]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - drivers/media/video/videobuf2-core.c
82b51be3ca720eb012a0ccaaf6f8984deca74b3e
[~andy/linux] / drivers / media / video / videobuf2-core.c
1 /*
2  * videobuf2-core.c - V4L2 driver helper framework
3  *
4  * Copyright (C) 2010 Samsung Electronics
5  *
6  * Author: Pawel Osciak <pawel@osciak.com>
7  *         Marek Szyprowski <m.szyprowski@samsung.com>
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation.
12  */
13
14 #include <linux/err.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/mm.h>
18 #include <linux/poll.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/sched.h>
21
22 #include <media/videobuf2-core.h>
23
24 static int debug;
25 module_param(debug, int, 0644);
26
27 #define dprintk(level, fmt, arg...)                                     \
28         do {                                                            \
29                 if (debug >= level)                                     \
30                         printk(KERN_DEBUG "vb2: " fmt, ## arg);         \
31         } while (0)
32
33 #define call_memop(q, plane, op, args...)                               \
34         (((q)->mem_ops->op) ?                                           \
35                 ((q)->mem_ops->op(args)) : 0)
36
37 #define call_qop(q, op, args...)                                        \
38         (((q)->ops->op) ? ((q)->ops->op(args)) : 0)
39
40 #define V4L2_BUFFER_STATE_FLAGS (V4L2_BUF_FLAG_MAPPED | V4L2_BUF_FLAG_QUEUED | \
41                                  V4L2_BUF_FLAG_DONE | V4L2_BUF_FLAG_ERROR)
42
43 /**
44  * __vb2_buf_mem_alloc() - allocate video memory for the given buffer
45  */
46 static int __vb2_buf_mem_alloc(struct vb2_buffer *vb)
47 {
48         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
49         void *mem_priv;
50         int plane;
51
52         /* Allocate memory for all planes in this buffer */
53         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
54                 mem_priv = call_memop(q, plane, alloc, q->alloc_ctx[plane],
55                                       q->plane_sizes[plane]);
56                 if (IS_ERR_OR_NULL(mem_priv))
57                         goto free;
58
59                 /* Associate allocator private data with this plane */
60                 vb->planes[plane].mem_priv = mem_priv;
61                 vb->v4l2_planes[plane].length = q->plane_sizes[plane];
62         }
63
64         return 0;
65 free:
66         /* Free already allocated memory if one of the allocations failed */
67         for (; plane > 0; --plane)
68                 call_memop(q, plane, put, vb->planes[plane - 1].mem_priv);
69
70         return -ENOMEM;
71 }
72
73 /**
74  * __vb2_buf_mem_free() - free memory of the given buffer
75  */
76 static void __vb2_buf_mem_free(struct vb2_buffer *vb)
77 {
78         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
79         unsigned int plane;
80
81         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
82                 call_memop(q, plane, put, vb->planes[plane].mem_priv);
83                 vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
84                 dprintk(3, "Freed plane %d of buffer %d\n",
85                                 plane, vb->v4l2_buf.index);
86         }
87 }
88
89 /**
90  * __vb2_buf_userptr_put() - release userspace memory associated with
91  * a USERPTR buffer
92  */
93 static void __vb2_buf_userptr_put(struct vb2_buffer *vb)
94 {
95         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
96         unsigned int plane;
97
98         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
99                 void *mem_priv = vb->planes[plane].mem_priv;
100
101                 if (mem_priv) {
102                         call_memop(q, plane, put_userptr, mem_priv);
103                         vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
104                 }
105         }
106 }
107
108 /**
109  * __setup_offsets() - setup unique offsets ("cookies") for every plane in
110  * every buffer on the queue
111  */
112 static void __setup_offsets(struct vb2_queue *q)
113 {
114         unsigned int buffer, plane;
115         struct vb2_buffer *vb;
116         unsigned long off = 0;
117
118         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
119                 vb = q->bufs[buffer];
120                 if (!vb)
121                         continue;
122
123                 for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
124                         vb->v4l2_planes[plane].m.mem_offset = off;
125
126                         dprintk(3, "Buffer %d, plane %d offset 0x%08lx\n",
127                                         buffer, plane, off);
128
129                         off += vb->v4l2_planes[plane].length;
130                         off = PAGE_ALIGN(off);
131                 }
132         }
133 }
134
135 /**
136  * __vb2_queue_alloc() - allocate videobuf buffer structures and (for MMAP type)
137  * video buffer memory for all buffers/planes on the queue and initializes the
138  * queue
139  *
140  * Returns the number of buffers successfully allocated.
141  */
142 static int __vb2_queue_alloc(struct vb2_queue *q, enum v4l2_memory memory,
143                              unsigned int num_buffers, unsigned int num_planes)
144 {
145         unsigned int buffer;
146         struct vb2_buffer *vb;
147         int ret;
148
149         for (buffer = 0; buffer < num_buffers; ++buffer) {
150                 /* Allocate videobuf buffer structures */
151                 vb = kzalloc(q->buf_struct_size, GFP_KERNEL);
152                 if (!vb) {
153                         dprintk(1, "Memory alloc for buffer struct failed\n");
154                         break;
155                 }
156
157                 /* Length stores number of planes for multiplanar buffers */
158                 if (V4L2_TYPE_IS_MULTIPLANAR(q->type))
159                         vb->v4l2_buf.length = num_planes;
160
161                 vb->state = VB2_BUF_STATE_DEQUEUED;
162                 vb->vb2_queue = q;
163                 vb->num_planes = num_planes;
164                 vb->v4l2_buf.index = buffer;
165                 vb->v4l2_buf.type = q->type;
166                 vb->v4l2_buf.memory = memory;
167
168                 /* Allocate video buffer memory for the MMAP type */
169                 if (memory == V4L2_MEMORY_MMAP) {
170                         ret = __vb2_buf_mem_alloc(vb);
171                         if (ret) {
172                                 dprintk(1, "Failed allocating memory for "
173                                                 "buffer %d\n", buffer);
174                                 kfree(vb);
175                                 break;
176                         }
177                         /*
178                          * Call the driver-provided buffer initialization
179                          * callback, if given. An error in initialization
180                          * results in queue setup failure.
181                          */
182                         ret = call_qop(q, buf_init, vb);
183                         if (ret) {
184                                 dprintk(1, "Buffer %d %p initialization"
185                                         " failed\n", buffer, vb);
186                                 __vb2_buf_mem_free(vb);
187                                 kfree(vb);
188                                 break;
189                         }
190                 }
191
192                 q->bufs[buffer] = vb;
193         }
194
195         q->num_buffers = buffer;
196
197         __setup_offsets(q);
198
199         dprintk(1, "Allocated %d buffers, %d plane(s) each\n",
200                         q->num_buffers, num_planes);
201
202         return buffer;
203 }
204
205 /**
206  * __vb2_free_mem() - release all video buffer memory for a given queue
207  */
208 static void __vb2_free_mem(struct vb2_queue *q)
209 {
210         unsigned int buffer;
211         struct vb2_buffer *vb;
212
213         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
214                 vb = q->bufs[buffer];
215                 if (!vb)
216                         continue;
217
218                 /* Free MMAP buffers or release USERPTR buffers */
219                 if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP)
220                         __vb2_buf_mem_free(vb);
221                 else
222                         __vb2_buf_userptr_put(vb);
223         }
224 }
225
226 /**
227  * __vb2_queue_free() - free the queue - video memory and related information
228  * and return the queue to an uninitialized state. Might be called even if the
229  * queue has already been freed.
230  */
231 static void __vb2_queue_free(struct vb2_queue *q)
232 {
233         unsigned int buffer;
234
235         /* Call driver-provided cleanup function for each buffer, if provided */
236         if (q->ops->buf_cleanup) {
237                 for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
238                         if (NULL == q->bufs[buffer])
239                                 continue;
240                         q->ops->buf_cleanup(q->bufs[buffer]);
241                 }
242         }
243
244         /* Release video buffer memory */
245         __vb2_free_mem(q);
246
247         /* Free videobuf buffers */
248         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
249                 kfree(q->bufs[buffer]);
250                 q->bufs[buffer] = NULL;
251         }
252
253         q->num_buffers = 0;
254         q->memory = 0;
255 }
256
257 /**
258  * __verify_planes_array() - verify that the planes array passed in struct
259  * v4l2_buffer from userspace can be safely used
260  */
261 static int __verify_planes_array(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
262 {
263         /* Is memory for copying plane information present? */
264         if (NULL == b->m.planes) {
265                 dprintk(1, "Multi-planar buffer passed but "
266                            "planes array not provided\n");
267                 return -EINVAL;
268         }
269
270         if (b->length < vb->num_planes || b->length > VIDEO_MAX_PLANES) {
271                 dprintk(1, "Incorrect planes array length, "
272                            "expected %d, got %d\n", vb->num_planes, b->length);
273                 return -EINVAL;
274         }
275
276         return 0;
277 }
278
279 /**
280  * __buffer_in_use() - return true if the buffer is in use and
281  * the queue cannot be freed (by the means of REQBUFS(0)) call
282  */
283 static bool __buffer_in_use(struct vb2_queue *q, struct vb2_buffer *vb)
284 {
285         unsigned int plane;
286         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
287                 /*
288                  * If num_users() has not been provided, call_memop
289                  * will return 0, apparently nobody cares about this
290                  * case anyway. If num_users() returns more than 1,
291                  * we are not the only user of the plane's memory.
292                  */
293                 if (call_memop(q, plane, num_users,
294                                 vb->planes[plane].mem_priv) > 1)
295                         return true;
296         }
297         return false;
298 }
299
300 /**
301  * __buffers_in_use() - return true if any buffers on the queue are in use and
302  * the queue cannot be freed (by the means of REQBUFS(0)) call
303  */
304 static bool __buffers_in_use(struct vb2_queue *q)
305 {
306         unsigned int buffer;
307         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
308                 if (__buffer_in_use(q, q->bufs[buffer]))
309                         return true;
310         }
311         return false;
312 }
313
314 /**
315  * __fill_v4l2_buffer() - fill in a struct v4l2_buffer with information to be
316  * returned to userspace
317  */
318 static int __fill_v4l2_buffer(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
319 {
320         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
321         int ret = 0;
322
323         /* Copy back data such as timestamp, flags, input, etc. */
324         memcpy(b, &vb->v4l2_buf, offsetof(struct v4l2_buffer, m));
325         b->input = vb->v4l2_buf.input;
326         b->reserved = vb->v4l2_buf.reserved;
327
328         if (V4L2_TYPE_IS_MULTIPLANAR(q->type)) {
329                 ret = __verify_planes_array(vb, b);
330                 if (ret)
331                         return ret;
332
333                 /*
334                  * Fill in plane-related data if userspace provided an array
335                  * for it. The memory and size is verified above.
336                  */
337                 memcpy(b->m.planes, vb->v4l2_planes,
338                         b->length * sizeof(struct v4l2_plane));
339         } else {
340                 /*
341                  * We use length and offset in v4l2_planes array even for
342                  * single-planar buffers, but userspace does not.
343                  */
344                 b->length = vb->v4l2_planes[0].length;
345                 b->bytesused = vb->v4l2_planes[0].bytesused;
346                 if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP)
347                         b->m.offset = vb->v4l2_planes[0].m.mem_offset;
348                 else if (q->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR)
349                         b->m.userptr = vb->v4l2_planes[0].m.userptr;
350         }
351
352         /*
353          * Clear any buffer state related flags.
354          */
355         b->flags &= ~V4L2_BUFFER_STATE_FLAGS;
356
357         switch (vb->state) {
358         case VB2_BUF_STATE_QUEUED:
359         case VB2_BUF_STATE_ACTIVE:
360                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_QUEUED;
361                 break;
362         case VB2_BUF_STATE_ERROR:
363                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_ERROR;
364                 /* fall through */
365         case VB2_BUF_STATE_DONE:
366                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_DONE;
367                 break;
368         case VB2_BUF_STATE_DEQUEUED:
369         case VB2_BUF_STATE_PREPARED:
370                 /* nothing */
371                 break;
372         }
373
374         if (__buffer_in_use(q, vb))
375                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_MAPPED;
376
377         return ret;
378 }
379
380 /**
381  * vb2_querybuf() - query video buffer information
382  * @q:          videobuf queue
383  * @b:          buffer struct passed from userspace to vidioc_querybuf handler
384  *              in driver
385  *
386  * Should be called from vidioc_querybuf ioctl handler in driver.
387  * This function will verify the passed v4l2_buffer structure and fill the
388  * relevant information for the userspace.
389  *
390  * The return values from this function are intended to be directly returned
391  * from vidioc_querybuf handler in driver.
392  */
393 int vb2_querybuf(struct vb2_queue *q, struct v4l2_buffer *b)
394 {
395         struct vb2_buffer *vb;
396
397         if (b->type != q->type) {
398                 dprintk(1, "querybuf: wrong buffer type\n");
399                 return -EINVAL;
400         }
401
402         if (b->index >= q->num_buffers) {
403                 dprintk(1, "querybuf: buffer index out of range\n");
404                 return -EINVAL;
405         }
406         vb = q->bufs[b->index];
407
408         return __fill_v4l2_buffer(vb, b);
409 }
410 EXPORT_SYMBOL(vb2_querybuf);
411
412 /**
413  * __verify_userptr_ops() - verify that all memory operations required for
414  * USERPTR queue type have been provided
415  */
416 static int __verify_userptr_ops(struct vb2_queue *q)
417 {
418         if (!(q->io_modes & VB2_USERPTR) || !q->mem_ops->get_userptr ||
419             !q->mem_ops->put_userptr)
420                 return -EINVAL;
421
422         return 0;
423 }
424
425 /**
426  * __verify_mmap_ops() - verify that all memory operations required for
427  * MMAP queue type have been provided
428  */
429 static int __verify_mmap_ops(struct vb2_queue *q)
430 {
431         if (!(q->io_modes & VB2_MMAP) || !q->mem_ops->alloc ||
432             !q->mem_ops->put || !q->mem_ops->mmap)
433                 return -EINVAL;
434
435         return 0;
436 }
437
438 /**
439  * vb2_reqbufs() - Initiate streaming
440  * @q:          videobuf2 queue
441  * @req:        struct passed from userspace to vidioc_reqbufs handler in driver
442  *
443  * Should be called from vidioc_reqbufs ioctl handler of a driver.
444  * This function:
445  * 1) verifies streaming parameters passed from the userspace,
446  * 2) sets up the queue,
447  * 3) negotiates number of buffers and planes per buffer with the driver
448  *    to be used during streaming,
449  * 4) allocates internal buffer structures (struct vb2_buffer), according to
450  *    the agreed parameters,
451  * 5) for MMAP memory type, allocates actual video memory, using the
452  *    memory handling/allocation routines provided during queue initialization
453  *
454  * If req->count is 0, all the memory will be freed instead.
455  * If the queue has been allocated previously (by a previous vb2_reqbufs) call
456  * and the queue is not busy, memory will be reallocated.
457  *
458  * The return values from this function are intended to be directly returned
459  * from vidioc_reqbufs handler in driver.
460  */
461 int vb2_reqbufs(struct vb2_queue *q, struct v4l2_requestbuffers *req)
462 {
463         unsigned int num_buffers, num_planes;
464         int ret = 0;
465
466         if (q->fileio) {
467                 dprintk(1, "reqbufs: file io in progress\n");
468                 return -EBUSY;
469         }
470
471         if (req->memory != V4L2_MEMORY_MMAP
472                         && req->memory != V4L2_MEMORY_USERPTR) {
473                 dprintk(1, "reqbufs: unsupported memory type\n");
474                 return -EINVAL;
475         }
476
477         if (req->type != q->type) {
478                 dprintk(1, "reqbufs: requested type is incorrect\n");
479                 return -EINVAL;
480         }
481
482         if (q->streaming) {
483                 dprintk(1, "reqbufs: streaming active\n");
484                 return -EBUSY;
485         }
486
487         /*
488          * Make sure all the required memory ops for given memory type
489          * are available.
490          */
491         if (req->memory == V4L2_MEMORY_MMAP && __verify_mmap_ops(q)) {
492                 dprintk(1, "reqbufs: MMAP for current setup unsupported\n");
493                 return -EINVAL;
494         }
495
496         if (req->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR && __verify_userptr_ops(q)) {
497                 dprintk(1, "reqbufs: USERPTR for current setup unsupported\n");
498                 return -EINVAL;
499         }
500
501         if (req->count == 0 || q->num_buffers != 0 || q->memory != req->memory) {
502                 /*
503                  * We already have buffers allocated, so first check if they
504                  * are not in use and can be freed.
505                  */
506                 if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP && __buffers_in_use(q)) {
507                         dprintk(1, "reqbufs: memory in use, cannot free\n");
508                         return -EBUSY;
509                 }
510
511                 __vb2_queue_free(q);
512
513                 /*
514                  * In case of REQBUFS(0) return immediately without calling
515                  * driver's queue_setup() callback and allocating resources.
516                  */
517                 if (req->count == 0)
518                         return 0;
519         }
520
521         /*
522          * Make sure the requested values and current defaults are sane.
523          */
524         num_buffers = min_t(unsigned int, req->count, VIDEO_MAX_FRAME);
525         memset(q->plane_sizes, 0, sizeof(q->plane_sizes));
526         memset(q->alloc_ctx, 0, sizeof(q->alloc_ctx));
527         q->memory = req->memory;
528
529         /*
530          * Ask the driver how many buffers and planes per buffer it requires.
531          * Driver also sets the size and allocator context for each plane.
532          */
533         ret = call_qop(q, queue_setup, q, &num_buffers, &num_planes,
534                        q->plane_sizes, q->alloc_ctx);
535         if (ret)
536                 return ret;
537
538         /* Finally, allocate buffers and video memory */
539         ret = __vb2_queue_alloc(q, req->memory, num_buffers, num_planes);
540         if (ret == 0) {
541                 dprintk(1, "Memory allocation failed\n");
542                 return -ENOMEM;
543         }
544
545         /*
546          * Check if driver can handle the allocated number of buffers.
547          */
548         if (ret < num_buffers) {
549                 unsigned int orig_num_buffers;
550
551                 orig_num_buffers = num_buffers = ret;
552                 ret = call_qop(q, queue_setup, q, &num_buffers, &num_planes,
553                                q->plane_sizes, q->alloc_ctx);
554                 if (ret)
555                         goto free_mem;
556
557                 if (orig_num_buffers < num_buffers) {
558                         ret = -ENOMEM;
559                         goto free_mem;
560                 }
561
562                 /*
563                  * Ok, driver accepted smaller number of buffers.
564                  */
565                 ret = num_buffers;
566         }
567
568         /*
569          * Return the number of successfully allocated buffers
570          * to the userspace.
571          */
572         req->count = ret;
573
574         return 0;
575
576 free_mem:
577         __vb2_queue_free(q);
578         return ret;
579 }
580 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_reqbufs);
581
582 /**
583  * vb2_plane_vaddr() - Return a kernel virtual address of a given plane
584  * @vb:         vb2_buffer to which the plane in question belongs to
585  * @plane_no:   plane number for which the address is to be returned
586  *
587  * This function returns a kernel virtual address of a given plane if
588  * such a mapping exist, NULL otherwise.
589  */
590 void *vb2_plane_vaddr(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no)
591 {
592         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
593
594         if (plane_no > vb->num_planes)
595                 return NULL;
596
597         return call_memop(q, plane_no, vaddr, vb->planes[plane_no].mem_priv);
598
599 }
600 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_plane_vaddr);
601
602 /**
603  * vb2_plane_cookie() - Return allocator specific cookie for the given plane
604  * @vb:         vb2_buffer to which the plane in question belongs to
605  * @plane_no:   plane number for which the cookie is to be returned
606  *
607  * This function returns an allocator specific cookie for a given plane if
608  * available, NULL otherwise. The allocator should provide some simple static
609  * inline function, which would convert this cookie to the allocator specific
610  * type that can be used directly by the driver to access the buffer. This can
611  * be for example physical address, pointer to scatter list or IOMMU mapping.
612  */
613 void *vb2_plane_cookie(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no)
614 {
615         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
616
617         if (plane_no > vb->num_planes)
618                 return NULL;
619
620         return call_memop(q, plane_no, cookie, vb->planes[plane_no].mem_priv);
621 }
622 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_plane_cookie);
623
624 /**
625  * vb2_buffer_done() - inform videobuf that an operation on a buffer is finished
626  * @vb:         vb2_buffer returned from the driver
627  * @state:      either VB2_BUF_STATE_DONE if the operation finished successfully
628  *              or VB2_BUF_STATE_ERROR if the operation finished with an error
629  *
630  * This function should be called by the driver after a hardware operation on
631  * a buffer is finished and the buffer may be returned to userspace. The driver
632  * cannot use this buffer anymore until it is queued back to it by videobuf
633  * by the means of buf_queue callback. Only buffers previously queued to the
634  * driver by buf_queue can be passed to this function.
635  */
636 void vb2_buffer_done(struct vb2_buffer *vb, enum vb2_buffer_state state)
637 {
638         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
639         unsigned long flags;
640
641         if (vb->state != VB2_BUF_STATE_ACTIVE)
642                 return;
643
644         if (state != VB2_BUF_STATE_DONE && state != VB2_BUF_STATE_ERROR)
645                 return;
646
647         dprintk(4, "Done processing on buffer %d, state: %d\n",
648                         vb->v4l2_buf.index, vb->state);
649
650         /* Add the buffer to the done buffers list */
651         spin_lock_irqsave(&q->done_lock, flags);
652         vb->state = state;
653         list_add_tail(&vb->done_entry, &q->done_list);
654         atomic_dec(&q->queued_count);
655         spin_unlock_irqrestore(&q->done_lock, flags);
656
657         /* Inform any processes that may be waiting for buffers */
658         wake_up(&q->done_wq);
659 }
660 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_buffer_done);
661
662 /**
663  * __fill_vb2_buffer() - fill a vb2_buffer with information provided in
664  * a v4l2_buffer by the userspace
665  */
666 static int __fill_vb2_buffer(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b,
667                                 struct v4l2_plane *v4l2_planes)
668 {
669         unsigned int plane;
670         int ret;
671
672         if (V4L2_TYPE_IS_MULTIPLANAR(b->type)) {
673                 /*
674                  * Verify that the userspace gave us a valid array for
675                  * plane information.
676                  */
677                 ret = __verify_planes_array(vb, b);
678                 if (ret)
679                         return ret;
680
681                 /* Fill in driver-provided information for OUTPUT types */
682                 if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(b->type)) {
683                         /*
684                          * Will have to go up to b->length when API starts
685                          * accepting variable number of planes.
686                          */
687                         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
688                                 v4l2_planes[plane].bytesused =
689                                         b->m.planes[plane].bytesused;
690                                 v4l2_planes[plane].data_offset =
691                                         b->m.planes[plane].data_offset;
692                         }
693                 }
694
695                 if (b->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR) {
696                         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
697                                 v4l2_planes[plane].m.userptr =
698                                         b->m.planes[plane].m.userptr;
699                                 v4l2_planes[plane].length =
700                                         b->m.planes[plane].length;
701                         }
702                 }
703         } else {
704                 /*
705                  * Single-planar buffers do not use planes array,
706                  * so fill in relevant v4l2_buffer struct fields instead.
707                  * In videobuf we use our internal V4l2_planes struct for
708                  * single-planar buffers as well, for simplicity.
709                  */
710                 if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(b->type))
711                         v4l2_planes[0].bytesused = b->bytesused;
712
713                 if (b->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR) {
714                         v4l2_planes[0].m.userptr = b->m.userptr;
715                         v4l2_planes[0].length = b->length;
716                 }
717         }
718
719         vb->v4l2_buf.field = b->field;
720         vb->v4l2_buf.timestamp = b->timestamp;
721         vb->v4l2_buf.input = b->input;
722         vb->v4l2_buf.flags = b->flags & ~V4L2_BUFFER_STATE_FLAGS;
723
724         return 0;
725 }
726
727 /**
728  * __qbuf_userptr() - handle qbuf of a USERPTR buffer
729  */
730 static int __qbuf_userptr(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
731 {
732         struct v4l2_plane planes[VIDEO_MAX_PLANES];
733         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
734         void *mem_priv;
735         unsigned int plane;
736         int ret;
737         int write = !V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type);
738
739         /* Verify and copy relevant information provided by the userspace */
740         ret = __fill_vb2_buffer(vb, b, planes);
741         if (ret)
742                 return ret;
743
744         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
745                 /* Skip the plane if already verified */
746                 if (vb->v4l2_planes[plane].m.userptr == planes[plane].m.userptr
747                     && vb->v4l2_planes[plane].length == planes[plane].length)
748                         continue;
749
750                 dprintk(3, "qbuf: userspace address for plane %d changed, "
751                                 "reacquiring memory\n", plane);
752
753                 /* Check if the provided plane buffer is large enough */
754                 if (planes[plane].length < q->plane_sizes[plane]) {
755                         ret = -EINVAL;
756                         goto err;
757                 }
758
759                 /* Release previously acquired memory if present */
760                 if (vb->planes[plane].mem_priv)
761                         call_memop(q, plane, put_userptr,
762                                         vb->planes[plane].mem_priv);
763
764                 vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
765                 vb->v4l2_planes[plane].m.userptr = 0;
766                 vb->v4l2_planes[plane].length = 0;
767
768                 /* Acquire each plane's memory */
769                 if (q->mem_ops->get_userptr) {
770                         mem_priv = q->mem_ops->get_userptr(q->alloc_ctx[plane],
771                                                         planes[plane].m.userptr,
772                                                         planes[plane].length,
773                                                         write);
774                         if (IS_ERR(mem_priv)) {
775                                 dprintk(1, "qbuf: failed acquiring userspace "
776                                                 "memory for plane %d\n", plane);
777                                 ret = PTR_ERR(mem_priv);
778                                 goto err;
779                         }
780                         vb->planes[plane].mem_priv = mem_priv;
781                 }
782         }
783
784         /*
785          * Call driver-specific initialization on the newly acquired buffer,
786          * if provided.
787          */
788         ret = call_qop(q, buf_init, vb);
789         if (ret) {
790                 dprintk(1, "qbuf: buffer initialization failed\n");
791                 goto err;
792         }
793
794         /*
795          * Now that everything is in order, copy relevant information
796          * provided by userspace.
797          */
798         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane)
799                 vb->v4l2_planes[plane] = planes[plane];
800
801         return 0;
802 err:
803         /* In case of errors, release planes that were already acquired */
804         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
805                 if (vb->planes[plane].mem_priv)
806                         call_memop(q, plane, put_userptr,
807                                    vb->planes[plane].mem_priv);
808                 vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
809                 vb->v4l2_planes[plane].m.userptr = 0;
810                 vb->v4l2_planes[plane].length = 0;
811         }
812
813         return ret;
814 }
815
816 /**
817  * __qbuf_mmap() - handle qbuf of an MMAP buffer
818  */
819 static int __qbuf_mmap(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
820 {
821         return __fill_vb2_buffer(vb, b, vb->v4l2_planes);
822 }
823
824 /**
825  * __enqueue_in_driver() - enqueue a vb2_buffer in driver for processing
826  */
827 static void __enqueue_in_driver(struct vb2_buffer *vb)
828 {
829         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
830
831         vb->state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
832         atomic_inc(&q->queued_count);
833         q->ops->buf_queue(vb);
834 }
835
836 static int __buf_prepare(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
837 {
838         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
839         int ret;
840
841         switch (q->memory) {
842         case V4L2_MEMORY_MMAP:
843                 ret = __qbuf_mmap(vb, b);
844                 break;
845         case V4L2_MEMORY_USERPTR:
846                 ret = __qbuf_userptr(vb, b);
847                 break;
848         default:
849                 WARN(1, "Invalid queue type\n");
850                 ret = -EINVAL;
851         }
852
853         if (!ret)
854                 ret = call_qop(q, buf_prepare, vb);
855         if (ret)
856                 dprintk(1, "qbuf: buffer preparation failed: %d\n", ret);
857         else
858                 vb->state = VB2_BUF_STATE_PREPARED;
859
860         return ret;
861 }
862
863 /**
864  * vb2_qbuf() - Queue a buffer from userspace
865  * @q:          videobuf2 queue
866  * @b:          buffer structure passed from userspace to vidioc_qbuf handler
867  *              in driver
868  *
869  * Should be called from vidioc_qbuf ioctl handler of a driver.
870  * This function:
871  * 1) verifies the passed buffer,
872  * 2) if necessary, calls buf_prepare callback in the driver (if provided), in
873  *    which driver-specific buffer initialization can be performed,
874  * 3) if streaming is on, queues the buffer in driver by the means of buf_queue
875  *    callback for processing.
876  *
877  * The return values from this function are intended to be directly returned
878  * from vidioc_qbuf handler in driver.
879  */
880 int vb2_qbuf(struct vb2_queue *q, struct v4l2_buffer *b)
881 {
882         struct vb2_buffer *vb;
883         int ret;
884
885         if (q->fileio) {
886                 dprintk(1, "qbuf: file io in progress\n");
887                 return -EBUSY;
888         }
889
890         if (b->type != q->type) {
891                 dprintk(1, "qbuf: invalid buffer type\n");
892                 return -EINVAL;
893         }
894
895         if (b->index >= q->num_buffers) {
896                 dprintk(1, "qbuf: buffer index out of range\n");
897                 return -EINVAL;
898         }
899
900         vb = q->bufs[b->index];
901         if (NULL == vb) {
902                 /* Should never happen */
903                 dprintk(1, "qbuf: buffer is NULL\n");
904                 return -EINVAL;
905         }
906
907         if (b->memory != q->memory) {
908                 dprintk(1, "qbuf: invalid memory type\n");
909                 return -EINVAL;
910         }
911
912         switch (vb->state) {
913         case VB2_BUF_STATE_DEQUEUED:
914                 ret = __buf_prepare(vb, b);
915                 if (ret)
916                         return ret;
917         case VB2_BUF_STATE_PREPARED:
918                 break;
919         default:
920                 dprintk(1, "qbuf: buffer already in use\n");
921                 return -EINVAL;
922         }
923
924         /*
925          * Add to the queued buffers list, a buffer will stay on it until
926          * dequeued in dqbuf.
927          */
928         list_add_tail(&vb->queued_entry, &q->queued_list);
929         vb->state = VB2_BUF_STATE_QUEUED;
930
931         /*
932          * If already streaming, give the buffer to driver for processing.
933          * If not, the buffer will be given to driver on next streamon.
934          */
935         if (q->streaming)
936                 __enqueue_in_driver(vb);
937
938         /* Fill buffer information for the userspace */
939         __fill_v4l2_buffer(vb, b);
940
941         dprintk(1, "qbuf of buffer %d succeeded\n", vb->v4l2_buf.index);
942         return 0;
943 }
944 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_qbuf);
945
946 /**
947  * __vb2_wait_for_done_vb() - wait for a buffer to become available
948  * for dequeuing
949  *
950  * Will sleep if required for nonblocking == false.
951  */
952 static int __vb2_wait_for_done_vb(struct vb2_queue *q, int nonblocking)
953 {
954         /*
955          * All operations on vb_done_list are performed under done_lock
956          * spinlock protection. However, buffers may be removed from
957          * it and returned to userspace only while holding both driver's
958          * lock and the done_lock spinlock. Thus we can be sure that as
959          * long as we hold the driver's lock, the list will remain not
960          * empty if list_empty() check succeeds.
961          */
962
963         for (;;) {
964                 int ret;
965
966                 if (!q->streaming) {
967                         dprintk(1, "Streaming off, will not wait for buffers\n");
968                         return -EINVAL;
969                 }
970
971                 if (!list_empty(&q->done_list)) {
972                         /*
973                          * Found a buffer that we were waiting for.
974                          */
975                         break;
976                 }
977
978                 if (nonblocking) {
979                         dprintk(1, "Nonblocking and no buffers to dequeue, "
980                                                                 "will not wait\n");
981                         return -EAGAIN;
982                 }
983
984                 /*
985                  * We are streaming and blocking, wait for another buffer to
986                  * become ready or for streamoff. Driver's lock is released to
987                  * allow streamoff or qbuf to be called while waiting.
988                  */
989                 call_qop(q, wait_prepare, q);
990
991                 /*
992                  * All locks have been released, it is safe to sleep now.
993                  */
994                 dprintk(3, "Will sleep waiting for buffers\n");
995                 ret = wait_event_interruptible(q->done_wq,
996                                 !list_empty(&q->done_list) || !q->streaming);
997
998                 /*
999                  * We need to reevaluate both conditions again after reacquiring
1000                  * the locks or return an error if one occurred.
1001                  */
1002                 call_qop(q, wait_finish, q);
1003                 if (ret)
1004                         return ret;
1005         }
1006         return 0;
1007 }
1008
1009 /**
1010  * __vb2_get_done_vb() - get a buffer ready for dequeuing
1011  *
1012  * Will sleep if required for nonblocking == false.
1013  */
1014 static int __vb2_get_done_vb(struct vb2_queue *q, struct vb2_buffer **vb,
1015                                 int nonblocking)
1016 {
1017         unsigned long flags;
1018         int ret;
1019
1020         /*
1021          * Wait for at least one buffer to become available on the done_list.
1022          */
1023         ret = __vb2_wait_for_done_vb(q, nonblocking);
1024         if (ret)
1025                 return ret;
1026
1027         /*
1028          * Driver's lock has been held since we last verified that done_list
1029          * is not empty, so no need for another list_empty(done_list) check.
1030          */
1031         spin_lock_irqsave(&q->done_lock, flags);
1032         *vb = list_first_entry(&q->done_list, struct vb2_buffer, done_entry);
1033         list_del(&(*vb)->done_entry);
1034         spin_unlock_irqrestore(&q->done_lock, flags);
1035
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 /**
1040  * vb2_wait_for_all_buffers() - wait until all buffers are given back to vb2
1041  * @q:          videobuf2 queue
1042  *
1043  * This function will wait until all buffers that have been given to the driver
1044  * by buf_queue() are given back to vb2 with vb2_buffer_done(). It doesn't call
1045  * wait_prepare, wait_finish pair. It is intended to be called with all locks
1046  * taken, for example from stop_streaming() callback.
1047  */
1048 int vb2_wait_for_all_buffers(struct vb2_queue *q)
1049 {
1050         if (!q->streaming) {
1051                 dprintk(1, "Streaming off, will not wait for buffers\n");
1052                 return -EINVAL;
1053         }
1054
1055         wait_event(q->done_wq, !atomic_read(&q->queued_count));
1056         return 0;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_wait_for_all_buffers);
1059
1060 /**
1061  * vb2_dqbuf() - Dequeue a buffer to the userspace
1062  * @q:          videobuf2 queue
1063  * @b:          buffer structure passed from userspace to vidioc_dqbuf handler
1064  *              in driver
1065  * @nonblocking: if true, this call will not sleep waiting for a buffer if no
1066  *               buffers ready for dequeuing are present. Normally the driver
1067  *               would be passing (file->f_flags & O_NONBLOCK) here
1068  *
1069  * Should be called from vidioc_dqbuf ioctl handler of a driver.
1070  * This function:
1071  * 1) verifies the passed buffer,
1072  * 2) calls buf_finish callback in the driver (if provided), in which
1073  *    driver can perform any additional operations that may be required before
1074  *    returning the buffer to userspace, such as cache sync,
1075  * 3) the buffer struct members are filled with relevant information for
1076  *    the userspace.
1077  *
1078  * The return values from this function are intended to be directly returned
1079  * from vidioc_dqbuf handler in driver.
1080  */
1081 int vb2_dqbuf(struct vb2_queue *q, struct v4l2_buffer *b, bool nonblocking)
1082 {
1083         struct vb2_buffer *vb = NULL;
1084         int ret;
1085
1086         if (q->fileio) {
1087                 dprintk(1, "dqbuf: file io in progress\n");
1088                 return -EBUSY;
1089         }
1090
1091         if (b->type != q->type) {
1092                 dprintk(1, "dqbuf: invalid buffer type\n");
1093                 return -EINVAL;
1094         }
1095
1096         ret = __vb2_get_done_vb(q, &vb, nonblocking);
1097         if (ret < 0) {
1098                 dprintk(1, "dqbuf: error getting next done buffer\n");
1099                 return ret;
1100         }
1101
1102         ret = call_qop(q, buf_finish, vb);
1103         if (ret) {
1104                 dprintk(1, "dqbuf: buffer finish failed\n");
1105                 return ret;
1106         }
1107
1108         switch (vb->state) {
1109         case VB2_BUF_STATE_DONE:
1110                 dprintk(3, "dqbuf: Returning done buffer\n");
1111                 break;
1112         case VB2_BUF_STATE_ERROR:
1113                 dprintk(3, "dqbuf: Returning done buffer with errors\n");
1114                 break;
1115         default:
1116                 dprintk(1, "dqbuf: Invalid buffer state\n");
1117                 return -EINVAL;
1118         }
1119
1120         /* Fill buffer information for the userspace */
1121         __fill_v4l2_buffer(vb, b);
1122         /* Remove from videobuf queue */
1123         list_del(&vb->queued_entry);
1124
1125         dprintk(1, "dqbuf of buffer %d, with state %d\n",
1126                         vb->v4l2_buf.index, vb->state);
1127
1128         vb->state = VB2_BUF_STATE_DEQUEUED;
1129         return 0;
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_dqbuf);
1132
1133 /**
1134  * __vb2_queue_cancel() - cancel and stop (pause) streaming
1135  *
1136  * Removes all queued buffers from driver's queue and all buffers queued by
1137  * userspace from videobuf's queue. Returns to state after reqbufs.
1138  */
1139 static void __vb2_queue_cancel(struct vb2_queue *q)
1140 {
1141         unsigned int i;
1142
1143         /*
1144          * Tell driver to stop all transactions and release all queued
1145          * buffers.
1146          */
1147         if (q->streaming)
1148                 call_qop(q, stop_streaming, q);
1149         q->streaming = 0;
1150
1151         /*
1152          * Remove all buffers from videobuf's list...
1153          */
1154         INIT_LIST_HEAD(&q->queued_list);
1155         /*
1156          * ...and done list; userspace will not receive any buffers it
1157          * has not already dequeued before initiating cancel.
1158          */
1159         INIT_LIST_HEAD(&q->done_list);
1160         atomic_set(&q->queued_count, 0);
1161         wake_up_all(&q->done_wq);
1162
1163         /*
1164          * Reinitialize all buffers for next use.
1165          */
1166         for (i = 0; i < q->num_buffers; ++i)
1167                 q->bufs[i]->state = VB2_BUF_STATE_DEQUEUED;
1168 }
1169
1170 /**
1171  * vb2_streamon - start streaming
1172  * @q:          videobuf2 queue
1173  * @type:       type argument passed from userspace to vidioc_streamon handler
1174  *
1175  * Should be called from vidioc_streamon handler of a driver.
1176  * This function:
1177  * 1) verifies current state
1178  * 2) passes any previously queued buffers to the driver and starts streaming
1179  *
1180  * The return values from this function are intended to be directly returned
1181  * from vidioc_streamon handler in the driver.
1182  */
1183 int vb2_streamon(struct vb2_queue *q, enum v4l2_buf_type type)
1184 {
1185         struct vb2_buffer *vb;
1186         int ret;
1187
1188         if (q->fileio) {
1189                 dprintk(1, "streamon: file io in progress\n");
1190                 return -EBUSY;
1191         }
1192
1193         if (type != q->type) {
1194                 dprintk(1, "streamon: invalid stream type\n");
1195                 return -EINVAL;
1196         }
1197
1198         if (q->streaming) {
1199                 dprintk(1, "streamon: already streaming\n");
1200                 return -EBUSY;
1201         }
1202
1203         /*
1204          * If any buffers were queued before streamon,
1205          * we can now pass them to driver for processing.
1206          */
1207         list_for_each_entry(vb, &q->queued_list, queued_entry)
1208                 __enqueue_in_driver(vb);
1209
1210         /*
1211          * Let driver notice that streaming state has been enabled.
1212          */
1213         ret = call_qop(q, start_streaming, q, atomic_read(&q->queued_count));
1214         if (ret) {
1215                 dprintk(1, "streamon: driver refused to start streaming\n");
1216                 __vb2_queue_cancel(q);
1217                 return ret;
1218         }
1219
1220         q->streaming = 1;
1221
1222         dprintk(3, "Streamon successful\n");
1223         return 0;
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_streamon);
1226
1227
1228 /**
1229  * vb2_streamoff - stop streaming
1230  * @q:          videobuf2 queue
1231  * @type:       type argument passed from userspace to vidioc_streamoff handler
1232  *
1233  * Should be called from vidioc_streamoff handler of a driver.
1234  * This function:
1235  * 1) verifies current state,
1236  * 2) stop streaming and dequeues any queued buffers, including those previously
1237  *    passed to the driver (after waiting for the driver to finish).
1238  *
1239  * This call can be used for pausing playback.
1240  * The return values from this function are intended to be directly returned
1241  * from vidioc_streamoff handler in the driver
1242  */
1243 int vb2_streamoff(struct vb2_queue *q, enum v4l2_buf_type type)
1244 {
1245         if (q->fileio) {
1246                 dprintk(1, "streamoff: file io in progress\n");
1247                 return -EBUSY;
1248         }
1249
1250         if (type != q->type) {
1251                 dprintk(1, "streamoff: invalid stream type\n");
1252                 return -EINVAL;
1253         }
1254
1255         if (!q->streaming) {
1256                 dprintk(1, "streamoff: not streaming\n");
1257                 return -EINVAL;
1258         }
1259
1260         /*
1261          * Cancel will pause streaming and remove all buffers from the driver
1262          * and videobuf, effectively returning control over them to userspace.
1263          */
1264         __vb2_queue_cancel(q);
1265
1266         dprintk(3, "Streamoff successful\n");
1267         return 0;
1268 }
1269 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_streamoff);
1270
1271 /**
1272  * __find_plane_by_offset() - find plane associated with the given offset off
1273  */
1274 static int __find_plane_by_offset(struct vb2_queue *q, unsigned long off,
1275                         unsigned int *_buffer, unsigned int *_plane)
1276 {
1277         struct vb2_buffer *vb;
1278         unsigned int buffer, plane;
1279
1280         /*
1281          * Go over all buffers and their planes, comparing the given offset
1282          * with an offset assigned to each plane. If a match is found,
1283          * return its buffer and plane numbers.
1284          */
1285         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
1286                 vb = q->bufs[buffer];
1287
1288                 for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
1289                         if (vb->v4l2_planes[plane].m.mem_offset == off) {
1290                                 *_buffer = buffer;
1291                                 *_plane = plane;
1292                                 return 0;
1293                         }
1294                 }
1295         }
1296
1297         return -EINVAL;
1298 }
1299
1300 /**
1301  * vb2_mmap() - map video buffers into application address space
1302  * @q:          videobuf2 queue
1303  * @vma:        vma passed to the mmap file operation handler in the driver
1304  *
1305  * Should be called from mmap file operation handler of a driver.
1306  * This function maps one plane of one of the available video buffers to
1307  * userspace. To map whole video memory allocated on reqbufs, this function
1308  * has to be called once per each plane per each buffer previously allocated.
1309  *
1310  * When the userspace application calls mmap, it passes to it an offset returned
1311  * to it earlier by the means of vidioc_querybuf handler. That offset acts as
1312  * a "cookie", which is then used to identify the plane to be mapped.
1313  * This function finds a plane with a matching offset and a mapping is performed
1314  * by the means of a provided memory operation.
1315  *
1316  * The return values from this function are intended to be directly returned
1317  * from the mmap handler in driver.
1318  */
1319 int vb2_mmap(struct vb2_queue *q, struct vm_area_struct *vma)
1320 {
1321         unsigned long off = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
1322         struct vb2_plane *vb_plane;
1323         struct vb2_buffer *vb;
1324         unsigned int buffer, plane;
1325         int ret;
1326
1327         if (q->memory != V4L2_MEMORY_MMAP) {
1328                 dprintk(1, "Queue is not currently set up for mmap\n");
1329                 return -EINVAL;
1330         }
1331
1332         /*
1333          * Check memory area access mode.
1334          */
1335         if (!(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
1336                 dprintk(1, "Invalid vma flags, VM_SHARED needed\n");
1337                 return -EINVAL;
1338         }
1339         if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type)) {
1340                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
1341                         dprintk(1, "Invalid vma flags, VM_WRITE needed\n");
1342                         return -EINVAL;
1343                 }
1344         } else {
1345                 if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
1346                         dprintk(1, "Invalid vma flags, VM_READ needed\n");
1347                         return -EINVAL;
1348                 }
1349         }
1350
1351         /*
1352          * Find the plane corresponding to the offset passed by userspace.
1353          */
1354         ret = __find_plane_by_offset(q, off, &buffer, &plane);
1355         if (ret)
1356                 return ret;
1357
1358         vb = q->bufs[buffer];
1359         vb_plane = &vb->planes[plane];
1360
1361         ret = q->mem_ops->mmap(vb_plane->mem_priv, vma);
1362         if (ret)
1363                 return ret;
1364
1365         dprintk(3, "Buffer %d, plane %d successfully mapped\n", buffer, plane);
1366         return 0;
1367 }
1368 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_mmap);
1369
1370 static int __vb2_init_fileio(struct vb2_queue *q, int read);
1371 static int __vb2_cleanup_fileio(struct vb2_queue *q);
1372
1373 /**
1374  * vb2_poll() - implements poll userspace operation
1375  * @q:          videobuf2 queue
1376  * @file:       file argument passed to the poll file operation handler
1377  * @wait:       wait argument passed to the poll file operation handler
1378  *
1379  * This function implements poll file operation handler for a driver.
1380  * For CAPTURE queues, if a buffer is ready to be dequeued, the userspace will
1381  * be informed that the file descriptor of a video device is available for
1382  * reading.
1383  * For OUTPUT queues, if a buffer is ready to be dequeued, the file descriptor
1384  * will be reported as available for writing.
1385  *
1386  * The return values from this function are intended to be directly returned
1387  * from poll handler in driver.
1388  */
1389 unsigned int vb2_poll(struct vb2_queue *q, struct file *file, poll_table *wait)
1390 {
1391         unsigned long flags;
1392         unsigned int ret;
1393         struct vb2_buffer *vb = NULL;
1394
1395         /*
1396          * Start file I/O emulator only if streaming API has not been used yet.
1397          */
1398         if (q->num_buffers == 0 && q->fileio == NULL) {
1399                 if (!V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type) && (q->io_modes & VB2_READ)) {
1400                         ret = __vb2_init_fileio(q, 1);
1401                         if (ret)
1402                                 return POLLERR;
1403                 }
1404                 if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type) && (q->io_modes & VB2_WRITE)) {
1405                         ret = __vb2_init_fileio(q, 0);
1406                         if (ret)
1407                                 return POLLERR;
1408                         /*
1409                          * Write to OUTPUT queue can be done immediately.
1410                          */
1411                         return POLLOUT | POLLWRNORM;
1412                 }
1413         }
1414
1415         /*
1416          * There is nothing to wait for if no buffers have already been queued.
1417          */
1418         if (list_empty(&q->queued_list))
1419                 return POLLERR;
1420
1421         poll_wait(file, &q->done_wq, wait);
1422
1423         /*
1424          * Take first buffer available for dequeuing.
1425          */
1426         spin_lock_irqsave(&q->done_lock, flags);
1427         if (!list_empty(&q->done_list))
1428                 vb = list_first_entry(&q->done_list, struct vb2_buffer,
1429                                         done_entry);
1430         spin_unlock_irqrestore(&q->done_lock, flags);
1431
1432         if (vb && (vb->state == VB2_BUF_STATE_DONE
1433                         || vb->state == VB2_BUF_STATE_ERROR)) {
1434                 return (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type)) ? POLLOUT | POLLWRNORM :
1435                         POLLIN | POLLRDNORM;
1436         }
1437         return 0;
1438 }
1439 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_poll);
1440
1441 /**
1442  * vb2_queue_init() - initialize a videobuf2 queue
1443  * @q:          videobuf2 queue; this structure should be allocated in driver
1444  *
1445  * The vb2_queue structure should be allocated by the driver. The driver is
1446  * responsible of clearing it's content and setting initial values for some
1447  * required entries before calling this function.
1448  * q->ops, q->mem_ops, q->type and q->io_modes are mandatory. Please refer
1449  * to the struct vb2_queue description in include/media/videobuf2-core.h
1450  * for more information.
1451  */
1452 int vb2_queue_init(struct vb2_queue *q)
1453 {
1454         BUG_ON(!q);
1455         BUG_ON(!q->ops);
1456         BUG_ON(!q->mem_ops);
1457         BUG_ON(!q->type);
1458         BUG_ON(!q->io_modes);
1459
1460         BUG_ON(!q->ops->queue_setup);
1461         BUG_ON(!q->ops->buf_queue);
1462
1463         INIT_LIST_HEAD(&q->queued_list);
1464         INIT_LIST_HEAD(&q->done_list);
1465         spin_lock_init(&q->done_lock);
1466         init_waitqueue_head(&q->done_wq);
1467
1468         if (q->buf_struct_size == 0)
1469                 q->buf_struct_size = sizeof(struct vb2_buffer);
1470
1471         return 0;
1472 }
1473 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_queue_init);
1474
1475 /**
1476  * vb2_queue_release() - stop streaming, release the queue and free memory
1477  * @q:          videobuf2 queue
1478  *
1479  * This function stops streaming and performs necessary clean ups, including
1480  * freeing video buffer memory. The driver is responsible for freeing
1481  * the vb2_queue structure itself.
1482  */
1483 void vb2_queue_release(struct vb2_queue *q)
1484 {
1485         __vb2_cleanup_fileio(q);
1486         __vb2_queue_cancel(q);
1487         __vb2_queue_free(q);
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_queue_release);
1490
1491 /**
1492  * struct vb2_fileio_buf - buffer context used by file io emulator
1493  *
1494  * vb2 provides a compatibility layer and emulator of file io (read and
1495  * write) calls on top of streaming API. This structure is used for
1496  * tracking context related to the buffers.
1497  */
1498 struct vb2_fileio_buf {
1499         void *vaddr;
1500         unsigned int size;
1501         unsigned int pos;
1502         unsigned int queued:1;
1503 };
1504
1505 /**
1506  * struct vb2_fileio_data - queue context used by file io emulator
1507  *
1508  * vb2 provides a compatibility layer and emulator of file io (read and
1509  * write) calls on top of streaming API. For proper operation it required
1510  * this structure to save the driver state between each call of the read
1511  * or write function.
1512  */
1513 struct vb2_fileio_data {
1514         struct v4l2_requestbuffers req;
1515         struct v4l2_buffer b;
1516         struct vb2_fileio_buf bufs[VIDEO_MAX_FRAME];
1517         unsigned int index;
1518         unsigned int q_count;
1519         unsigned int dq_count;
1520         unsigned int flags;
1521 };
1522
1523 /**
1524  * __vb2_init_fileio() - initialize file io emulator
1525  * @q:          videobuf2 queue
1526  * @read:       mode selector (1 means read, 0 means write)
1527  */
1528 static int __vb2_init_fileio(struct vb2_queue *q, int read)
1529 {
1530         struct vb2_fileio_data *fileio;
1531         int i, ret;
1532         unsigned int count = 0;
1533
1534         /*
1535          * Sanity check
1536          */
1537         if ((read && !(q->io_modes & VB2_READ)) ||
1538            (!read && !(q->io_modes & VB2_WRITE)))
1539                 BUG();
1540
1541         /*
1542          * Check if device supports mapping buffers to kernel virtual space.
1543          */
1544         if (!q->mem_ops->vaddr)
1545                 return -EBUSY;
1546
1547         /*
1548          * Check if streaming api has not been already activated.
1549          */
1550         if (q->streaming || q->num_buffers > 0)
1551                 return -EBUSY;
1552
1553         /*
1554          * Start with count 1, driver can increase it in queue_setup()
1555          */
1556         count = 1;
1557
1558         dprintk(3, "setting up file io: mode %s, count %d, flags %08x\n",
1559                 (read) ? "read" : "write", count, q->io_flags);
1560
1561         fileio = kzalloc(sizeof(struct vb2_fileio_data), GFP_KERNEL);
1562         if (fileio == NULL)
1563                 return -ENOMEM;
1564
1565         fileio->flags = q->io_flags;
1566
1567         /*
1568          * Request buffers and use MMAP type to force driver
1569          * to allocate buffers by itself.
1570          */
1571         fileio->req.count = count;
1572         fileio->req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
1573         fileio->req.type = q->type;
1574         ret = vb2_reqbufs(q, &fileio->req);
1575         if (ret)
1576                 goto err_kfree;
1577
1578         /*
1579          * Check if plane_count is correct
1580          * (multiplane buffers are not supported).
1581          */
1582         if (q->bufs[0]->num_planes != 1) {
1583                 fileio->req.count = 0;
1584                 ret = -EBUSY;
1585                 goto err_reqbufs;
1586         }
1587
1588         /*
1589          * Get kernel address of each buffer.
1590          */
1591         for (i = 0; i < q->num_buffers; i++) {
1592                 fileio->bufs[i].vaddr = vb2_plane_vaddr(q->bufs[i], 0);
1593                 if (fileio->bufs[i].vaddr == NULL)
1594                         goto err_reqbufs;
1595                 fileio->bufs[i].size = vb2_plane_size(q->bufs[i], 0);
1596         }
1597
1598         /*
1599          * Read mode requires pre queuing of all buffers.
1600          */
1601         if (read) {
1602                 /*
1603                  * Queue all buffers.
1604                  */
1605                 for (i = 0; i < q->num_buffers; i++) {
1606                         struct v4l2_buffer *b = &fileio->b;
1607                         memset(b, 0, sizeof(*b));
1608                         b->type = q->type;
1609                         b->memory = q->memory;
1610                         b->index = i;
1611                         ret = vb2_qbuf(q, b);
1612                         if (ret)
1613                                 goto err_reqbufs;
1614                         fileio->bufs[i].queued = 1;
1615                 }
1616
1617                 /*
1618                  * Start streaming.
1619                  */
1620                 ret = vb2_streamon(q, q->type);
1621                 if (ret)
1622                         goto err_reqbufs;
1623         }
1624
1625         q->fileio = fileio;
1626
1627         return ret;
1628
1629 err_reqbufs:
1630         vb2_reqbufs(q, &fileio->req);
1631
1632 err_kfree:
1633         kfree(fileio);
1634         return ret;
1635 }
1636
1637 /**
1638  * __vb2_cleanup_fileio() - free resourced used by file io emulator
1639  * @q:          videobuf2 queue
1640  */
1641 static int __vb2_cleanup_fileio(struct vb2_queue *q)
1642 {
1643         struct vb2_fileio_data *fileio = q->fileio;
1644
1645         if (fileio) {
1646                 /*
1647                  * Hack fileio context to enable direct calls to vb2 ioctl
1648                  * interface.
1649                  */
1650                 q->fileio = NULL;
1651
1652                 vb2_streamoff(q, q->type);
1653                 fileio->req.count = 0;
1654                 vb2_reqbufs(q, &fileio->req);
1655                 kfree(fileio);
1656                 dprintk(3, "file io emulator closed\n");
1657         }
1658         return 0;
1659 }
1660
1661 /**
1662  * __vb2_perform_fileio() - perform a single file io (read or write) operation
1663  * @q:          videobuf2 queue
1664  * @data:       pointed to target userspace buffer
1665  * @count:      number of bytes to read or write
1666  * @ppos:       file handle position tracking pointer
1667  * @nonblock:   mode selector (1 means blocking calls, 0 means nonblocking)
1668  * @read:       access mode selector (1 means read, 0 means write)
1669  */
1670 static size_t __vb2_perform_fileio(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
1671                 loff_t *ppos, int nonblock, int read)
1672 {
1673         struct vb2_fileio_data *fileio;
1674         struct vb2_fileio_buf *buf;
1675         int ret, index;
1676
1677         dprintk(3, "file io: mode %s, offset %ld, count %zd, %sblocking\n",
1678                 read ? "read" : "write", (long)*ppos, count,
1679                 nonblock ? "non" : "");
1680
1681         if (!data)
1682                 return -EINVAL;
1683
1684         /*
1685          * Initialize emulator on first call.
1686          */
1687         if (!q->fileio) {
1688                 ret = __vb2_init_fileio(q, read);
1689                 dprintk(3, "file io: vb2_init_fileio result: %d\n", ret);
1690                 if (ret)
1691                         return ret;
1692         }
1693         fileio = q->fileio;
1694
1695         /*
1696          * Hack fileio context to enable direct calls to vb2 ioctl interface.
1697          * The pointer will be restored before returning from this function.
1698          */
1699         q->fileio = NULL;
1700
1701         index = fileio->index;
1702         buf = &fileio->bufs[index];
1703
1704         /*
1705          * Check if we need to dequeue the buffer.
1706          */
1707         if (buf->queued) {
1708                 struct vb2_buffer *vb;
1709
1710                 /*
1711                  * Call vb2_dqbuf to get buffer back.
1712                  */
1713                 memset(&fileio->b, 0, sizeof(fileio->b));
1714                 fileio->b.type = q->type;
1715                 fileio->b.memory = q->memory;
1716                 fileio->b.index = index;
1717                 ret = vb2_dqbuf(q, &fileio->b, nonblock);
1718                 dprintk(5, "file io: vb2_dqbuf result: %d\n", ret);
1719                 if (ret)
1720                         goto end;
1721                 fileio->dq_count += 1;
1722
1723                 /*
1724                  * Get number of bytes filled by the driver
1725                  */
1726                 vb = q->bufs[index];
1727                 buf->size = vb2_get_plane_payload(vb, 0);
1728                 buf->queued = 0;
1729         }
1730
1731         /*
1732          * Limit count on last few bytes of the buffer.
1733          */
1734         if (buf->pos + count > buf->size) {
1735                 count = buf->size - buf->pos;
1736                 dprintk(5, "reducing read count: %zd\n", count);
1737         }
1738
1739         /*
1740          * Transfer data to userspace.
1741          */
1742         dprintk(3, "file io: copying %zd bytes - buffer %d, offset %u\n",
1743                 count, index, buf->pos);
1744         if (read)
1745                 ret = copy_to_user(data, buf->vaddr + buf->pos, count);
1746         else
1747                 ret = copy_from_user(buf->vaddr + buf->pos, data, count);
1748         if (ret) {
1749                 dprintk(3, "file io: error copying data\n");
1750                 ret = -EFAULT;
1751                 goto end;
1752         }
1753
1754         /*
1755          * Update counters.
1756          */
1757         buf->pos += count;
1758         *ppos += count;
1759
1760         /*
1761          * Queue next buffer if required.
1762          */
1763         if (buf->pos == buf->size ||
1764            (!read && (fileio->flags & VB2_FILEIO_WRITE_IMMEDIATELY))) {
1765                 /*
1766                  * Check if this is the last buffer to read.
1767                  */
1768                 if (read && (fileio->flags & VB2_FILEIO_READ_ONCE) &&
1769                     fileio->dq_count == 1) {
1770                         dprintk(3, "file io: read limit reached\n");
1771                         /*
1772                          * Restore fileio pointer and release the context.
1773                          */
1774                         q->fileio = fileio;
1775                         return __vb2_cleanup_fileio(q);
1776                 }
1777
1778                 /*
1779                  * Call vb2_qbuf and give buffer to the driver.
1780                  */
1781                 memset(&fileio->b, 0, sizeof(fileio->b));
1782                 fileio->b.type = q->type;
1783                 fileio->b.memory = q->memory;
1784                 fileio->b.index = index;
1785                 fileio->b.bytesused = buf->pos;
1786                 ret = vb2_qbuf(q, &fileio->b);
1787                 dprintk(5, "file io: vb2_dbuf result: %d\n", ret);
1788                 if (ret)
1789                         goto end;
1790
1791                 /*
1792                  * Buffer has been queued, update the status
1793                  */
1794                 buf->pos = 0;
1795                 buf->queued = 1;
1796                 buf->size = q->bufs[0]->v4l2_planes[0].length;
1797                 fileio->q_count += 1;
1798
1799                 /*
1800                  * Switch to the next buffer
1801                  */
1802                 fileio->index = (index + 1) % q->num_buffers;
1803
1804                 /*
1805                  * Start streaming if required.
1806                  */
1807                 if (!read && !q->streaming) {
1808                         ret = vb2_streamon(q, q->type);
1809                         if (ret)
1810                                 goto end;
1811                 }
1812         }
1813
1814         /*
1815          * Return proper number of bytes processed.
1816          */
1817         if (ret == 0)
1818                 ret = count;
1819 end:
1820         /*
1821          * Restore the fileio context and block vb2 ioctl interface.
1822          */
1823         q->fileio = fileio;
1824         return ret;
1825 }
1826
1827 size_t vb2_read(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
1828                 loff_t *ppos, int nonblocking)
1829 {
1830         return __vb2_perform_fileio(q, data, count, ppos, nonblocking, 1);
1831 }
1832 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_read);
1833
1834 size_t vb2_write(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
1835                 loff_t *ppos, int nonblocking)
1836 {
1837         return __vb2_perform_fileio(q, data, count, ppos, nonblocking, 0);
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_write);
1840
1841 MODULE_DESCRIPTION("Driver helper framework for Video for Linux 2");
1842 MODULE_AUTHOR("Pawel Osciak <pawel@osciak.com>, Marek Szyprowski");
1843 MODULE_LICENSE("GPL");