Merge tag 'gpio-v4.8-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linusw/linux...
[cascardo/linux.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
23 #include <media/v4l2-dev.h>
24 #include <media/v4l2-ioctl.h>
25 #include <media/v4l2-mc.h>
26
27 #include "iss_video.h"
28 #include "iss.h"
29
30 /* -----------------------------------------------------------------------------
31  * Helper functions
32  */
33
34 static struct iss_format_info formats[] = {
35         { MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
36           MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
37           V4L2_PIX_FMT_GREY, 8, "Greyscale 8 bpp", },
38         { MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10,
39           MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
40           V4L2_PIX_FMT_Y10, 10, "Greyscale 10 bpp", },
41         { MEDIA_BUS_FMT_Y12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_Y10_1X10,
42           MEDIA_BUS_FMT_Y12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_Y8_1X8,
43           V4L2_PIX_FMT_Y12, 12, "Greyscale 12 bpp", },
44         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
45           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
46           V4L2_PIX_FMT_SBGGR8, 8, "BGGR Bayer 8 bpp", },
47         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
48           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
49           V4L2_PIX_FMT_SGBRG8, 8, "GBRG Bayer 8 bpp", },
50         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
51           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
52           V4L2_PIX_FMT_SGRBG8, 8, "GRBG Bayer 8 bpp", },
53         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
54           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
55           V4L2_PIX_FMT_SRGGB8, 8, "RGGB Bayer 8 bpp", },
56         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_DPCM8_1X8,
57           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, 0,
58           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10DPCM8, 8, "GRBG Bayer 10 bpp DPCM8",  },
59         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10,
60           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
61           V4L2_PIX_FMT_SBGGR10, 10, "BGGR Bayer 10 bpp", },
62         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10,
63           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
64           V4L2_PIX_FMT_SGBRG10, 10, "GBRG Bayer 10 bpp", },
65         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10,
66           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
67           V4L2_PIX_FMT_SGRBG10, 10, "GRBG Bayer 10 bpp", },
68         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10,
69           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
70           V4L2_PIX_FMT_SRGGB10, 10, "RGGB Bayer 10 bpp", },
71         { MEDIA_BUS_FMT_SBGGR12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR10_1X10,
72           MEDIA_BUS_FMT_SBGGR12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SBGGR8_1X8,
73           V4L2_PIX_FMT_SBGGR12, 12, "BGGR Bayer 12 bpp", },
74         { MEDIA_BUS_FMT_SGBRG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG10_1X10,
75           MEDIA_BUS_FMT_SGBRG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGBRG8_1X8,
76           V4L2_PIX_FMT_SGBRG12, 12, "GBRG Bayer 12 bpp", },
77         { MEDIA_BUS_FMT_SGRBG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG10_1X10,
78           MEDIA_BUS_FMT_SGRBG12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SGRBG8_1X8,
79           V4L2_PIX_FMT_SGRBG12, 12, "GRBG Bayer 12 bpp", },
80         { MEDIA_BUS_FMT_SRGGB12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10,
81           MEDIA_BUS_FMT_SRGGB12_1X12, MEDIA_BUS_FMT_SRGGB8_1X8,
82           V4L2_PIX_FMT_SRGGB12, 12, "RGGB Bayer 12 bpp", },
83         { MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16, MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16,
84           MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16, 0,
85           V4L2_PIX_FMT_UYVY, 16, "YUV 4:2:2 (UYVY)", },
86         { MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16, MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16,
87           MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1X16, 0,
88           V4L2_PIX_FMT_YUYV, 16, "YUV 4:2:2 (YUYV)", },
89         { MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8, MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8,
90           MEDIA_BUS_FMT_YUYV8_1_5X8, 0,
91           V4L2_PIX_FMT_NV12, 8, "YUV 4:2:0 (NV12)", },
92 };
93
94 const struct iss_format_info *
95 omap4iss_video_format_info(u32 code)
96 {
97         unsigned int i;
98
99         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
100                 if (formats[i].code == code)
101                         return &formats[i];
102         }
103
104         return NULL;
105 }
106
107 /*
108  * iss_video_mbus_to_pix - Convert v4l2_mbus_framefmt to v4l2_pix_format
109  * @video: ISS video instance
110  * @mbus: v4l2_mbus_framefmt format (input)
111  * @pix: v4l2_pix_format format (output)
112  *
113  * Fill the output pix structure with information from the input mbus format.
114  * The bytesperline and sizeimage fields are computed from the requested bytes
115  * per line value in the pix format and information from the video instance.
116  *
117  * Return the number of padding bytes at end of line.
118  */
119 static unsigned int iss_video_mbus_to_pix(const struct iss_video *video,
120                                           const struct v4l2_mbus_framefmt *mbus,
121                                           struct v4l2_pix_format *pix)
122 {
123         unsigned int bpl = pix->bytesperline;
124         unsigned int min_bpl;
125         unsigned int i;
126
127         memset(pix, 0, sizeof(*pix));
128         pix->width = mbus->width;
129         pix->height = mbus->height;
130
131         /* Skip the last format in the loop so that it will be selected if no
132          * match is found.
133          */
134         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats) - 1; ++i) {
135                 if (formats[i].code == mbus->code)
136                         break;
137         }
138
139         min_bpl = pix->width * ALIGN(formats[i].bpp, 8) / 8;
140
141         /* Clamp the requested bytes per line value. If the maximum bytes per
142          * line value is zero, the module doesn't support user configurable line
143          * sizes. Override the requested value with the minimum in that case.
144          */
145         if (video->bpl_max)
146                 bpl = clamp(bpl, min_bpl, video->bpl_max);
147         else
148                 bpl = min_bpl;
149
150         if (!video->bpl_zero_padding || bpl != min_bpl)
151                 bpl = ALIGN(bpl, video->bpl_alignment);
152
153         pix->pixelformat = formats[i].pixelformat;
154         pix->bytesperline = bpl;
155         pix->sizeimage = pix->bytesperline * pix->height;
156         pix->colorspace = mbus->colorspace;
157         pix->field = mbus->field;
158
159         /* FIXME: Special case for NV12! We should make this nicer... */
160         if (pix->pixelformat == V4L2_PIX_FMT_NV12)
161                 pix->sizeimage += (pix->bytesperline * pix->height) / 2;
162
163         return bpl - min_bpl;
164 }
165
166 static void iss_video_pix_to_mbus(const struct v4l2_pix_format *pix,
167                                   struct v4l2_mbus_framefmt *mbus)
168 {
169         unsigned int i;
170
171         memset(mbus, 0, sizeof(*mbus));
172         mbus->width = pix->width;
173         mbus->height = pix->height;
174
175         /* Skip the last format in the loop so that it will be selected if no
176          * match is found.
177          */
178         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats) - 1; ++i) {
179                 if (formats[i].pixelformat == pix->pixelformat)
180                         break;
181         }
182
183         mbus->code = formats[i].code;
184         mbus->colorspace = pix->colorspace;
185         mbus->field = pix->field;
186 }
187
188 static struct v4l2_subdev *
189 iss_video_remote_subdev(struct iss_video *video, u32 *pad)
190 {
191         struct media_pad *remote;
192
193         remote = media_entity_remote_pad(&video->pad);
194
195         if (!remote || !is_media_entity_v4l2_subdev(remote->entity))
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->graph_obj.mdev;
211         struct iss_video *far_end = NULL;
212
213         mutex_lock(&mdev->graph_mutex);
214
215         if (media_entity_graph_walk_init(&graph, mdev)) {
216                 mutex_unlock(&mdev->graph_mutex);
217                 return NULL;
218         }
219
220         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
221
222         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph))) {
223                 if (entity == &video->video.entity)
224                         continue;
225
226                 if (!is_media_entity_v4l2_video_device(entity))
227                         continue;
228
229                 far_end = to_iss_video(media_entity_to_video_device(entity));
230                 if (far_end->type != video->type)
231                         break;
232
233                 far_end = NULL;
234         }
235
236         mutex_unlock(&mdev->graph_mutex);
237
238         media_entity_graph_walk_cleanup(&graph);
239
240         return far_end;
241 }
242
243 static int
244 __iss_video_get_format(struct iss_video *video,
245                        struct v4l2_mbus_framefmt *format)
246 {
247         struct v4l2_subdev_format fmt;
248         struct v4l2_subdev *subdev;
249         u32 pad;
250         int ret;
251
252         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
253         if (!subdev)
254                 return -EINVAL;
255
256         memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));
257         fmt.pad = pad;
258         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
259
260         mutex_lock(&video->mutex);
261         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
262         mutex_unlock(&video->mutex);
263
264         if (ret)
265                 return ret;
266
267         *format = fmt.format;
268         return 0;
269 }
270
271 static int
272 iss_video_check_format(struct iss_video *video, struct iss_video_fh *vfh)
273 {
274         struct v4l2_mbus_framefmt format;
275         struct v4l2_pix_format pixfmt;
276         int ret;
277
278         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
279         if (ret < 0)
280                 return ret;
281
282         pixfmt.bytesperline = 0;
283         ret = iss_video_mbus_to_pix(video, &format, &pixfmt);
284
285         if (vfh->format.fmt.pix.pixelformat != pixfmt.pixelformat ||
286             vfh->format.fmt.pix.height != pixfmt.height ||
287             vfh->format.fmt.pix.width != pixfmt.width ||
288             vfh->format.fmt.pix.bytesperline != pixfmt.bytesperline ||
289             vfh->format.fmt.pix.sizeimage != pixfmt.sizeimage)
290                 return -EINVAL;
291
292         return ret;
293 }
294
295 /* -----------------------------------------------------------------------------
296  * Video queue operations
297  */
298
299 static int iss_video_queue_setup(struct vb2_queue *vq,
300                                  unsigned int *count, unsigned int *num_planes,
301                                  unsigned int sizes[], struct device *alloc_devs[])
302 {
303         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vq);
304         struct iss_video *video = vfh->video;
305
306         /* Revisit multi-planar support for NV12 */
307         *num_planes = 1;
308
309         sizes[0] = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
310         if (sizes[0] == 0)
311                 return -EINVAL;
312
313         *count = min(*count, video->capture_mem / PAGE_ALIGN(sizes[0]));
314
315         return 0;
316 }
317
318 static void iss_video_buf_cleanup(struct vb2_buffer *vb)
319 {
320         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
321         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
322
323         if (buffer->iss_addr)
324                 buffer->iss_addr = 0;
325 }
326
327 static int iss_video_buf_prepare(struct vb2_buffer *vb)
328 {
329         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
330         struct iss_video_fh *vfh = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
331         struct iss_buffer *buffer = container_of(vbuf, struct iss_buffer, vb);
332         struct iss_video *video = vfh->video;
333         unsigned long size = vfh->format.fmt.pix.sizeimage;
334         dma_addr_t addr;
335
336         if (vb2_plane_size(vb, 0) < size)
337                 return -ENOBUFS;
338
339         addr = vb2_dma_contig_plane_dma_addr(vb, 0);
340         if (!IS_ALIGNED(addr, 32)) {
341                 dev_dbg(video->iss->dev,
342                         "Buffer address must be aligned to 32 bytes boundary.\n");
343                 return -EINVAL;
344         }
345
346         vb2_set_plane_payload(vb, 0, size);
347         buffer->iss_addr = addr;
348         return 0;
349 }
350
351 static void iss_video_buf_queue(struct vb2_buffer *vb)
352 {
353         struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
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(vbuf, 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         /* Mark the buffer is faulty and give it back to the queue immediately
364          * if the video node has registered an error. vb2 will perform the same
365          * check when preparing the buffer, but that is inherently racy, so we
366          * need to handle the race condition with an authoritative check here.
367          */
368         if (unlikely(video->error)) {
369                 vb2_buffer_done(vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
370                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
371                 return;
372         }
373
374         empty = list_empty(&video->dmaqueue);
375         list_add_tail(&buffer->list, &video->dmaqueue);
376
377         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
378
379         if (empty) {
380                 enum iss_pipeline_state state;
381                 unsigned int start;
382
383                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
384                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
385                 else
386                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
387
388                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
389                 pipe->state |= state;
390                 video->ops->queue(video, buffer);
391                 video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_QUEUED;
392
393                 start = iss_pipeline_ready(pipe);
394                 if (start)
395                         pipe->state |= ISS_PIPELINE_STREAM;
396                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
397
398                 if (start)
399                         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
400                                                 ISS_PIPELINE_STREAM_SINGLESHOT);
401         }
402 }
403
404 static const struct vb2_ops iss_video_vb2ops = {
405         .queue_setup    = iss_video_queue_setup,
406         .buf_prepare    = iss_video_buf_prepare,
407         .buf_queue      = iss_video_buf_queue,
408         .buf_cleanup    = iss_video_buf_cleanup,
409 };
410
411 /*
412  * omap4iss_video_buffer_next - Complete the current buffer and return the next
413  * @video: ISS video object
414  *
415  * Remove the current video buffer from the DMA queue and fill its timestamp,
416  * field count and state fields before waking up its completion handler.
417  *
418  * For capture video nodes, the buffer state is set to VB2_BUF_STATE_DONE if no
419  * error has been flagged in the pipeline, or to VB2_BUF_STATE_ERROR otherwise.
420  *
421  * The DMA queue is expected to contain at least one buffer.
422  *
423  * Return a pointer to the next buffer in the DMA queue, or NULL if the queue is
424  * empty.
425  */
426 struct iss_buffer *omap4iss_video_buffer_next(struct iss_video *video)
427 {
428         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
429         enum iss_pipeline_state state;
430         struct iss_buffer *buf;
431         unsigned long flags;
432
433         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
434         if (WARN_ON(list_empty(&video->dmaqueue))) {
435                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
436                 return NULL;
437         }
438
439         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
440                                list);
441         list_del(&buf->list);
442         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
443
444         buf->vb.vb2_buf.timestamp = ktime_get_ns();
445
446         /* Do frame number propagation only if this is the output video node.
447          * Frame number either comes from the CSI receivers or it gets
448          * incremented here if H3A is not active.
449          * Note: There is no guarantee that the output buffer will finish
450          * first, so the input number might lag behind by 1 in some cases.
451          */
452         if (video == pipe->output && !pipe->do_propagation)
453                 buf->vb.sequence =
454                         atomic_inc_return(&pipe->frame_number);
455         else
456                 buf->vb.sequence = atomic_read(&pipe->frame_number);
457
458         vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, pipe->error ?
459                         VB2_BUF_STATE_ERROR : VB2_BUF_STATE_DONE);
460         pipe->error = false;
461
462         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
463         if (list_empty(&video->dmaqueue)) {
464                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
465                 if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
466                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT
467                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
468                 else
469                         state = ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT
470                               | ISS_PIPELINE_STREAM;
471
472                 spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
473                 pipe->state &= ~state;
474                 if (video->pipe.stream_state == ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS)
475                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
476                 spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
477                 return NULL;
478         }
479
480         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE && pipe->input) {
481                 spin_lock(&pipe->lock);
482                 pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
483                 spin_unlock(&pipe->lock);
484         }
485
486         buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
487                                list);
488         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
489         buf->vb.vb2_buf.state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
490         return buf;
491 }
492
493 /*
494  * omap4iss_video_cancel_stream - Cancel stream on a video node
495  * @video: ISS video object
496  *
497  * Cancelling a stream mark all buffers on the video node as erroneous and makes
498  * sure no new buffer can be queued.
499  */
500 void omap4iss_video_cancel_stream(struct iss_video *video)
501 {
502         unsigned long flags;
503
504         spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
505
506         while (!list_empty(&video->dmaqueue)) {
507                 struct iss_buffer *buf;
508
509                 buf = list_first_entry(&video->dmaqueue, struct iss_buffer,
510                                        list);
511                 list_del(&buf->list);
512                 vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_ERROR);
513         }
514
515         vb2_queue_error(video->queue);
516         video->error = true;
517
518         spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
519 }
520
521 /* -----------------------------------------------------------------------------
522  * V4L2 ioctls
523  */
524
525 static int
526 iss_video_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap)
527 {
528         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
529
530         strlcpy(cap->driver, ISS_VIDEO_DRIVER_NAME, sizeof(cap->driver));
531         strlcpy(cap->card, video->video.name, sizeof(cap->card));
532         strlcpy(cap->bus_info, "media", sizeof(cap->bus_info));
533
534         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
535                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_STREAMING;
536         else
537                 cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT | V4L2_CAP_STREAMING;
538
539         cap->capabilities = V4L2_CAP_DEVICE_CAPS | V4L2_CAP_STREAMING
540                           | V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT;
541
542         return 0;
543 }
544
545 static int
546 iss_video_enum_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *f)
547 {
548         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
549         struct v4l2_mbus_framefmt format;
550         unsigned int index = f->index;
551         unsigned int i;
552         int ret;
553
554         if (f->type != video->type)
555                 return -EINVAL;
556
557         ret = __iss_video_get_format(video, &format);
558         if (ret < 0)
559                 return ret;
560
561         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(formats); ++i) {
562                 const struct iss_format_info *info = &formats[i];
563
564                 if (format.code != info->code)
565                         continue;
566
567                 if (index == 0) {
568                         f->pixelformat = info->pixelformat;
569                         strlcpy(f->description, info->description,
570                                 sizeof(f->description));
571                         return 0;
572                 }
573
574                 index--;
575         }
576
577         return -EINVAL;
578 }
579
580 static int
581 iss_video_get_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
582 {
583         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
584         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
585
586         if (format->type != video->type)
587                 return -EINVAL;
588
589         mutex_lock(&video->mutex);
590         *format = vfh->format;
591         mutex_unlock(&video->mutex);
592
593         return 0;
594 }
595
596 static int
597 iss_video_set_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
598 {
599         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
600         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
601         struct v4l2_mbus_framefmt fmt;
602
603         if (format->type != video->type)
604                 return -EINVAL;
605
606         mutex_lock(&video->mutex);
607
608         /* Fill the bytesperline and sizeimage fields by converting to media bus
609          * format and back to pixel format.
610          */
611         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt);
612         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt, &format->fmt.pix);
613
614         vfh->format = *format;
615
616         mutex_unlock(&video->mutex);
617         return 0;
618 }
619
620 static int
621 iss_video_try_format(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *format)
622 {
623         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
624         struct v4l2_subdev_format fmt;
625         struct v4l2_subdev *subdev;
626         u32 pad;
627         int ret;
628
629         if (format->type != video->type)
630                 return -EINVAL;
631
632         subdev = iss_video_remote_subdev(video, &pad);
633         if (!subdev)
634                 return -EINVAL;
635
636         iss_video_pix_to_mbus(&format->fmt.pix, &fmt.format);
637
638         fmt.pad = pad;
639         fmt.which = V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE;
640         ret = v4l2_subdev_call(subdev, pad, get_fmt, NULL, &fmt);
641         if (ret)
642                 return ret;
643
644         iss_video_mbus_to_pix(video, &fmt.format, &format->fmt.pix);
645         return 0;
646 }
647
648 static int
649 iss_video_get_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
650 {
651         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
652         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
653
654         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
655             video->type != a->type)
656                 return -EINVAL;
657
658         memset(a, 0, sizeof(*a));
659         a->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT;
660         a->parm.output.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME;
661         a->parm.output.timeperframe = vfh->timeperframe;
662
663         return 0;
664 }
665
666 static int
667 iss_video_set_param(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *a)
668 {
669         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
670         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
671
672         if (video->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT ||
673             video->type != a->type)
674                 return -EINVAL;
675
676         if (a->parm.output.timeperframe.denominator == 0)
677                 a->parm.output.timeperframe.denominator = 1;
678
679         vfh->timeperframe = a->parm.output.timeperframe;
680
681         return 0;
682 }
683
684 static int
685 iss_video_reqbufs(struct file *file, void *fh, struct v4l2_requestbuffers *rb)
686 {
687         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
688
689         return vb2_reqbufs(&vfh->queue, rb);
690 }
691
692 static int
693 iss_video_querybuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
694 {
695         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
696
697         return vb2_querybuf(&vfh->queue, b);
698 }
699
700 static int
701 iss_video_qbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
702 {
703         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
704
705         return vb2_qbuf(&vfh->queue, b);
706 }
707
708 static int
709 iss_video_expbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_exportbuffer *e)
710 {
711         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
712
713         return vb2_expbuf(&vfh->queue, e);
714 }
715
716 static int
717 iss_video_dqbuf(struct file *file, void *fh, struct v4l2_buffer *b)
718 {
719         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
720
721         return vb2_dqbuf(&vfh->queue, b, file->f_flags & O_NONBLOCK);
722 }
723
724 /*
725  * Stream management
726  *
727  * Every ISS pipeline has a single input and a single output. The input can be
728  * either a sensor or a video node. The output is always a video node.
729  *
730  * As every pipeline has an output video node, the ISS video objects at the
731  * pipeline output stores the pipeline state. It tracks the streaming state of
732  * both the input and output, as well as the availability of buffers.
733  *
734  * In sensor-to-memory mode, frames are always available at the pipeline input.
735  * Starting the sensor usually requires I2C transfers and must be done in
736  * interruptible context. The pipeline is started and stopped synchronously
737  * to the stream on/off commands. All modules in the pipeline will get their
738  * subdev set stream handler called. The module at the end of the pipeline must
739  * delay starting the hardware until buffers are available at its output.
740  *
741  * In memory-to-memory mode, starting/stopping the stream requires
742  * synchronization between the input and output. ISS modules can't be stopped
743  * in the middle of a frame, and at least some of the modules seem to become
744  * busy as soon as they're started, even if they don't receive a frame start
745  * event. For that reason frames need to be processed in single-shot mode. The
746  * driver needs to wait until a frame is completely processed and written to
747  * memory before restarting the pipeline for the next frame. Pipelined
748  * processing might be possible but requires more testing.
749  *
750  * Stream start must be delayed until buffers are available at both the input
751  * and output. The pipeline must be started in the videobuf queue callback with
752  * the buffers queue spinlock held. The modules subdev set stream operation must
753  * not sleep.
754  */
755 static int
756 iss_video_streamon(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
757 {
758         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
759         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
760         struct media_entity_graph graph;
761         struct media_entity *entity = &video->video.entity;
762         enum iss_pipeline_state state;
763         struct iss_pipeline *pipe;
764         struct iss_video *far_end;
765         unsigned long flags;
766         int ret;
767
768         if (type != video->type)
769                 return -EINVAL;
770
771         mutex_lock(&video->stream_lock);
772
773         /* Start streaming on the pipeline. No link touching an entity in the
774          * pipeline can be activated or deactivated once streaming is started.
775          */
776         pipe = entity->pipe
777              ? to_iss_pipeline(entity) : &video->pipe;
778         pipe->external = NULL;
779         pipe->external_rate = 0;
780         pipe->external_bpp = 0;
781
782         ret = media_entity_enum_init(&pipe->ent_enum, entity->graph_obj.mdev);
783         if (ret)
784                 goto err_graph_walk_init;
785
786         ret = media_entity_graph_walk_init(&graph, entity->graph_obj.mdev);
787         if (ret)
788                 goto err_graph_walk_init;
789
790         if (video->iss->pdata->set_constraints)
791                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, true);
792
793         ret = media_entity_pipeline_start(entity, &pipe->pipe);
794         if (ret < 0)
795                 goto err_media_entity_pipeline_start;
796
797         media_entity_graph_walk_start(&graph, entity);
798         while ((entity = media_entity_graph_walk_next(&graph)))
799                 media_entity_enum_set(&pipe->ent_enum, entity);
800
801         /* Verify that the currently configured format matches the output of
802          * the connected subdev.
803          */
804         ret = iss_video_check_format(video, vfh);
805         if (ret < 0)
806                 goto err_iss_video_check_format;
807
808         video->bpl_padding = ret;
809         video->bpl_value = vfh->format.fmt.pix.bytesperline;
810
811         /* Find the ISS video node connected at the far end of the pipeline and
812          * update the pipeline.
813          */
814         far_end = iss_video_far_end(video);
815
816         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
817                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_OUTPUT;
818                 pipe->input = far_end;
819                 pipe->output = video;
820         } else {
821                 if (!far_end) {
822                         ret = -EPIPE;
823                         goto err_iss_video_check_format;
824                 }
825
826                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT | ISS_PIPELINE_IDLE_INPUT;
827                 pipe->input = video;
828                 pipe->output = far_end;
829         }
830
831         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
832         pipe->state &= ~ISS_PIPELINE_STREAM;
833         pipe->state |= state;
834         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
835
836         /* Set the maximum time per frame as the value requested by userspace.
837          * This is a soft limit that can be overridden if the hardware doesn't
838          * support the request limit.
839          */
840         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT)
841                 pipe->max_timeperframe = vfh->timeperframe;
842
843         video->queue = &vfh->queue;
844         INIT_LIST_HEAD(&video->dmaqueue);
845         video->error = false;
846         atomic_set(&pipe->frame_number, -1);
847
848         ret = vb2_streamon(&vfh->queue, type);
849         if (ret < 0)
850                 goto err_iss_video_check_format;
851
852         /* In sensor-to-memory mode, the stream can be started synchronously
853          * to the stream on command. In memory-to-memory mode, it will be
854          * started when buffers are queued on both the input and output.
855          */
856         if (!pipe->input) {
857                 unsigned long flags;
858
859                 ret = omap4iss_pipeline_set_stream(pipe,
860                                               ISS_PIPELINE_STREAM_CONTINUOUS);
861                 if (ret < 0)
862                         goto err_omap4iss_set_stream;
863                 spin_lock_irqsave(&video->qlock, flags);
864                 if (list_empty(&video->dmaqueue))
865                         video->dmaqueue_flags |= ISS_VIDEO_DMAQUEUE_UNDERRUN;
866                 spin_unlock_irqrestore(&video->qlock, flags);
867         }
868
869         media_entity_graph_walk_cleanup(&graph);
870
871         mutex_unlock(&video->stream_lock);
872
873         return 0;
874
875 err_omap4iss_set_stream:
876         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
877 err_iss_video_check_format:
878         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
879 err_media_entity_pipeline_start:
880         if (video->iss->pdata->set_constraints)
881                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
882         video->queue = NULL;
883
884         media_entity_graph_walk_cleanup(&graph);
885
886 err_graph_walk_init:
887         media_entity_enum_cleanup(&pipe->ent_enum);
888
889         mutex_unlock(&video->stream_lock);
890
891         return ret;
892 }
893
894 static int
895 iss_video_streamoff(struct file *file, void *fh, enum v4l2_buf_type type)
896 {
897         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(fh);
898         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
899         struct iss_pipeline *pipe = to_iss_pipeline(&video->video.entity);
900         enum iss_pipeline_state state;
901         unsigned long flags;
902
903         if (type != video->type)
904                 return -EINVAL;
905
906         mutex_lock(&video->stream_lock);
907
908         if (!vb2_is_streaming(&vfh->queue))
909                 goto done;
910
911         /* Update the pipeline state. */
912         if (video->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)
913                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_OUTPUT
914                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_OUTPUT;
915         else
916                 state = ISS_PIPELINE_STREAM_INPUT
917                       | ISS_PIPELINE_QUEUE_INPUT;
918
919         spin_lock_irqsave(&pipe->lock, flags);
920         pipe->state &= ~state;
921         spin_unlock_irqrestore(&pipe->lock, flags);
922
923         /* Stop the stream. */
924         omap4iss_pipeline_set_stream(pipe, ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED);
925         vb2_streamoff(&vfh->queue, type);
926         video->queue = NULL;
927
928         media_entity_enum_cleanup(&pipe->ent_enum);
929
930         if (video->iss->pdata->set_constraints)
931                 video->iss->pdata->set_constraints(video->iss, false);
932         media_entity_pipeline_stop(&video->video.entity);
933
934 done:
935         mutex_unlock(&video->stream_lock);
936         return 0;
937 }
938
939 static int
940 iss_video_enum_input(struct file *file, void *fh, struct v4l2_input *input)
941 {
942         if (input->index > 0)
943                 return -EINVAL;
944
945         strlcpy(input->name, "camera", sizeof(input->name));
946         input->type = V4L2_INPUT_TYPE_CAMERA;
947
948         return 0;
949 }
950
951 static int
952 iss_video_g_input(struct file *file, void *fh, unsigned int *input)
953 {
954         *input = 0;
955
956         return 0;
957 }
958
959 static int
960 iss_video_s_input(struct file *file, void *fh, unsigned int input)
961 {
962         return input == 0 ? 0 : -EINVAL;
963 }
964
965 static const struct v4l2_ioctl_ops iss_video_ioctl_ops = {
966         .vidioc_querycap                = iss_video_querycap,
967         .vidioc_enum_fmt_vid_cap        = iss_video_enum_format,
968         .vidioc_g_fmt_vid_cap           = iss_video_get_format,
969         .vidioc_s_fmt_vid_cap           = iss_video_set_format,
970         .vidioc_try_fmt_vid_cap         = iss_video_try_format,
971         .vidioc_g_fmt_vid_out           = iss_video_get_format,
972         .vidioc_s_fmt_vid_out           = iss_video_set_format,
973         .vidioc_try_fmt_vid_out         = iss_video_try_format,
974         .vidioc_g_parm                  = iss_video_get_param,
975         .vidioc_s_parm                  = iss_video_set_param,
976         .vidioc_reqbufs                 = iss_video_reqbufs,
977         .vidioc_querybuf                = iss_video_querybuf,
978         .vidioc_qbuf                    = iss_video_qbuf,
979         .vidioc_expbuf                  = iss_video_expbuf,
980         .vidioc_dqbuf                   = iss_video_dqbuf,
981         .vidioc_streamon                = iss_video_streamon,
982         .vidioc_streamoff               = iss_video_streamoff,
983         .vidioc_enum_input              = iss_video_enum_input,
984         .vidioc_g_input                 = iss_video_g_input,
985         .vidioc_s_input                 = iss_video_s_input,
986 };
987
988 /* -----------------------------------------------------------------------------
989  * V4L2 file operations
990  */
991
992 static int iss_video_open(struct file *file)
993 {
994         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
995         struct iss_video_fh *handle;
996         struct vb2_queue *q;
997         int ret = 0;
998
999         handle = kzalloc(sizeof(*handle), GFP_KERNEL);
1000         if (!handle)
1001                 return -ENOMEM;
1002
1003         v4l2_fh_init(&handle->vfh, &video->video);
1004         v4l2_fh_add(&handle->vfh);
1005
1006         /* If this is the first user, initialise the pipeline. */
1007         if (!omap4iss_get(video->iss)) {
1008                 ret = -EBUSY;
1009                 goto done;
1010         }
1011
1012         ret = v4l2_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 1);
1013         if (ret < 0) {
1014                 omap4iss_put(video->iss);
1015                 goto done;
1016         }
1017
1018         q = &handle->queue;
1019
1020         q->type = video->type;
1021         q->io_modes = VB2_MMAP | VB2_DMABUF;
1022         q->drv_priv = handle;
1023         q->ops = &iss_video_vb2ops;
1024         q->mem_ops = &vb2_dma_contig_memops;
1025         q->buf_struct_size = sizeof(struct iss_buffer);
1026         q->timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
1027         q->dev = video->iss->dev;
1028
1029         ret = vb2_queue_init(q);
1030         if (ret) {
1031                 omap4iss_put(video->iss);
1032                 goto done;
1033         }
1034
1035         memset(&handle->format, 0, sizeof(handle->format));
1036         handle->format.type = video->type;
1037         handle->timeperframe.denominator = 1;
1038
1039         handle->video = video;
1040         file->private_data = &handle->vfh;
1041
1042 done:
1043         if (ret < 0) {
1044                 v4l2_fh_del(&handle->vfh);
1045                 kfree(handle);
1046         }
1047
1048         return ret;
1049 }
1050
1051 static int iss_video_release(struct file *file)
1052 {
1053         struct iss_video *video = video_drvdata(file);
1054         struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
1055         struct iss_video_fh *handle = to_iss_video_fh(vfh);
1056
1057         /* Disable streaming and free the buffers queue resources. */
1058         iss_video_streamoff(file, vfh, video->type);
1059
1060         v4l2_pipeline_pm_use(&video->video.entity, 0);
1061
1062         /* Release the videobuf2 queue */
1063         vb2_queue_release(&handle->queue);
1064
1065         v4l2_fh_del(vfh);
1066         kfree(handle);
1067         file->private_data = NULL;
1068
1069         omap4iss_put(video->iss);
1070
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 static unsigned int iss_video_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1075 {
1076         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1077
1078         return vb2_poll(&vfh->queue, file, wait);
1079 }
1080
1081 static int iss_video_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1082 {
1083         struct iss_video_fh *vfh = to_iss_video_fh(file->private_data);
1084
1085         return vb2_mmap(&vfh->queue, vma);
1086 }
1087
1088 static struct v4l2_file_operations iss_video_fops = {
1089         .owner = THIS_MODULE,
1090         .unlocked_ioctl = video_ioctl2,
1091         .open = iss_video_open,
1092         .release = iss_video_release,
1093         .poll = iss_video_poll,
1094         .mmap = iss_video_mmap,
1095 };
1096
1097 /* -----------------------------------------------------------------------------
1098  * ISS video core
1099  */
1100
1101 static const struct iss_video_operations iss_video_dummy_ops = {
1102 };
1103
1104 int omap4iss_video_init(struct iss_video *video, const char *name)
1105 {
1106         const char *direction;
1107         int ret;
1108
1109         switch (video->type) {
1110         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE:
1111                 direction = "output";
1112                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
1113                 break;
1114         case V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT:
1115                 direction = "input";
1116                 video->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE;
1117                 break;
1118
1119         default:
1120                 return -EINVAL;
1121         }
1122
1123         ret = media_entity_pads_init(&video->video.entity, 1, &video->pad);
1124         if (ret < 0)
1125                 return ret;
1126
1127         spin_lock_init(&video->qlock);
1128         mutex_init(&video->mutex);
1129         atomic_set(&video->active, 0);
1130
1131         spin_lock_init(&video->pipe.lock);
1132         mutex_init(&video->stream_lock);
1133
1134         /* Initialize the video device. */
1135         if (!video->ops)
1136                 video->ops = &iss_video_dummy_ops;
1137
1138         video->video.fops = &iss_video_fops;
1139         snprintf(video->video.name, sizeof(video->video.name),
1140                  "OMAP4 ISS %s %s", name, direction);
1141         video->video.vfl_type = VFL_TYPE_GRABBER;
1142         video->video.release = video_device_release_empty;
1143         video->video.ioctl_ops = &iss_video_ioctl_ops;
1144         video->pipe.stream_state = ISS_PIPELINE_STREAM_STOPPED;
1145
1146         video_set_drvdata(&video->video, video);
1147
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 void omap4iss_video_cleanup(struct iss_video *video)
1152 {
1153         media_entity_cleanup(&video->video.entity);
1154         mutex_destroy(&video->stream_lock);
1155         mutex_destroy(&video->mutex);
1156 }
1157
1158 int omap4iss_video_register(struct iss_video *video, struct v4l2_device *vdev)
1159 {
1160         int ret;
1161
1162         video->video.v4l2_dev = vdev;
1163
1164         ret = video_register_device(&video->video, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
1165         if (ret < 0)
1166                 dev_err(video->iss->dev,
1167                         "could not register video device (%d)\n", ret);
1168
1169         return ret;
1170 }
1171
1172 void omap4iss_video_unregister(struct iss_video *video)
1173 {
1174         video_unregister_device(&video->video);
1175 }