g_fmt_vid_cap           = iss_video_get_format,
 945         .vidioc_s_fmt_vid_cap           = iss_video_set_format,
 946         .vidioc_try_fmt_vid_cap         = iss_video_try_format,
 947         .vidioc_g_fmt_vid_out           = iss_video_get_format,
 948         .vidioc_s_fmt_vid_out           = iss_video_set_format,
 949         .vidioc_try_fmt_vid_out         = iss_video_try_format,
 950         .vidioc_g_parm                  = iss_video_get_param,
 951         .vidioc_s_parm                  = iss_video_set_param,
 952         .vidioc_reqbufs                 = iss_video_reqbufs,
 953         .vidioc_querybuf                = iss_video_querybuf,
 954         .vidioc_qbuf                    = iss_video_qbuf,
 955         .vidioc_expbuf                  = iss_video_expbuf,
 956         .vidioc_dqbuf                   = iss_video_dqbuf,
 957         .vidioc_streamon                = iss_video_streamon,
 958         .vidioc_streamoff               = iss_video_streamoff,
 959         .vidioc_enum_input              = iss_video_enum_input,
 960         .vidioc_g_input                 = iss_video_g_input,
 961         .vidioc_s_input                 = iss_video_s_input,
 962 };
 963
 964 /* -----------------------------------------------------------------------------
 965  * V4L2 file operations
 966  */
 967
 968 static int iss_video_open(struct file *file)
 969 {
 970         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
 971         struct iss_video_fh *handle;
 972         struct vb2_queue *q;
 973         int ret = 0;
 974
 975         handle = kzalloc(sizeof(*handle), GFP_KERNEL);
 976         if (!handle)
 977                 return -ENOMEM;
 978
 979         v4l2_fh_init(&handle->vfh, &video->video);
 980         v4l2_fh_add(&handle->vfh);
 981
 982         /* If this is the first user, initialise the pipeline. */
 983         if (!omap4iss_get(video->iss)) {
 984                 ret = -EBUSY;
 985                 goto done;
 986         }
 987
 988         ret = omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 1);
 989         if (ret < 0) {
 990                 omap4iss_put(video->iss);
 991                 goto done;
 992         }
 993
 994         video->alloc_ctx = vb2_dma_contig_init_ctx(video->iss->dev);
 995         if (IS_ERR(video->alloc_ctx)) {
 996                 ret = PTR_ERR(video->alloc_ctx);
 997                 omap4iss_put(video->iss);
 998                 goto done;
 999         }
1000
1001         q = &handle->queue;
1002
1003         q->type = video->type;
1004         q->io_modes = VB2_MMAP | VB2_DMABUF;
1005         q->drv_priv = handle;
1006         q->ops = &iss_video_vb2ops;
1007         q->mem_ops = &vb2_dma_contig_memops;
1008         q->buf_struct_size = sizeof(struct iss_buffer);
1009         q->timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
1010
1011         ret = vb2_queue_init(q);
1012         if (ret) {
1013                 omap4iss_put(video->iss);
1014                 goto done;
1015         }
1016
1017         memset(&handle->format, 0, sizeof(handle->format));
1018         handle->format.type = video->type;
1019         handle->timeperframe.denominator = 1;
1020
1021         handle->video = video;
1022         file->private_data = &handle->vfh;
1023
1024 done:
1025         if (ret < 0) {
1026                 v4l2_fh_del(&handle->vfh);
1027                 kfree(handle);
1028         }
1029
1030         return ret;
1031 }
1032
1033 static int iss_video_release(struct file *file)
1034 {
1035         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
1036         struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
1037         struct iss_video_fh *handle = to_iss_video_fh(vfh);
1038
1039         /* Disable streaming and free the buffers queue resources. */
1040         iss_video_streamoff(file, vfh, video->type);
1041
1042         omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 0);
1043
1044         /* Release the videobuf2 queue */
1045         vb2_queue_release(&handle->queue);
1046
1047         /* Release the file handle. */
1048         v4l2_fh_del(vfh);
1049         kfree(handle);
1050         file->private_data = NULL;
1051
1052         omap4iss_put(video->iss);
1053
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static unsigned int iss_video_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1058 {
1059         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1060
1061         return vb2_poll(&vfh->queue, file, wait);
1062 }
1063
1064 static int iss_video_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1065 {
1066         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1067
1068         return vb2_mmap(&vfh->queue, vma);
1069 }
1070
1071 static struct v4l2_file_operations iss_video_fops = {
1072         .owner = THIS_MODULE,
1073         .unlocked_ioctl = video_ioctl2,
1074         .open = iss_video_open,
1075         .release = iss_video_release,
1076         .poll = iss_video_poll,
1077         .mmap = iss_video_mmap,
1078 };
1079
1080 /* -----------------------------------------------------------------------------
1081  * ISS video core
1082  */
1083
1084 static const struct iss_video_operations iss_video_dummy_ops = {
1085 };
1086
1087 int omap4iss_video_init(struct iss_video *video, const char *name)
1088 {
1089         const char *direction;
1090         int ret;
1091
1092         switch (video->type) {
1093         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE:
1094                 direction = "output";
1095                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
1096                 break;
1097         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT:
1098                 direction = "input";
1099                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE;
1100                 break;
1101
1102         default:
1103                 return -EINVAL;
1104         }
1105
1106         ret = media_entity_init(&video->video.entity, 1, &video->pad, 0);
1107         if (ret < 0)
1108                 return ret;
1109
1110         spin_lock_init(&video->qlock);
1111         mutex_init(&video->mutex);
1112         atomic_set(&video->active, 0);
1113
1114         spin_lock_init(&video->pipe.lock);
1115         mutex_init(&video->stream_lock);
1116
1117         /* Initialize the video device. */
1118         if (!video->ops)
1119                 video->ops = &iss_video_dummy_ops;
1120
1121         video->video.fops = &iss_video_fops;
1122         snprintf(video->video.name, sizeof(video->video.name),
1123                  "OMAP4 ISS %s %s", name, direction);
1124         video->video.vfl_type = VFL_TYPE_GRABBER;
1125         video->video.release = video_device_release_empty;
1126         video->video.ioctl_ops = &iss_video_ioctl_ops;
1127         video->pipe.stream_state = ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED;
1128
1129         video_set_drvdata(&video->video, video);
1130
1131         return 0;
1132 }
1133
1134 void omap4iss_video_cleanup(struct iss_video *video)
1135 {
1136         media_entity_cleanup(&video->video.entity);
1137         mutex_destroy(&video->stream_lock);
1138         mutex_destroy(&video->mutex);
1139 }
1140
1141 int omap4iss_video_register(struct iss_video *video, struct v4l2_device *vdev)
1142 {
1143         int ret;
1144
1145         video->video.v4l2_dev = vdev;
1146
1147         ret = video_register_device(&video->video, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
1148         if (ret < 0)
1149                 dev_err(video->iss->dev,
1150                         "could not register video device (%d)\n", ret);
1151
1152         return ret;
1153 }
1154
1155 void omap4iss_video_unregister(struct iss_video *video)
1156 {
1157         video_unregister_device(&video->video);
1158 }