Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/net
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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         { V4L2_MBUS_FMT_Y8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_Y8_1X8,
35           V4L2_MBUS_FMT_Y8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_Y8_1X8,
36           V4L2_PIX_FMT_GREY, 8, "Greyscale 8 bpp", },
37         { V4L2_MBUS_FMT_Y10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_Y10_1X10,
38           V4L2_MBUS_FMT_Y10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_Y8_1X8,
39           V4L2_PIX_FMT_Y10, 10, "Greyscale 10 bpp", },
40         { V4L2_MBUS_FMT_Y12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_Y10_1X10,
41           V4L2_MBUS_FMT_Y12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_Y8_1X8,
42           V4L2_PIX_FMT_Y12, 12, "Greyscale 12 bpp", },
43         { V4L2_MBUS_FMT_SBGGR8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SBGGR8_1X8,
44           V4L2_MBUS_FMT_SBGGR8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SBGGR8_1X8,
45           V4L2_PIX_FMT_SBGGR8, 8, "BGGR Bayer 8 bpp", },
46         { V4L2_MBUS_FMT_SGBRG8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SGBRG8_1X8,
47           V4L2_MBUS_FMT_SGBRG8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SGBRG8_1X8,
48           V4L2_PIX_FMT_SGBRG8, 8, "GBRG Bayer 8 bpp", },
49         { V4L2_MBUS_FMT_SGRBG8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG8_1X8,
50           V4L2_MBUS_FMT_SGRBG8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG8_1X8,
51           V4L2_PIX_FMT_SGRBG8, 8, "GRBG Bayer 8 bpp", },
52         { V4L2_MBUS_FMT_SRGGB8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SRGGB8_1X8,
53           V4L2_MBUS_FMT_SRGGB8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SRGGB8_1X8,
54           V4L2_PIX_FMT_SRGGB8, 8, "RGGB Bayer 8 bpp", },
55         { V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8,
56           V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_1X10, 0,
57           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10DPCM8, 8, "GRBG Bayer 10 bpp DPCM8",  },
58         { V4L2_MBUS_FMT_SBGGR10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SBGGR10_1X10,
59           V4L2_MBUS_FMT_SBGGR10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SBGGR8_1X8,
60           V4L2_PIX_FMT_SBGGR10, 10, "BGGR Bayer 10 bpp", },
61         { V4L2_MBUS_FMT_SGBRG10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SGBRG10_1X10,
62           V4L2_MBUS_FMT_SGBRG10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SGBRG8_1X8,
63           V4L2_PIX_FMT_SGBRG10, 10, "GBRG Bayer 10 bpp", },
64         { V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_1X10,
65           V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG8_1X8,
66           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10, 10, "GRBG Bayer 10 bpp", },
67         { V4L2_MBUS_FMT_SRGGB10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SRGGB10_1X10,
68           V4L2_MBUS_FMT_SRGGB10_1X10, V4L2_MBUS_FMT_SRGGB8_1X8,
69           V4L2_PIX_FMT_SRGGB10, 10, "RGGB Bayer 10 bpp", },
70         { V4L2_MBUS_FMT_SBGGR12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SBGGR10_1X10,
71           V4L2_MBUS_FMT_SBGGR12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SBGGR8_1X8,
72           V4L2_PIX_FMT_SBGGR12, 12, "BGGR Bayer 12 bpp", },
73         { V4L2_MBUS_FMT_SGBRG12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SGBRG10_1X10,
74           V4L2_MBUS_FMT_SGBRG12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SGBRG8_1X8,
75           V4L2_PIX_FMT_SGBRG12, 12, "GBRG Bayer 12 bpp", },
76         { V4L2_MBUS_FMT_SGRBG12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG10_1X10,
77           V4L2_MBUS_FMT_SGRBG12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SGRBG8_1X8,
78           V4L2_PIX_FMT_SGRBG12, 12, "GRBG Bayer 12 bpp", },
79         { V4L2_MBUS_FMT_SRGGB12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SRGGB10_1X10,
80           V4L2_MBUS_FMT_SRGGB12_1X12, V4L2_MBUS_FMT_SRGGB8_1X8,
81           V4L2_PIX_FMT_SRGGB12, 12, "RGGB Bayer 12 bpp", },
82         { V4L2_MBUS_FMT_UYVY8_1X16, V4L2_MBUS_FMT_UYVY8_1X16,
83           V4L2_MBUS_FMT_UYVY8_1X16, 0,
84           V4L2_PIX_FMT_UYVY, 16, "YUV 4:2:2 (UYVY)", },
85         { V4L2_MBUS_FMT_YUYV8_1X16, V4L2_MBUS_FMT_YUYV8_1X16,
86           V4L2_MBUS_FMT_YUYV8_1X16, 0,
87           V4L2_PIX_FMT_YUYV, 16, "YUV 4:2:2 (YUYV)", },
88         { V4L2_MBUS_FMT_YUYV8_1_5X8, V4L2_MBUS_FMT_YUYV8_1_5X8,
89           V4L2_MBUS_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(enum v4l2_mbus_pixelcode 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         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
175                 if (formats[i].pixelformat == pix->pixelformat)
176                         break;
177         }
178
179         if (WARN_ON(i == ARRAY_SIZE(formats)))
180                 return;
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 struct v4l2_format *fmt,
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 iss_buffer *buffer = container_of(vb, struct iss_buffer, vb);
315
316         if (buffer->iss_addr)
317                 buffer->iss_addr = 0;
318 }
319
320 static int iss_video_buf_prepare(struct vb2_buffer *vb)
321 {
322         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
323         struct iss_buffer *buffer = container_of(vb, struct iss_buffer, vb);
324         struct iss_video *video = vfh->video;
325         unsigned long size = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
326         dma_addr_t addr;
327
328         if (vb2_plane_size(vb, 0) < size)
329                 return -ENOBUFS;
330
331         /* Refuse to prepare the buffer is the video node has registered an
332          * error. We don't need to take any lock here as the operation is
333          * inherently racy. The authoritative check will be performed in the
334          * queue handler, which can't return an error, this check is just a best
335          * effort to notify userspace as early as possible.
336          */
337         if (unlikely(video->error))
338                 return -EIO;
339
340         addr = vb2_dma_contig_plane_dma_addr(vb, 0);
341         if (!IS_ALIGNED(addr, 32)) {
342                 dev_dbg(video->iss->dev,
343                         "Buffer address must be aligned to 32 bytes boundary.\n");
344                 return -EINVAL;
345         }
346
347         vb2_set_plane_payload(vb, 0, size);
348         buffer->iss_addr = addr;
349         return 0;
350 }
351
352 static void iss_video_buf_queue(struct vb2_buffer *vb)
353 {
354         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
355         struct iss_video *video = vfh->video;
356         struct iss_buffer *buffer = container_of(vb, struct iss_buffer, vb);
357         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
358         unsigned long flags;
359         bool empty;
360
361         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
362
363         if (unlikely(video->error)) {
364                 vb2_buffer_done(vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
365                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
366                 return;
367         }
368
369         empty = list_empty(&video->dmaqueue);
370         list_add_tail(&buffer->list, &video->dmaqueue);
371
372         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
373
374         if (empty) {
375                 enum iss_pipeline_state state;
376                 unsigned int start;
377
378                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
379                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
380                 else
381                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
382
383                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
384                 pipe->state |= state;
385                 video->ops->queue(video, buffer);
386                 video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_QUEUED;
387
388                 start = iss_pipeline_ready(pipe);
389                 if (start)
390                         pipe->state |= ISS_PIPELINE_STREAM;
391                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
392
393                 if (start)
394                         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
395                                                 ISS_PIPELINE_STREAM_SINGLESHOT);
396         }
397 }
398
399 static const struct vb2_ops iss_video_vb2ops = {
400         .queue_setup    = iss_video_queue_setup,
401         .buf_prepare    = iss_video_buf_prepare,
402         .buf_queue      = iss_video_buf_queue,
403         .buf_cleanup    = iss_video_buf_cleanup,
404 };
405
406 /*
407  * omap4iss_video_buffer_next - Complete the current buffer and return the next
408  * @video: ISS video object
409  *
410  * Remove the current video buffer from the DMA queue and fill its timestamp,
411  * field count and state fields before waking up its completion handler.
412  *
413  * For capture video nodes, the buffer state is set to VB2_BUF_STATE_DONE if no
414  * error has been flagged in the pipeline, or to VB2_BUF_STATE_ERROR otherwise.
415  *
416  * The DMA queue is expected to contain at least one buffer.
417  *
418  * Return a pointer to the next buffer in the DMA queue, or NULL if the queue is
419  * empty.
420  */
421 struct iss_buffer *omap4iss_video_buffer_next(struct iss_video *video)
422 {
423         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
424         enum iss_pipeline_state state;
425         struct iss_buffer *buf;
426         unsigned long flags;
427         struct timespec ts;
428
429         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
430         if (WARN_ON(list_empty(&video->dmaqueue))) {
431                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
432                 return NULL;
433         }
434
435         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
436                                list);
437         list_del(&buf->list);
438         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
439
440         ktime_get_ts(&ts);
441         buf->vb.v4l2_buf.timestamp.tv_sec = ts.tv_sec;
442         buf->vb.v4l2_buf.timestamp.tv_usec = ts.tv_nsec / NSEC_PER_USEC;
443
444         /* Do frame number propagation only if this is the output video node.
445          * Frame number either comes from the CSI receivers or it gets
446          * incremented here if H3A is not active.
447          * Note: There is no guarantee that the output buffer will finish
448          * first, so the input number might lag behind by 1 in some cases.
449          */
450         if (video == pipe->output && !pipe->do_propagation)
451                 buf->vb.v4l2_buf.sequence =
452                         atomic_inc_return(&pipe->frame_number);
453         else
454                 buf->vb.v4l2_buf.sequence = atomic_read(&pipe->frame_number);
455
456         vb2_buffer_done(&buf->vb, pipe->error ?
457                         VB2_BUF_STATE_ERROR : VB2_BUF_STATE_DONE);
458         pipe->error = false;
459
460         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
461         if (list_empty(&video->dmaqueue)) {
462                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
463                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
464                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT
465                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
466                 else
467                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT
468                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
469
470                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
471                 pipe->state &= ~state;
472                 if (video->pipe.stream_state == ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS)
473                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
474                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
475                 return NULL;
476         }
477
478         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE && pipe->input != NULL) {
479                 spin_lock(&pipe->lock);
480                 pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
481                 spin_unlock(&pipe->lock);
482         }
483
484         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
485                                list);
486         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
487         buf->vb.state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
488         return buf;
489 }
490
491 /*
492  * omap4iss_video_cancel_stream - Cancel stream on a video node
493  * @video: ISS video object
494  *
495  * Cancelling a stream mark all buffers on the video node as erroneous and makes
496  * sure no new buffer can be queued.
497  */
498 void omap4iss_video_cancel_stream(struct iss_video *video)
499 {
500         unsigned long flags;
501
502         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
503
504         while (!list_empty(&video->dmaqueue)) {
505                 struct iss_buffer *buf;
506
507                 buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
508                                        list);
509                 list_del(&buf->list);
510                 vb2_buffer_done(&buf->vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
511         }
512
513         video->error = true;
514
515         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
516 }
517
518 /* -----------------------------------------------------------------------------
519  * V4L2 ioctls
520  */
521
522 static int
523 iss_video_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap)
524 {
525         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
526
527         strlcpy(cap->driver, ISS_VIDEO_DRIVER_NAME, sizeof(cap->driver));
528         strlcpy(cap->card, video->video.name, sizeof(cap->card));
529         strlcpy(cap->bus_info, "media", sizeof(cap->bus_info));
530
531         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
532                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_STREAMING;
533         else
534                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT | V4L2_CAP_STREAMING;
535
536         cap->capabilities = V4L2_CAP_DEVICE_CAPS | V4L2_CAP_STREAMING
537                           | V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT;
538
539         return 0;
540 }
541
542 static int
543 iss_video_enum_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *f)
544 {
545         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
546         struct v4l2_mbus_framefmt format;
547         unsigned int index = f->index;
548         unsigned int i;
549         int ret;
550
551         if (f->type != video->type)
552                 return -EINVAL;
553
554         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
555         if (ret < 0)
556                 return ret;
557
558         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
559                 const struct iss_format_info *info = &formats[i];
560
561                 if (format.code != info->code)
562                         continue;
563
564                 if (index == 0) {
565                         f->pixelformat = info->pixelformat;
566                         strlcpy(f->description, info->description,
567                                 sizeof(f->description));
568                         return 0;
569                 }
570
571                 index--;
572         }
573
574         return -EINVAL;
575 }
576
577 static int
578 iss_video_get_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
579 {
580         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
581         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
582
583         if (format->type != video->type)
584                 return -EINVAL;
585
586         mutex_lock(&video->mutex);
587         *format = vfh->format;
588         mutex_unlock(&video->mutex);
589
590         return 0;
591 }
592
593 static int
594 iss_video_set_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
595 {
596         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
597         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
598         struct v4l2_mbus_framefmt fmt;
599
600         if (format->type != video->type)
601                 return -EINVAL;
602
603         mutex_lock(&video->mutex);
604
605         /* Fill the bytesperline and sizeimage fields by converting to media bus
606          * format and back to pixel format.
607          */
608         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt);
609         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt, &format->fmt.pix);
610
611         vfh->format = *format;
612
613         mutex_unlock(&video->mutex);
614         return 0;
615 }
616
617 static int
618 iss_video_try_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
619 {
620         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
621         struct v4l2_subdev_format fmt;
622         struct v4l2_subdev *subdev;
623         u32 pad;
624         int ret;
625
626         if (format->type != video->type)
627                 return -EINVAL;
628
629         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
630         if (subdev == NULL)
631                 return -EINVAL;
632
633         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt.format);
634
635         fmt.pad = pad;
636         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
637         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
638         if (ret)
639                 return ret;
640
641         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt.format, &format->fmt.pix);
642         return 0;
643 }
644
645 static int
646 iss_video_cropcap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_cropcap *cropcap)
647 {
648         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
649         struct v4l2_subdev *subdev;
650         int ret;
651
652         subdev = iss_video_remote_subdev(video, NULL);
653         if (subdev == NULL)
654                 return -EINVAL;
655
656         mutex_lock(&video->mutex);
657         ret = v4l2_subdev_call(subdev, video, cropcap, cropcap);
658         mutex_unlock(&video->mutex);
659
660         return ret == -ENOIOCTLCMD ? -ENOTTY : ret;
661 }
662
663 static int
664 iss_video_get_crop(struct file *file, void *fh, struct v4l2_crop *crop)
665 {
666         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
667         struct v4l2_subdev_format format;
668         struct v4l2_subdev *subdev;
669         u32 pad;
670         int ret;
671
672         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
673         if (subdev == NULL)
674                 return -EINVAL;
675
676         /* Try the get crop operation first and fallback to get format if not
677          * implemented.
678          */
679         ret = v4l2_subdev_call(subdev, video, g_crop, crop);
680         if (ret != -ENOIOCTLCMD)
681                 return ret;
682
683         format.pad = pad;
684         format.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
685         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &format);
686         if (ret < 0)
687                 return ret == -ENOIOCTLCMD ? -ENOTTY : ret;
688
689         crop->c.left = 0;
690         crop->c.top = 0;
691         crop->c.width = format.format.width;
692         crop->c.height = format.format.height;
693
694         return 0;
695 }
696
697 static int
698 iss_video_set_crop(struct file *file, void *fh, const struct v4l2_crop *crop)
699 {
700         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
701         struct v4l2_subdev *subdev;
702         int ret;
703
704         subdev = iss_video_remote_subdev(video, NULL);
705         if (subdev == NULL)
706                 return -EINVAL;
707
708         mutex_lock(&video->mutex);
709         ret = v4l2_subdev_call(subdev, video, s_crop, crop);
710         mutex_unlock(&video->mutex);
711
712         return ret == -ENOIOCTLCMD ? -ENOTTY : ret;
713 }
714
715 static int
716 iss_video_get_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
717 {
718         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
719         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
720
721         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
722             video->type != a->type)
723                 return -EINVAL;
724
725         memset(a, 0, sizeof(*a));
726         a->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT;
727         a->parm.output.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME;
728         a->parm.output.timeperframe = vfh->timeperframe;
729
730         return 0;
731 }
732
733 static int
734 iss_video_set_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
735 {
736         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
737         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
738
739         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
740             video->type != a->type)
741                 return -EINVAL;
742
743         if (a->parm.output.timeperframe.denominator == 0)
744                 a->parm.output.timeperframe.denominator = 1;
745
746         vfh->timeperframe = a->parm.output.timeperframe;
747
748         return 0;
749 }
750
751 static int
752 iss_video_reqbufs(struct file *file, void *fh, struct v4l2_requestbuffers *rb)
753 {
754         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
755
756         return vb2_reqbufs(&vfh->queue, rb);
757 }
758
759 static int
760 iss_video_querybuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
761 {
762         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
763
764         return vb2_querybuf(&vfh->queue, b);
765 }
766
767 static int
768 iss_video_qbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
769 {
770         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
771
772         return vb2_qbuf(&vfh->queue, b);
773 }
774
775 static int
776 iss_video_dqbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
777 {
778         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
779
780         return vb2_dqbuf(&vfh->queue, b, file->f_flags & O_NONBLOCK);
781 }
782
783 /*
784  * Stream management
785  *
786  * Every ISS pipeline has a single input and a single output. The input can be
787  * either a sensor or a video node. The output is always a video node.
788  *
789  * As every pipeline has an output video node, the ISS video objects at the
790  * pipeline output stores the pipeline state. It tracks the streaming state of
791  * both the input and output, as well as the availability of buffers.
792  *
793  * In sensor-to-memory mode, frames are always available at the pipeline input.
794  * Starting the sensor usually requires I2C transfers and must be done in
795  * interruptible context. The pipeline is started and stopped synchronously
796  * to the stream on/off commands. All modules in the pipeline will get their
797  * subdev set stream handler called. The module at the end of the pipeline must
798  * delay starting the hardware until buffers are available at its output.
799  *
800  * In memory-to-memory mode, starting/stopping the stream requires
801  * synchronization between the input and output. ISS modules can't be stopped
802  * in the middle of a frame, and at least some of the modules seem to become
803  * busy as soon as they're started, even if they don't receive a frame start
804  * event. For that reason frames need to be processed in single-shot mode. The
805  * driver needs to wait until a frame is completely processed and written to
806  * memory before restarting the pipeline for the next frame. Pipelined
807  * processing might be possible but requires more testing.
808  *
809  * Stream start must be delayed until buffers are available at both the input
810  * and output. The pipeline must be started in the videobuf queue callback with
811  * the buffers queue spinlock held. The modules subdev set stream operation must
812  * not sleep.
813  */
814 static int
815 iss_video_streamon(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
816 {
817         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
818         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
819         struct media_entity_graph graph;
820         struct media_entity *entity;
821         enum iss_pipeline_state state;
822         struct iss_pipeline *pipe;
823         struct iss_video *far_end;
824         unsigned long flags;
825         int ret;
826
827         if (type != video->type)
828                 return -EINVAL;
829
830         mutex_lock(&video->stream_lock);
831
832         /* Start streaming on the pipeline. No link touching an entity in the
833          * pipeline can be activated or deactivated once streaming is started.
834          */
835         pipe = video->video.entity.pipe
836              ? to_iss_pipeline(&video->video.entity) : &video->pipe;
837         pipe->external = NULL;
838         pipe->external_rate = 0;
839         pipe->external_bpp = 0;
840         pipe->entities = 0;
841
842         if (video->iss->pdata->set_constraints)
843                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, true);
844
845         ret = media_entity_pipeline_start(&video->video.entity, &pipe->pipe);
846         if (ret < 0)
847                 goto err_media_entity_pipeline_start;
848
849         entity = &video->video.entity;
850         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
851         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph)))
852                 pipe->entities |= 1 << entity->id;
853
854         /* Verify that the currently configured format matches the output of
855          * the connected subdev.
856          */
857         ret = iss_video_check_format(video, vfh);
858         if (ret < 0)
859                 goto err_iss_video_check_format;
860
861         video->bpl_padding = ret;
862         video->bpl_value = vfh->format.fmt.pix.bytesperline;
863
864         /* Find the ISS video node connected at the far end of the pipeline and
865          * update the pipeline.
866          */
867         far_end = iss_video_far_end(video);
868
869         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
870                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_OUTPUT;
871                 pipe->input = far_end;
872                 pipe->output = video;
873         } else {
874                 if (far_end == NULL) {
875                         ret = -EPIPE;
876                         goto err_iss_video_check_format;
877                 }
878
879                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_INPUT;
880                 pipe->input = video;
881                 pipe->output = far_end;
882         }
883
884         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
885         pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
886         pipe->state |= state;
887         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
888
889         /* Set the maximum time per frame as the value requested by userspace.
890          * This is a soft limit that can be overridden if the hardware doesn't
891          * support the request limit.
892          */
893         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT)
894                 pipe->max_timeperframe = vfh->timeperframe;
895
896         video->queue = &vfh->queue;
897         INIT_LIST_HEAD(&video->dmaqueue);
898         spin_lock_init(&video->qlock);
899         video->error = false;
900         atomic_set(&pipe->frame_number, -1);
901
902         ret = vb2_streamon(&vfh->queue, type);
903         if (ret < 0)
904                 goto err_iss_video_check_format;
905
906         /* In sensor-to-memory mode, the stream can be started synchronously
907          * to the stream on command. In memory-to-memory mode, it will be
908          * started when buffers are queued on both the input and output.
909          */
910         if (pipe->input == NULL) {
911                 unsigned long flags;
912                 ret = omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
913                                               ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS);
914                 if (ret < 0)
915                         goto err_omap4iss_set_stream;
916                 spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
917                 if (list_empty(&video->dmaqueue))
918                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
919                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
920         }
921
922         mutex_unlock(&video->stream_lock);
923         return 0;
924
925 err_omap4iss_set_stream:
926         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
927 err_iss_video_check_format:
928         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
929 err_media_entity_pipeline_start:
930         if (video->iss->pdata->set_constraints)
931                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
932         video->queue = NULL;
933
934         mutex_unlock(&video->stream_lock);
935         return ret;
936 }
937
938 static int
939 iss_video_streamoff(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
940 {
941         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
942         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
943         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
944         enum iss_pipeline_state state;
945         unsigned long flags;
946
947         if (type != video->type)
948                 return -EINVAL;
949
950         mutex_lock(&video->stream_lock);
951
952         if (!vb2_is_streaming(&vfh->queue))
953                 goto done;
954
955         /* Update the pipeline state. */
956         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
957                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT
958                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
959         else
960                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT
961                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
962
963         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
964         pipe->state &= ~state;
965         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
966
967         /* Stop the stream. */
968         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe, ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED);
969         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
970         video->queue = NULL;
971
972         if (video->iss->pdata->set_constraints)
973                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
974         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
975
976 done:
977         mutex_unlock(&video->stream_lock);
978         return 0;
979 }
980
981 static int
982 iss_video_enum_input(struct file *file, void *fh, struct v4l2_input *input)
983 {
984         if (input->index > 0)
985                 return -EINVAL;
986
987         strlcpy(input->name, "camera", sizeof(input->name));
988         input->type = V4L2_INPUT_TYPE_CAMERA;
989
990         return 0;
991 }
992
993 static int
994 iss_video_g_input(struct file *file, void *fh, unsigned int *input)
995 {
996         *input = 0;
997
998         return 0;
999 }
1000
1001 static int
1002 iss_video_s_input(struct file *file, void *fh, unsigned int input)
1003 {
1004         return input == 0 ? 0 : -EINVAL;
1005 }
1006
1007 static const struct v4l2_ioctl_ops iss_video_ioctl_ops = {
1008         .vidioc_querycap                = iss_video_querycap,
1009         .vidioc_enum_fmt_vid_cap        = iss_video_enum_format,
1010         .vidioc_g_fmt_vid_cap           = iss_video_get_format,
1011         .vidioc_s_fmt_vid_cap           = iss_video_set_format,
1012         .vidioc_try_fmt_vid_cap         = iss_video_try_format,
1013         .vidioc_g_fmt_vid_out           = iss_video_get_format,
1014         .vidioc_s_fmt_vid_out           = iss_video_set_format,
1015         .vidioc_try_fmt_vid_out         = iss_video_try_format,
1016         .vidioc_cropcap                 = iss_video_cropcap,
1017         .vidioc_g_crop                  = iss_video_get_crop,
1018         .vidioc_s_crop                  = iss_video_set_crop,
1019         .vidioc_g_parm                  = iss_video_get_param,
1020         .vidioc_s_parm                  = iss_video_set_param,
1021         .vidioc_reqbufs                 = iss_video_reqbufs,
1022         .vidioc_querybuf                = iss_video_querybuf,
1023         .vidioc_qbuf                    = iss_video_qbuf,
1024         .vidioc_dqbuf                   = iss_video_dqbuf,
1025         .vidioc_streamon                = iss_video_streamon,
1026         .vidioc_streamoff               = iss_video_streamoff,
1027         .vidioc_enum_input              = iss_video_enum_input,
1028         .vidioc_g_input                 = iss_video_g_input,
1029         .vidioc_s_input                 = iss_video_s_input,
1030 };
1031
1032 /* -----------------------------------------------------------------------------
1033  * V4L2 file operations
1034  */
1035
1036 static int iss_video_open(struct file *file)
1037 {
1038         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
1039         struct iss_video_fh *handle;
1040         struct vb2_queue *q;
1041         int ret = 0;
1042
1043         handle = kzalloc(sizeof(*handle), GFP_KERNEL);
1044         if (handle == NULL)
1045                 return -ENOMEM;
1046
1047         v4l2_fh_init(&handle->vfh, &video->video);
1048         v4l2_fh_add(&handle->vfh);
1049
1050         /* If this is the first user, initialise the pipeline. */
1051         if (omap4iss_get(video->iss) == NULL) {
1052                 ret = -EBUSY;
1053                 goto done;
1054         }
1055
1056         ret = omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 1);
1057         if (ret < 0) {
1058                 omap4iss_put(video->iss);
1059                 goto done;
1060         }
1061
1062         video->alloc_ctx = vb2_dma_contig_init_ctx(video->iss->dev);
1063         if (IS_ERR(video->alloc_ctx)) {
1064                 ret = PTR_ERR(video->alloc_ctx);
1065                 omap4iss_put(video->iss);
1066                 goto done;
1067         }
1068
1069         q = &handle->queue;
1070
1071         q->type = video->type;
1072         q->io_modes = VB2_MMAP;
1073         q->drv_priv = handle;
1074         q->ops = &iss_video_vb2ops;
1075         q->mem_ops = &vb2_dma_contig_memops;
1076         q->buf_struct_size = sizeof(struct iss_buffer);
1077         q->timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
1078
1079         ret = vb2_queue_init(q);
1080         if (ret) {
1081                 omap4iss_put(video->iss);
1082                 goto done;
1083         }
1084
1085         memset(&handle->format, 0, sizeof(handle->format));
1086         handle->format.type = video->type;
1087         handle->timeperframe.denominator = 1;
1088
1089         handle->video = video;
1090         file->private_data = &handle->vfh;
1091
1092 done:
1093         if (ret < 0) {
1094                 v4l2_fh_del(&handle->vfh);
1095                 kfree(handle);
1096         }
1097
1098         return ret;
1099 }
1100
1101 static int iss_video_release(struct file *file)
1102 {
1103         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
1104         struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
1105         struct iss_video_fh *handle = to_iss_video_fh(vfh);
1106
1107         /* Disable streaming and free the buffers queue resources. */
1108         iss_video_streamoff(file, vfh, video->type);
1109
1110         omap4iss_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 0);
1111
1112         /* Release the videobuf2 queue */
1113         vb2_queue_release(&handle->queue);
1114
1115         /* Release the file handle. */
1116         v4l2_fh_del(vfh);
1117         kfree(handle);
1118         file->private_data = NULL;
1119
1120         omap4iss_put(video->iss);
1121
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static unsigned int iss_video_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1126 {
1127         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1128
1129         return vb2_poll(&vfh->queue, file, wait);
1130 }
1131
1132 static int iss_video_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1133 {
1134         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1135
1136         return vb2_mmap(&vfh->queue, vma);
1137 }
1138
1139 static struct v4l2_file_operations iss_video_fops = {
1140         .owner = THIS_MODULE,
1141         .unlocked_ioctl = video_ioctl2,
1142         .open = iss_video_open,
1143         .release = iss_video_release,
1144         .poll = iss_video_poll,
1145         .mmap = iss_video_mmap,
1146 };
1147
1148 /* -----------------------------------------------------------------------------
1149  * ISS video core
1150  */
1151
1152 static const struct iss_video_operations iss_video_dummy_ops = {
1153 };
1154
1155 int omap4iss_video_init(struct iss_video *video, const char *name)
1156 {
1157         const char *direction;
1158         int ret;
1159
1160         switch (video->type) {
1161         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE:
1162                 direction = "output";
1163                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
1164                 break;
1165         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT:
1166                 direction = "input";
1167                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE;
1168                 break;
1169
1170         default:
1171                 return -EINVAL;
1172         }
1173
1174         ret = media_entity_init(&video->video.entity, 1, &video->pad, 0);
1175         if (ret < 0)
1176                 return ret;
1177
1178         mutex_init(&video->mutex);
1179         atomic_set(&video->active, 0);
1180
1181         spin_lock_init(&video->pipe.lock);
1182         mutex_init(&video->stream_lock);
1183
1184         /* Initialize the video device. */
1185         if (video->ops == NULL)
1186                 video->ops = &iss_video_dummy_ops;
1187
1188         video->video.fops = &iss_video_fops;
1189         snprintf(video->video.name, sizeof(video->video.name),
1190                  "OMAP4 ISS %s %s", name, direction);
1191         video->video.vfl_type = VFL_TYPE_GRABBER;
1192         video->video.release = video_device_release_empty;
1193         video->video.ioctl_ops = &iss_video_ioctl_ops;
1194         video->pipe.stream_state = ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED;
1195
1196         video_set_drvdata(&video->video, video);
1197
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 void omap4iss_video_cleanup(struct iss_video *video)
1202 {
1203         media_entity_cleanup(&video->video.entity);
1204         mutex_destroy(&video->stream_lock);
1205         mutex_destroy(&video->mutex);
1206 }
1207
1208 int omap4iss_video_register(struct iss_video *video, struct v4l2_device *vdev)
1209 {
1210         int ret;
1211
1212         video->video.v4l2_dev = vdev;
1213
1214         ret = video_register_device(&video->video, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
1215         if (ret < 0)
1216                 dev_err(video->iss->dev,
1217                         "%s: could not register video device (%d)\n",
1218                         __func__, ret);
1219
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 void omap4iss_video_unregister(struct iss_video *video)
1224 {
1225         video_unregister_device(&video->video);
1226 }