GNU Linux-libre 4.14.266-gnu1
[releases.git] / include / media / videobuf2-core.h
1 /*
2  * videobuf2-core.h - Video Buffer 2 Core Framework
3  *
4  * Copyright (C) 2010 Samsung Electronics
5  *
6  * Author: Pawel Osciak <pawel@osciak.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.
11  */
12 #ifndef _MEDIA_VIDEOBUF2_CORE_H
13 #define _MEDIA_VIDEOBUF2_CORE_H
14
15 #include <linux/mm_types.h>
16 #include <linux/mutex.h>
17 #include <linux/poll.h>
18 #include <linux/dma-buf.h>
19
20 #define VB2_MAX_FRAME   (32)
21 #define VB2_MAX_PLANES  (8)
22
23 /**
24  * enum vb2_memory - type of memory model used to make the buffers visible
25  *      on userspace.
26  *
27  * @VB2_MEMORY_UNKNOWN: Buffer status is unknown or it is not used yet on
28  *                      userspace.
29  * @VB2_MEMORY_MMAP:    The buffers are allocated by the Kernel and it is
30  *                      memory mapped via mmap() ioctl. This model is
31  *                      also used when the user is using the buffers via
32  *                      read() or write() system calls.
33  * @VB2_MEMORY_USERPTR: The buffers was allocated in userspace and it is
34  *                      memory mapped via mmap() ioctl.
35  * @VB2_MEMORY_DMABUF:  The buffers are passed to userspace via DMA buffer.
36  */
37 enum vb2_memory {
38         VB2_MEMORY_UNKNOWN      = 0,
39         VB2_MEMORY_MMAP         = 1,
40         VB2_MEMORY_USERPTR      = 2,
41         VB2_MEMORY_DMABUF       = 4,
42 };
43
44 struct vb2_fileio_data;
45 struct vb2_threadio_data;
46
47 /**
48  * struct vb2_mem_ops - memory handling/memory allocator operations
49  * @alloc:      allocate video memory and, optionally, allocator private data,
50  *              return ERR_PTR() on failure or a pointer to allocator private,
51  *              per-buffer data on success; the returned private structure
52  *              will then be passed as @buf_priv argument to other ops in this
53  *              structure. Additional gfp_flags to use when allocating the
54  *              are also passed to this operation. These flags are from the
55  *              gfp_flags field of vb2_queue.
56  * @put:        inform the allocator that the buffer will no longer be used;
57  *              usually will result in the allocator freeing the buffer (if
58  *              no other users of this buffer are present); the @buf_priv
59  *              argument is the allocator private per-buffer structure
60  *              previously returned from the alloc callback.
61  * @get_dmabuf: acquire userspace memory for a hardware operation; used for
62  *               DMABUF memory types.
63  * @get_userptr: acquire userspace memory for a hardware operation; used for
64  *               USERPTR memory types; vaddr is the address passed to the
65  *               videobuf layer when queuing a video buffer of USERPTR type;
66  *               should return an allocator private per-buffer structure
67  *               associated with the buffer on success, ERR_PTR() on failure;
68  *               the returned private structure will then be passed as @buf_priv
69  *               argument to other ops in this structure.
70  * @put_userptr: inform the allocator that a USERPTR buffer will no longer
71  *               be used.
72  * @attach_dmabuf: attach a shared struct dma_buf for a hardware operation;
73  *                 used for DMABUF memory types; dev is the alloc device
74  *                 dbuf is the shared dma_buf; returns ERR_PTR() on failure;
75  *                 allocator private per-buffer structure on success;
76  *                 this needs to be used for further accesses to the buffer.
77  * @detach_dmabuf: inform the exporter of the buffer that the current DMABUF
78  *                 buffer is no longer used; the @buf_priv argument is the
79  *                 allocator private per-buffer structure previously returned
80  *                 from the attach_dmabuf callback.
81  * @map_dmabuf: request for access to the dmabuf from allocator; the allocator
82  *              of dmabuf is informed that this driver is going to use the
83  *              dmabuf.
84  * @unmap_dmabuf: releases access control to the dmabuf - allocator is notified
85  *                that this driver is done using the dmabuf for now.
86  * @prepare:    called every time the buffer is passed from userspace to the
87  *              driver, useful for cache synchronisation, optional.
88  * @finish:     called every time the buffer is passed back from the driver
89  *              to the userspace, also optional.
90  * @vaddr:      return a kernel virtual address to a given memory buffer
91  *              associated with the passed private structure or NULL if no
92  *              such mapping exists.
93  * @cookie:     return allocator specific cookie for a given memory buffer
94  *              associated with the passed private structure or NULL if not
95  *              available.
96  * @num_users:  return the current number of users of a memory buffer;
97  *              return 1 if the videobuf layer (or actually the driver using
98  *              it) is the only user.
99  * @mmap:       setup a userspace mapping for a given memory buffer under
100  *              the provided virtual memory region.
101  *
102  * Those operations are used by the videobuf2 core to implement the memory
103  * handling/memory allocators for each type of supported streaming I/O method.
104  *
105  * .. note::
106  *    #) Required ops for USERPTR types: get_userptr, put_userptr.
107  *
108  *    #) Required ops for MMAP types: alloc, put, num_users, mmap.
109  *
110  *    #) Required ops for read/write access types: alloc, put, num_users, vaddr.
111  *
112  *    #) Required ops for DMABUF types: attach_dmabuf, detach_dmabuf,
113  *       map_dmabuf, unmap_dmabuf.
114  */
115 struct vb2_mem_ops {
116         void            *(*alloc)(struct device *dev, unsigned long attrs,
117                                   unsigned long size,
118                                   enum dma_data_direction dma_dir,
119                                   gfp_t gfp_flags);
120         void            (*put)(void *buf_priv);
121         struct dma_buf *(*get_dmabuf)(void *buf_priv, unsigned long flags);
122
123         void            *(*get_userptr)(struct device *dev, unsigned long vaddr,
124                                         unsigned long size,
125                                         enum dma_data_direction dma_dir);
126         void            (*put_userptr)(void *buf_priv);
127
128         void            (*prepare)(void *buf_priv);
129         void            (*finish)(void *buf_priv);
130
131         void            *(*attach_dmabuf)(struct device *dev,
132                                           struct dma_buf *dbuf,
133                                           unsigned long size,
134                                           enum dma_data_direction dma_dir);
135         void            (*detach_dmabuf)(void *buf_priv);
136         int             (*map_dmabuf)(void *buf_priv);
137         void            (*unmap_dmabuf)(void *buf_priv);
138
139         void            *(*vaddr)(void *buf_priv);
140         void            *(*cookie)(void *buf_priv);
141
142         unsigned int    (*num_users)(void *buf_priv);
143
144         int             (*mmap)(void *buf_priv, struct vm_area_struct *vma);
145 };
146
147 /**
148  * struct vb2_plane - plane information
149  * @mem_priv:   private data with this plane
150  * @dbuf:       dma_buf - shared buffer object
151  * @dbuf_mapped:        flag to show whether dbuf is mapped or not
152  * @bytesused:  number of bytes occupied by data in the plane (payload)
153  * @length:     size of this plane (NOT the payload) in bytes
154  * @min_length: minimum required size of this plane (NOT the payload) in bytes.
155  *              @length is always greater or equal to @min_length.
156  * @offset:     when memory in the associated struct vb2_buffer is
157  *              VB2_MEMORY_MMAP, equals the offset from the start of
158  *              the device memory for this plane (or is a "cookie" that
159  *              should be passed to mmap() called on the video node)
160  * @userptr:    when memory is VB2_MEMORY_USERPTR, a userspace pointer
161  *              pointing to this plane
162  * @fd:         when memory is VB2_MEMORY_DMABUF, a userspace file
163  *              descriptor associated with this plane
164  * @m:          Union with memtype-specific data (@offset, @userptr or
165  *              @fd).
166  * @data_offset:        offset in the plane to the start of data; usually 0,
167  *              unless there is a header in front of the data
168  * Should contain enough information to be able to cover all the fields
169  * of struct v4l2_plane at videodev2.h
170  */
171 struct vb2_plane {
172         void                    *mem_priv;
173         struct dma_buf          *dbuf;
174         unsigned int            dbuf_mapped;
175         unsigned int            bytesused;
176         unsigned int            length;
177         unsigned int            min_length;
178         union {
179                 unsigned int    offset;
180                 unsigned long   userptr;
181                 int             fd;
182         } m;
183         unsigned int            data_offset;
184 };
185
186 /**
187  * enum vb2_io_modes - queue access methods
188  * @VB2_MMAP:           driver supports MMAP with streaming API
189  * @VB2_USERPTR:        driver supports USERPTR with streaming API
190  * @VB2_READ:           driver supports read() style access
191  * @VB2_WRITE:          driver supports write() style access
192  * @VB2_DMABUF:         driver supports DMABUF with streaming API
193  */
194 enum vb2_io_modes {
195         VB2_MMAP        = (1 << 0),
196         VB2_USERPTR     = (1 << 1),
197         VB2_READ        = (1 << 2),
198         VB2_WRITE       = (1 << 3),
199         VB2_DMABUF      = (1 << 4),
200 };
201
202 /**
203  * enum vb2_buffer_state - current video buffer state
204  * @VB2_BUF_STATE_DEQUEUED:     buffer under userspace control
205  * @VB2_BUF_STATE_PREPARING:    buffer is being prepared in videobuf
206  * @VB2_BUF_STATE_PREPARED:     buffer prepared in videobuf and by the driver
207  * @VB2_BUF_STATE_QUEUED:       buffer queued in videobuf, but not in driver
208  * @VB2_BUF_STATE_REQUEUEING:   re-queue a buffer to the driver
209  * @VB2_BUF_STATE_ACTIVE:       buffer queued in driver and possibly used
210  *                              in a hardware operation
211  * @VB2_BUF_STATE_DONE:         buffer returned from driver to videobuf, but
212  *                              not yet dequeued to userspace
213  * @VB2_BUF_STATE_ERROR:        same as above, but the operation on the buffer
214  *                              has ended with an error, which will be reported
215  *                              to the userspace when it is dequeued
216  */
217 enum vb2_buffer_state {
218         VB2_BUF_STATE_DEQUEUED,
219         VB2_BUF_STATE_PREPARING,
220         VB2_BUF_STATE_PREPARED,
221         VB2_BUF_STATE_QUEUED,
222         VB2_BUF_STATE_REQUEUEING,
223         VB2_BUF_STATE_ACTIVE,
224         VB2_BUF_STATE_DONE,
225         VB2_BUF_STATE_ERROR,
226 };
227
228 struct vb2_queue;
229
230 /**
231  * struct vb2_buffer - represents a video buffer
232  * @vb2_queue:          the queue to which this driver belongs
233  * @index:              id number of the buffer
234  * @type:               buffer type
235  * @memory:             the method, in which the actual data is passed
236  * @num_planes:         number of planes in the buffer
237  *                      on an internal driver queue
238  * @planes:             private per-plane information; do not change
239  * @timestamp:          frame timestamp in ns
240  */
241 struct vb2_buffer {
242         struct vb2_queue        *vb2_queue;
243         unsigned int            index;
244         unsigned int            type;
245         unsigned int            memory;
246         unsigned int            num_planes;
247         struct vb2_plane        planes[VB2_MAX_PLANES];
248         u64                     timestamp;
249
250         /* private: internal use only
251          *
252          * state:               current buffer state; do not change
253          * queued_entry:        entry on the queued buffers list, which holds
254          *                      all buffers queued from userspace
255          * done_entry:          entry on the list that stores all buffers ready
256          *                      to be dequeued to userspace
257          */
258         enum vb2_buffer_state   state;
259
260         struct list_head        queued_entry;
261         struct list_head        done_entry;
262 #ifdef CONFIG_VIDEO_ADV_DEBUG
263         /*
264          * Counters for how often these buffer-related ops are
265          * called. Used to check for unbalanced ops.
266          */
267         u32             cnt_mem_alloc;
268         u32             cnt_mem_put;
269         u32             cnt_mem_get_dmabuf;
270         u32             cnt_mem_get_userptr;
271         u32             cnt_mem_put_userptr;
272         u32             cnt_mem_prepare;
273         u32             cnt_mem_finish;
274         u32             cnt_mem_attach_dmabuf;
275         u32             cnt_mem_detach_dmabuf;
276         u32             cnt_mem_map_dmabuf;
277         u32             cnt_mem_unmap_dmabuf;
278         u32             cnt_mem_vaddr;
279         u32             cnt_mem_cookie;
280         u32             cnt_mem_num_users;
281         u32             cnt_mem_mmap;
282
283         u32             cnt_buf_init;
284         u32             cnt_buf_prepare;
285         u32             cnt_buf_finish;
286         u32             cnt_buf_cleanup;
287         u32             cnt_buf_queue;
288
289         /* This counts the number of calls to vb2_buffer_done() */
290         u32             cnt_buf_done;
291 #endif
292 };
293
294 /**
295  * struct vb2_ops - driver-specific callbacks
296  *
297  * @queue_setup:        called from VIDIOC_REQBUFS() and VIDIOC_CREATE_BUFS()
298  *                      handlers before memory allocation. It can be called
299  *                      twice: if the original number of requested buffers
300  *                      could not be allocated, then it will be called a
301  *                      second time with the actually allocated number of
302  *                      buffers to verify if that is OK.
303  *                      The driver should return the required number of buffers
304  *                      in \*num_buffers, the required number of planes per
305  *                      buffer in \*num_planes, the size of each plane should be
306  *                      set in the sizes\[\] array and optional per-plane
307  *                      allocator specific device in the alloc_devs\[\] array.
308  *                      When called from VIDIOC_REQBUFS(), \*num_planes == 0,
309  *                      the driver has to use the currently configured format to
310  *                      determine the plane sizes and \*num_buffers is the total
311  *                      number of buffers that are being allocated. When called
312  *                      from VIDIOC_CREATE_BUFS(), \*num_planes != 0 and it
313  *                      describes the requested number of planes and sizes\[\]
314  *                      contains the requested plane sizes. In this case
315  *                      \*num_buffers are being allocated additionally to
316  *                      q->num_buffers. If either \*num_planes or the requested
317  *                      sizes are invalid callback must return %-EINVAL.
318  * @wait_prepare:       release any locks taken while calling vb2 functions;
319  *                      it is called before an ioctl needs to wait for a new
320  *                      buffer to arrive; required to avoid a deadlock in
321  *                      blocking access type.
322  * @wait_finish:        reacquire all locks released in the previous callback;
323  *                      required to continue operation after sleeping while
324  *                      waiting for a new buffer to arrive.
325  * @buf_init:           called once after allocating a buffer (in MMAP case)
326  *                      or after acquiring a new USERPTR buffer; drivers may
327  *                      perform additional buffer-related initialization;
328  *                      initialization failure (return != 0) will prevent
329  *                      queue setup from completing successfully; optional.
330  * @buf_prepare:        called every time the buffer is queued from userspace
331  *                      and from the VIDIOC_PREPARE_BUF() ioctl; drivers may
332  *                      perform any initialization required before each
333  *                      hardware operation in this callback; drivers can
334  *                      access/modify the buffer here as it is still synced for
335  *                      the CPU; drivers that support VIDIOC_CREATE_BUFS() must
336  *                      also validate the buffer size; if an error is returned,
337  *                      the buffer will not be queued in driver; optional.
338  * @buf_finish:         called before every dequeue of the buffer back to
339  *                      userspace; the buffer is synced for the CPU, so drivers
340  *                      can access/modify the buffer contents; drivers may
341  *                      perform any operations required before userspace
342  *                      accesses the buffer; optional. The buffer state can be
343  *                      one of the following: %DONE and %ERROR occur while
344  *                      streaming is in progress, and the %PREPARED state occurs
345  *                      when the queue has been canceled and all pending
346  *                      buffers are being returned to their default %DEQUEUED
347  *                      state. Typically you only have to do something if the
348  *                      state is %VB2_BUF_STATE_DONE, since in all other cases
349  *                      the buffer contents will be ignored anyway.
350  * @buf_cleanup:        called once before the buffer is freed; drivers may
351  *                      perform any additional cleanup; optional.
352  * @start_streaming:    called once to enter 'streaming' state; the driver may
353  *                      receive buffers with @buf_queue callback
354  *                      before @start_streaming is called; the driver gets the
355  *                      number of already queued buffers in count parameter;
356  *                      driver can return an error if hardware fails, in that
357  *                      case all buffers that have been already given by
358  *                      the @buf_queue callback are to be returned by the driver
359  *                      by calling vb2_buffer_done() with %VB2_BUF_STATE_QUEUED.
360  *                      If you need a minimum number of buffers before you can
361  *                      start streaming, then set @min_buffers_needed in the
362  *                      vb2_queue structure. If that is non-zero then
363  *                      @start_streaming won't be called until at least that
364  *                      many buffers have been queued up by userspace.
365  * @stop_streaming:     called when 'streaming' state must be disabled; driver
366  *                      should stop any DMA transactions or wait until they
367  *                      finish and give back all buffers it got from &buf_queue
368  *                      callback by calling vb2_buffer_done() with either
369  *                      %VB2_BUF_STATE_DONE or %VB2_BUF_STATE_ERROR; may use
370  *                      vb2_wait_for_all_buffers() function
371  * @buf_queue:          passes buffer vb to the driver; driver may start
372  *                      hardware operation on this buffer; driver should give
373  *                      the buffer back by calling vb2_buffer_done() function;
374  *                      it is allways called after calling VIDIOC_STREAMON()
375  *                      ioctl; might be called before @start_streaming callback
376  *                      if user pre-queued buffers before calling
377  *                      VIDIOC_STREAMON().
378  */
379 struct vb2_ops {
380         int (*queue_setup)(struct vb2_queue *q,
381                            unsigned int *num_buffers, unsigned int *num_planes,
382                            unsigned int sizes[], struct device *alloc_devs[]);
383
384         void (*wait_prepare)(struct vb2_queue *q);
385         void (*wait_finish)(struct vb2_queue *q);
386
387         int (*buf_init)(struct vb2_buffer *vb);
388         int (*buf_prepare)(struct vb2_buffer *vb);
389         void (*buf_finish)(struct vb2_buffer *vb);
390         void (*buf_cleanup)(struct vb2_buffer *vb);
391
392         int (*start_streaming)(struct vb2_queue *q, unsigned int count);
393         void (*stop_streaming)(struct vb2_queue *q);
394
395         void (*buf_queue)(struct vb2_buffer *vb);
396 };
397
398 /**
399  * struct vb2_buf_ops - driver-specific callbacks
400  *
401  * @verify_planes_array: Verify that a given user space structure contains
402  *                      enough planes for the buffer. This is called
403  *                      for each dequeued buffer.
404  * @fill_user_buffer:   given a vb2_buffer fill in the userspace structure.
405  *                      For V4L2 this is a struct v4l2_buffer.
406  * @fill_vb2_buffer:    given a userspace structure, fill in the vb2_buffer.
407  *                      If the userspace structure is invalid, then this op
408  *                      will return an error.
409  * @copy_timestamp:     copy the timestamp from a userspace structure to
410  *                      the vb2_buffer struct.
411  */
412 struct vb2_buf_ops {
413         int (*verify_planes_array)(struct vb2_buffer *vb, const void *pb);
414         void (*fill_user_buffer)(struct vb2_buffer *vb, void *pb);
415         int (*fill_vb2_buffer)(struct vb2_buffer *vb, const void *pb,
416                                 struct vb2_plane *planes);
417         void (*copy_timestamp)(struct vb2_buffer *vb, const void *pb);
418 };
419
420 /**
421  * struct vb2_queue - a videobuf queue
422  *
423  * @type:       private buffer type whose content is defined by the vb2-core
424  *              caller. For example, for V4L2, it should match
425  *              the types defined on enum &v4l2_buf_type
426  * @io_modes:   supported io methods (see vb2_io_modes enum)
427  * @dev:        device to use for the default allocation context if the driver
428  *              doesn't fill in the @alloc_devs array.
429  * @dma_attrs:  DMA attributes to use for the DMA.
430  * @bidirectional: when this flag is set the DMA direction for the buffers of
431  *              this queue will be overridden with DMA_BIDIRECTIONAL direction.
432  *              This is useful in cases where the hardware (firmware) writes to
433  *              a buffer which is mapped as read (DMA_TO_DEVICE), or reads from
434  *              buffer which is mapped for write (DMA_FROM_DEVICE) in order
435  *              to satisfy some internal hardware restrictions or adds a padding
436  *              needed by the processing algorithm. In case the DMA mapping is
437  *              not bidirectional but the hardware (firmware) trying to access
438  *              the buffer (in the opposite direction) this could lead to an
439  *              IOMMU protection faults.
440  * @fileio_read_once:           report EOF after reading the first buffer
441  * @fileio_write_immediately:   queue buffer after each write() call
442  * @allow_zero_bytesused:       allow bytesused == 0 to be passed to the driver
443  * @quirk_poll_must_check_waiting_for_buffers: Return POLLERR at poll when QBUF
444  *              has not been called. This is a vb1 idiom that has been adopted
445  *              also by vb2.
446  * @lock:       pointer to a mutex that protects the vb2_queue struct. The
447  *              driver can set this to a mutex to let the v4l2 core serialize
448  *              the queuing ioctls. If the driver wants to handle locking
449  *              itself, then this should be set to NULL. This lock is not used
450  *              by the videobuf2 core API.
451  * @owner:      The filehandle that 'owns' the buffers, i.e. the filehandle
452  *              that called reqbufs, create_buffers or started fileio.
453  *              This field is not used by the videobuf2 core API, but it allows
454  *              drivers to easily associate an owner filehandle with the queue.
455  * @ops:        driver-specific callbacks
456  * @mem_ops:    memory allocator specific callbacks
457  * @buf_ops:    callbacks to deliver buffer information
458  *              between user-space and kernel-space
459  * @drv_priv:   driver private data
460  * @buf_struct_size: size of the driver-specific buffer structure;
461  *              "0" indicates the driver doesn't want to use a custom buffer
462  *              structure type. for example, sizeof(struct vb2_v4l2_buffer)
463  *              will be used for v4l2.
464  * @timestamp_flags: Timestamp flags; V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_* and
465  *              V4L2_BUF_FLAG_TSTAMP_SRC_*
466  * @gfp_flags:  additional gfp flags used when allocating the buffers.
467  *              Typically this is 0, but it may be e.g. GFP_DMA or __GFP_DMA32
468  *              to force the buffer allocation to a specific memory zone.
469  * @min_buffers_needed: the minimum number of buffers needed before
470  *              @start_streaming can be called. Used when a DMA engine
471  *              cannot be started unless at least this number of buffers
472  *              have been queued into the driver.
473  */
474 /*
475  * Private elements (won't appear at the uAPI book):
476  * @mmap_lock:  private mutex used when buffers are allocated/freed/mmapped
477  * @memory:     current memory type used
478  * @dma_dir:    DMA mapping direction.
479  * @bufs:       videobuf buffer structures
480  * @num_buffers: number of allocated/used buffers
481  * @queued_list: list of buffers currently queued from userspace
482  * @queued_count: number of buffers queued and ready for streaming.
483  * @owned_by_drv_count: number of buffers owned by the driver
484  * @done_list:  list of buffers ready to be dequeued to userspace
485  * @done_lock:  lock to protect done_list list
486  * @done_wq:    waitqueue for processes waiting for buffers ready to be dequeued
487  * @alloc_devs: memory type/allocator-specific per-plane device
488  * @streaming:  current streaming state
489  * @start_streaming_called: @start_streaming was called successfully and we
490  *              started streaming.
491  * @error:      a fatal error occurred on the queue
492  * @waiting_for_buffers: used in poll() to check if vb2 is still waiting for
493  *              buffers. Only set for capture queues if qbuf has not yet been
494  *              called since poll() needs to return POLLERR in that situation.
495  * @is_multiplanar: set if buffer type is multiplanar
496  * @is_output:  set if buffer type is output
497  * @copy_timestamp: set if vb2-core should set timestamps
498  * @last_buffer_dequeued: used in poll() and DQBUF to immediately return if the
499  *              last decoded buffer was already dequeued. Set for capture queues
500  *              when a buffer with the V4L2_BUF_FLAG_LAST is dequeued.
501  * @fileio:     file io emulator internal data, used only if emulator is active
502  * @threadio:   thread io internal data, used only if thread is active
503  */
504 struct vb2_queue {
505         unsigned int                    type;
506         unsigned int                    io_modes;
507         struct device                   *dev;
508         unsigned long                   dma_attrs;
509         unsigned                        bidirectional:1;
510         unsigned                        fileio_read_once:1;
511         unsigned                        fileio_write_immediately:1;
512         unsigned                        allow_zero_bytesused:1;
513         unsigned                   quirk_poll_must_check_waiting_for_buffers:1;
514
515         struct mutex                    *lock;
516         void                            *owner;
517
518         const struct vb2_ops            *ops;
519         const struct vb2_mem_ops        *mem_ops;
520         const struct vb2_buf_ops        *buf_ops;
521
522         void                            *drv_priv;
523         unsigned int                    buf_struct_size;
524         u32                             timestamp_flags;
525         gfp_t                           gfp_flags;
526         u32                             min_buffers_needed;
527
528         /* private: internal use only */
529         struct mutex                    mmap_lock;
530         unsigned int                    memory;
531         enum dma_data_direction         dma_dir;
532         struct vb2_buffer               *bufs[VB2_MAX_FRAME];
533         unsigned int                    num_buffers;
534
535         struct list_head                queued_list;
536         unsigned int                    queued_count;
537
538         atomic_t                        owned_by_drv_count;
539         struct list_head                done_list;
540         spinlock_t                      done_lock;
541         wait_queue_head_t               done_wq;
542
543         struct device                   *alloc_devs[VB2_MAX_PLANES];
544
545         unsigned int                    streaming:1;
546         unsigned int                    start_streaming_called:1;
547         unsigned int                    error:1;
548         unsigned int                    waiting_for_buffers:1;
549         unsigned int                    is_multiplanar:1;
550         unsigned int                    is_output:1;
551         unsigned int                    copy_timestamp:1;
552         unsigned int                    last_buffer_dequeued:1;
553
554         struct vb2_fileio_data          *fileio;
555         struct vb2_threadio_data        *threadio;
556
557 #ifdef CONFIG_VIDEO_ADV_DEBUG
558         /*
559          * Counters for how often these queue-related ops are
560          * called. Used to check for unbalanced ops.
561          */
562         u32                             cnt_queue_setup;
563         u32                             cnt_wait_prepare;
564         u32                             cnt_wait_finish;
565         u32                             cnt_start_streaming;
566         u32                             cnt_stop_streaming;
567 #endif
568 };
569
570 /**
571  * vb2_plane_vaddr() - Return a kernel virtual address of a given plane
572  * @vb:         vb2_buffer to which the plane in question belongs to
573  * @plane_no:   plane number for which the address is to be returned
574  *
575  * This function returns a kernel virtual address of a given plane if
576  * such a mapping exist, NULL otherwise.
577  */
578 void *vb2_plane_vaddr(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no);
579
580 /**
581  * vb2_plane_cookie() - Return allocator specific cookie for the given plane
582  * @vb:         vb2_buffer to which the plane in question belongs to
583  * @plane_no:   plane number for which the cookie is to be returned
584  *
585  * This function returns an allocator specific cookie for a given plane if
586  * available, NULL otherwise. The allocator should provide some simple static
587  * inline function, which would convert this cookie to the allocator specific
588  * type that can be used directly by the driver to access the buffer. This can
589  * be for example physical address, pointer to scatter list or IOMMU mapping.
590  */
591 void *vb2_plane_cookie(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no);
592
593 /**
594  * vb2_buffer_done() - inform videobuf that an operation on a buffer is finished
595  * @vb:         vb2_buffer returned from the driver
596  * @state:      either %VB2_BUF_STATE_DONE if the operation finished
597  *              successfully, %VB2_BUF_STATE_ERROR if the operation finished
598  *              with an error or %VB2_BUF_STATE_QUEUED if the driver wants to
599  *              requeue buffers. If start_streaming fails then it should return
600  *              buffers with state %VB2_BUF_STATE_QUEUED to put them back into
601  *              the queue.
602  *
603  * This function should be called by the driver after a hardware operation on
604  * a buffer is finished and the buffer may be returned to userspace. The driver
605  * cannot use this buffer anymore until it is queued back to it by videobuf
606  * by the means of &vb2_ops->buf_queue callback. Only buffers previously queued
607  * to the driver by &vb2_ops->buf_queue can be passed to this function.
608  *
609  * While streaming a buffer can only be returned in state DONE or ERROR.
610  * The start_streaming op can also return them in case the DMA engine cannot
611  * be started for some reason. In that case the buffers should be returned with
612  * state QUEUED.
613  */
614 void vb2_buffer_done(struct vb2_buffer *vb, enum vb2_buffer_state state);
615
616 /**
617  * vb2_discard_done() - discard all buffers marked as DONE
618  * @q:          videobuf2 queue
619  *
620  * This function is intended to be used with suspend/resume operations. It
621  * discards all 'done' buffers as they would be too old to be requested after
622  * resume.
623  *
624  * Drivers must stop the hardware and synchronize with interrupt handlers and/or
625  * delayed works before calling this function to make sure no buffer will be
626  * touched by the driver and/or hardware.
627  */
628 void vb2_discard_done(struct vb2_queue *q);
629
630 /**
631  * vb2_wait_for_all_buffers() - wait until all buffers are given back to vb2
632  * @q:          videobuf2 queue
633  *
634  * This function will wait until all buffers that have been given to the driver
635  * by &vb2_ops->buf_queue are given back to vb2 with vb2_buffer_done(). It
636  * doesn't call wait_prepare()/wait_finish() pair. It is intended to be called
637  * with all locks taken, for example from &vb2_ops->stop_streaming callback.
638  */
639 int vb2_wait_for_all_buffers(struct vb2_queue *q);
640
641 /**
642  * vb2_core_querybuf() - query video buffer information
643  * @q:          videobuf queue
644  * @index:      id number of the buffer
645  * @pb:         buffer struct passed from userspace
646  *
647  * Should be called from vidioc_querybuf ioctl handler in driver.
648  * The passed buffer should have been verified.
649  * This function fills the relevant information for the userspace.
650  */
651 void vb2_core_querybuf(struct vb2_queue *q, unsigned int index, void *pb);
652
653 /**
654  * vb2_core_reqbufs() - Initiate streaming
655  * @q:          videobuf2 queue
656  * @memory: memory type
657  * @count: requested buffer count
658  *
659  * Should be called from vidioc_reqbufs ioctl handler of a driver.
660  *
661  * This function:
662  *
663  * #) verifies streaming parameters passed from the userspace,
664  * #) sets up the queue,
665  * #) negotiates number of buffers and planes per buffer with the driver
666  *    to be used during streaming,
667  * #) allocates internal buffer structures (struct vb2_buffer), according to
668  *    the agreed parameters,
669  * #) for MMAP memory type, allocates actual video memory, using the
670  *    memory handling/allocation routines provided during queue initialization
671  *
672  * If req->count is 0, all the memory will be freed instead.
673  * If the queue has been allocated previously (by a previous vb2_reqbufs) call
674  * and the queue is not busy, memory will be reallocated.
675  *
676  * The return values from this function are intended to be directly returned
677  * from vidioc_reqbufs handler in driver.
678  */
679 int vb2_core_reqbufs(struct vb2_queue *q, enum vb2_memory memory,
680                 unsigned int *count);
681
682 /**
683  * vb2_core_create_bufs() - Allocate buffers and any required auxiliary structs
684  * @q:          videobuf2 queue
685  * @memory: memory type
686  * @count: requested buffer count
687  * @requested_planes: number of planes requested
688  * @requested_sizes: array with the size of the planes
689  *
690  * Should be called from VIDIOC_CREATE_BUFS() ioctl handler of a driver.
691  * This function:
692  *
693  * #) verifies parameter sanity
694  * #) calls the .queue_setup() queue operation
695  * #) performs any necessary memory allocations
696  *
697  * Return: the return values from this function are intended to be directly
698  * returned from VIDIOC_CREATE_BUFS() handler in driver.
699  */
700 int vb2_core_create_bufs(struct vb2_queue *q, enum vb2_memory memory,
701                          unsigned int *count, unsigned int requested_planes,
702                          const unsigned int requested_sizes[]);
703
704 /**
705  * vb2_core_prepare_buf() - Pass ownership of a buffer from userspace
706  *                      to the kernel
707  * @q:          videobuf2 queue
708  * @index:      id number of the buffer
709  * @pb:         buffer structure passed from userspace to vidioc_prepare_buf
710  *              handler in driver
711  *
712  * Should be called from vidioc_prepare_buf ioctl handler of a driver.
713  * The passed buffer should have been verified.
714  * This function calls buf_prepare callback in the driver (if provided),
715  * in which driver-specific buffer initialization can be performed,
716  *
717  * The return values from this function are intended to be directly returned
718  * from vidioc_prepare_buf handler in driver.
719  */
720 int vb2_core_prepare_buf(struct vb2_queue *q, unsigned int index, void *pb);
721
722 /**
723  * vb2_core_qbuf() - Queue a buffer from userspace
724  *
725  * @q:          videobuf2 queue
726  * @index:      id number of the buffer
727  * @pb:         buffer structure passed from userspace to vidioc_qbuf handler
728  *              in driver
729  *
730  * Should be called from vidioc_qbuf ioctl handler of a driver.
731  * The passed buffer should have been verified.
732  *
733  * This function:
734  *
735  * #) if necessary, calls buf_prepare callback in the driver (if provided), in
736  *    which driver-specific buffer initialization can be performed,
737  * #) if streaming is on, queues the buffer in driver by the means of
738  *    &vb2_ops->buf_queue callback for processing.
739  *
740  * The return values from this function are intended to be directly returned
741  * from vidioc_qbuf handler in driver.
742  */
743 int vb2_core_qbuf(struct vb2_queue *q, unsigned int index, void *pb);
744
745 /**
746  * vb2_core_dqbuf() - Dequeue a buffer to the userspace
747  * @q:          videobuf2 queue
748  * @pindex:     pointer to the buffer index. May be NULL
749  * @pb:         buffer structure passed from userspace to vidioc_dqbuf handler
750  *              in driver
751  * @nonblocking: if true, this call will not sleep waiting for a buffer if no
752  *               buffers ready for dequeuing are present. Normally the driver
753  *               would be passing (file->f_flags & O_NONBLOCK) here
754  *
755  * Should be called from vidioc_dqbuf ioctl handler of a driver.
756  * The passed buffer should have been verified.
757  *
758  * This function:
759  *
760  * #) calls buf_finish callback in the driver (if provided), in which
761  *    driver can perform any additional operations that may be required before
762  *    returning the buffer to userspace, such as cache sync,
763  * #) the buffer struct members are filled with relevant information for
764  *    the userspace.
765  *
766  * The return values from this function are intended to be directly returned
767  * from vidioc_dqbuf handler in driver.
768  */
769 int vb2_core_dqbuf(struct vb2_queue *q, unsigned int *pindex, void *pb,
770                    bool nonblocking);
771
772 int vb2_core_streamon(struct vb2_queue *q, unsigned int type);
773 int vb2_core_streamoff(struct vb2_queue *q, unsigned int type);
774
775 /**
776  * vb2_core_expbuf() - Export a buffer as a file descriptor
777  * @q:          videobuf2 queue
778  * @fd:         file descriptor associated with DMABUF (set by driver) *
779  * @type:       buffer type
780  * @index:      id number of the buffer
781  * @plane:      index of the plane to be exported, 0 for single plane queues
782  * @flags:      flags for newly created file, currently only O_CLOEXEC is
783  *              supported, refer to manual of open syscall for more details
784  *
785  * The return values from this function are intended to be directly returned
786  * from vidioc_expbuf handler in driver.
787  */
788 int vb2_core_expbuf(struct vb2_queue *q, int *fd, unsigned int type,
789                 unsigned int index, unsigned int plane, unsigned int flags);
790
791 /**
792  * vb2_core_queue_init() - initialize a videobuf2 queue
793  * @q:          videobuf2 queue; this structure should be allocated in driver
794  *
795  * The vb2_queue structure should be allocated by the driver. The driver is
796  * responsible of clearing it's content and setting initial values for some
797  * required entries before calling this function.
798  * q->ops, q->mem_ops, q->type and q->io_modes are mandatory. Please refer
799  * to the struct vb2_queue description in include/media/videobuf2-core.h
800  * for more information.
801  */
802 int vb2_core_queue_init(struct vb2_queue *q);
803
804 /**
805  * vb2_core_queue_release() - stop streaming, release the queue and free memory
806  * @q:          videobuf2 queue
807  *
808  * This function stops streaming and performs necessary clean ups, including
809  * freeing video buffer memory. The driver is responsible for freeing
810  * the vb2_queue structure itself.
811  */
812 void vb2_core_queue_release(struct vb2_queue *q);
813
814 /**
815  * vb2_queue_error() - signal a fatal error on the queue
816  * @q:          videobuf2 queue
817  *
818  * Flag that a fatal unrecoverable error has occurred and wake up all processes
819  * waiting on the queue. Polling will now set POLLERR and queuing and dequeuing
820  * buffers will return -EIO.
821  *
822  * The error flag will be cleared when cancelling the queue, either from
823  * vb2_streamoff or vb2_queue_release. Drivers should thus not call this
824  * function before starting the stream, otherwise the error flag will remain set
825  * until the queue is released when closing the device node.
826  */
827 void vb2_queue_error(struct vb2_queue *q);
828
829 /**
830  * vb2_mmap() - map video buffers into application address space
831  * @q:          videobuf2 queue
832  * @vma:        vma passed to the mmap file operation handler in the driver
833  *
834  * Should be called from mmap file operation handler of a driver.
835  * This function maps one plane of one of the available video buffers to
836  * userspace. To map whole video memory allocated on reqbufs, this function
837  * has to be called once per each plane per each buffer previously allocated.
838  *
839  * When the userspace application calls mmap, it passes to it an offset returned
840  * to it earlier by the means of vidioc_querybuf handler. That offset acts as
841  * a "cookie", which is then used to identify the plane to be mapped.
842  * This function finds a plane with a matching offset and a mapping is performed
843  * by the means of a provided memory operation.
844  *
845  * The return values from this function are intended to be directly returned
846  * from the mmap handler in driver.
847  */
848 int vb2_mmap(struct vb2_queue *q, struct vm_area_struct *vma);
849
850 #ifndef CONFIG_MMU
851 unsigned long vb2_get_unmapped_area(struct vb2_queue *q,
852                                     unsigned long addr,
853                                     unsigned long len,
854                                     unsigned long pgoff,
855                                     unsigned long flags);
856 #endif
857
858 /**
859  * vb2_core_poll() - implements poll userspace operation
860  * @q:          videobuf2 queue
861  * @file:       file argument passed to the poll file operation handler
862  * @wait:       wait argument passed to the poll file operation handler
863  *
864  * This function implements poll file operation handler for a driver.
865  * For CAPTURE queues, if a buffer is ready to be dequeued, the userspace will
866  * be informed that the file descriptor of a video device is available for
867  * reading.
868  * For OUTPUT queues, if a buffer is ready to be dequeued, the file descriptor
869  * will be reported as available for writing.
870  *
871  * The return values from this function are intended to be directly returned
872  * from poll handler in driver.
873  */
874 unsigned int vb2_core_poll(struct vb2_queue *q, struct file *file,
875                            poll_table *wait);
876
877 size_t vb2_read(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
878                 loff_t *ppos, int nonblock);
879 size_t vb2_write(struct vb2_queue *q, const char __user *data, size_t count,
880                 loff_t *ppos, int nonblock);
881
882 /**
883  * typedef vb2_thread_fnc - callback function for use with vb2_thread
884  *
885  * @vb: pointer to struct &vb2_buffer
886  * @priv: pointer to a private pointer
887  *
888  * This is called whenever a buffer is dequeued in the thread.
889  */
890 typedef int (*vb2_thread_fnc)(struct vb2_buffer *vb, void *priv);
891
892 /**
893  * vb2_thread_start() - start a thread for the given queue.
894  * @q:          videobuf queue
895  * @fnc:        callback function
896  * @priv:       priv pointer passed to the callback function
897  * @thread_name:the name of the thread. This will be prefixed with "vb2-".
898  *
899  * This starts a thread that will queue and dequeue until an error occurs
900  * or @vb2_thread_stop is called.
901  *
902  * .. attention::
903  *
904  *   This function should not be used for anything else but the videobuf2-dvb
905  *   support. If you think you have another good use-case for this, then please
906  *   contact the linux-media mailing list first.
907  */
908 int vb2_thread_start(struct vb2_queue *q, vb2_thread_fnc fnc, void *priv,
909                      const char *thread_name);
910
911 /**
912  * vb2_thread_stop() - stop the thread for the given queue.
913  * @q:          videobuf queue
914  */
915 int vb2_thread_stop(struct vb2_queue *q);
916
917 /**
918  * vb2_is_streaming() - return streaming status of the queue
919  * @q:          videobuf queue
920  */
921 static inline bool vb2_is_streaming(struct vb2_queue *q)
922 {
923         return q->streaming;
924 }
925
926 /**
927  * vb2_fileio_is_active() - return true if fileio is active.
928  * @q:          videobuf queue
929  *
930  * This returns true if read() or write() is used to stream the data
931  * as opposed to stream I/O. This is almost never an important distinction,
932  * except in rare cases. One such case is that using read() or write() to
933  * stream a format using V4L2_FIELD_ALTERNATE is not allowed since there
934  * is no way you can pass the field information of each buffer to/from
935  * userspace. A driver that supports this field format should check for
936  * this in the queue_setup op and reject it if this function returns true.
937  */
938 static inline bool vb2_fileio_is_active(struct vb2_queue *q)
939 {
940         return q->fileio;
941 }
942
943 /**
944  * vb2_is_busy() - return busy status of the queue
945  * @q:          videobuf queue
946  *
947  * This function checks if queue has any buffers allocated.
948  */
949 static inline bool vb2_is_busy(struct vb2_queue *q)
950 {
951         return (q->num_buffers > 0);
952 }
953
954 /**
955  * vb2_get_drv_priv() - return driver private data associated with the queue
956  * @q:          videobuf queue
957  */
958 static inline void *vb2_get_drv_priv(struct vb2_queue *q)
959 {
960         return q->drv_priv;
961 }
962
963 /**
964  * vb2_set_plane_payload() - set bytesused for the plane plane_no
965  * @vb:         buffer for which plane payload should be set
966  * @plane_no:   plane number for which payload should be set
967  * @size:       payload in bytes
968  */
969 static inline void vb2_set_plane_payload(struct vb2_buffer *vb,
970                                  unsigned int plane_no, unsigned long size)
971 {
972         if (plane_no < vb->num_planes)
973                 vb->planes[plane_no].bytesused = size;
974 }
975
976 /**
977  * vb2_get_plane_payload() - get bytesused for the plane plane_no
978  * @vb:         buffer for which plane payload should be set
979  * @plane_no:   plane number for which payload should be set
980  */
981 static inline unsigned long vb2_get_plane_payload(struct vb2_buffer *vb,
982                                  unsigned int plane_no)
983 {
984         if (plane_no < vb->num_planes)
985                 return vb->planes[plane_no].bytesused;
986         return 0;
987 }
988
989 /**
990  * vb2_plane_size() - return plane size in bytes
991  * @vb:         buffer for which plane size should be returned
992  * @plane_no:   plane number for which size should be returned
993  */
994 static inline unsigned long
995 vb2_plane_size(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no)
996 {
997         if (plane_no < vb->num_planes)
998                 return vb->planes[plane_no].length;
999         return 0;
1000 }
1001
1002 /**
1003  * vb2_start_streaming_called() - return streaming status of driver
1004  * @q:          videobuf queue
1005  */
1006 static inline bool vb2_start_streaming_called(struct vb2_queue *q)
1007 {
1008         return q->start_streaming_called;
1009 }
1010
1011 /**
1012  * vb2_clear_last_buffer_dequeued() - clear last buffer dequeued flag of queue
1013  * @q:          videobuf queue
1014  */
1015 static inline void vb2_clear_last_buffer_dequeued(struct vb2_queue *q)
1016 {
1017         q->last_buffer_dequeued = false;
1018 }
1019
1020 /*
1021  * The following functions are not part of the vb2 core API, but are useful
1022  * functions for videobuf2-*.
1023  */
1024
1025 /**
1026  * vb2_buffer_in_use() - return true if the buffer is in use and
1027  * the queue cannot be freed (by the means of REQBUFS(0)) call
1028  *
1029  * @vb:         buffer for which plane size should be returned
1030  * @q:          videobuf queue
1031  */
1032 bool vb2_buffer_in_use(struct vb2_queue *q, struct vb2_buffer *vb);
1033
1034 /**
1035  * vb2_verify_memory_type() - Check whether the memory type and buffer type
1036  * passed to a buffer operation are compatible with the queue.
1037  *
1038  * @q:          videobuf queue
1039  * @memory:     memory model, as defined by enum &vb2_memory.
1040  * @type:       private buffer type whose content is defined by the vb2-core
1041  *              caller. For example, for V4L2, it should match
1042  *              the types defined on enum &v4l2_buf_type
1043  */
1044 int vb2_verify_memory_type(struct vb2_queue *q,
1045                 enum vb2_memory memory, unsigned int type);
1046 #endif /* _MEDIA_VIDEOBUF2_CORE_H */