media: tegra: Tegra V4L2 camera
[linux-2.6.git] / 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                                 unsigned long *plane_sizes)
48 {
49         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
50         void *mem_priv;
51         int plane;
52
53         /* Allocate memory for all planes in this buffer */
54         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
55                 mem_priv = call_memop(q, plane, alloc, q->alloc_ctx[plane],
56                                         plane_sizes[plane]);
57                 if (IS_ERR_OR_NULL(mem_priv))
58                         goto free;
59
60                 /* Associate allocator private data with this plane */
61                 vb->planes[plane].mem_priv = mem_priv;
62                 vb->v4l2_planes[plane].length = plane_sizes[plane];
63         }
64
65         return 0;
66 free:
67         /* Free already allocated memory if one of the allocations failed */
68         for (; plane > 0; --plane)
69                 call_memop(q, plane, put, vb->planes[plane - 1].mem_priv);
70
71         return -ENOMEM;
72 }
73
74 /**
75  * __vb2_buf_mem_free() - free memory of the given buffer
76  */
77 static void __vb2_buf_mem_free(struct vb2_buffer *vb)
78 {
79         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
80         unsigned int plane;
81
82         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
83                 call_memop(q, plane, put, vb->planes[plane].mem_priv);
84                 vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
85                 dprintk(3, "Freed plane %d of buffer %d\n",
86                                 plane, vb->v4l2_buf.index);
87         }
88 }
89
90 /**
91  * __vb2_buf_userptr_put() - release userspace memory associated with
92  * a USERPTR buffer
93  */
94 static void __vb2_buf_userptr_put(struct vb2_buffer *vb)
95 {
96         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
97         unsigned int plane;
98
99         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
100                 void *mem_priv = vb->planes[plane].mem_priv;
101
102                 if (mem_priv) {
103                         call_memop(q, plane, put_userptr, mem_priv);
104                         vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
105                 }
106         }
107 }
108
109 /**
110  * __setup_offsets() - setup unique offsets ("cookies") for every plane in
111  * every buffer on the queue
112  */
113 static void __setup_offsets(struct vb2_queue *q)
114 {
115         unsigned int buffer, plane;
116         struct vb2_buffer *vb;
117         unsigned long off = 0;
118
119         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
120                 vb = q->bufs[buffer];
121                 if (!vb)
122                         continue;
123
124                 for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
125                         vb->v4l2_planes[plane].m.mem_offset = off;
126
127                         dprintk(3, "Buffer %d, plane %d offset 0x%08lx\n",
128                                         buffer, plane, off);
129
130                         off += vb->v4l2_planes[plane].length;
131                         off = PAGE_ALIGN(off);
132                 }
133         }
134 }
135
136 /**
137  * __vb2_queue_alloc() - allocate videobuf buffer structures and (for MMAP type)
138  * video buffer memory for all buffers/planes on the queue and initializes the
139  * queue
140  *
141  * Returns the number of buffers successfully allocated.
142  */
143 static int __vb2_queue_alloc(struct vb2_queue *q, enum v4l2_memory memory,
144                              unsigned int num_buffers, unsigned int num_planes,
145                              unsigned long plane_sizes[])
146 {
147         unsigned int buffer;
148         struct vb2_buffer *vb;
149         int ret;
150
151         for (buffer = 0; buffer < num_buffers; ++buffer) {
152                 /* Allocate videobuf buffer structures */
153                 vb = kzalloc(q->buf_struct_size, GFP_KERNEL);
154                 if (!vb) {
155                         dprintk(1, "Memory alloc for buffer struct failed\n");
156                         break;
157                 }
158
159                 /* Length stores number of planes for multiplanar buffers */
160                 if (V4L2_TYPE_IS_MULTIPLANAR(q->type))
161                         vb->v4l2_buf.length = num_planes;
162
163                 vb->state = VB2_BUF_STATE_DEQUEUED;
164                 vb->vb2_queue = q;
165                 vb->num_planes = num_planes;
166                 vb->v4l2_buf.index = buffer;
167                 vb->v4l2_buf.type = q->type;
168                 vb->v4l2_buf.memory = memory;
169
170                 /* Allocate video buffer memory for the MMAP type */
171                 if (memory == V4L2_MEMORY_MMAP) {
172                         ret = __vb2_buf_mem_alloc(vb, plane_sizes);
173                         if (ret) {
174                                 dprintk(1, "Failed allocating memory for "
175                                                 "buffer %d\n", buffer);
176                                 kfree(vb);
177                                 break;
178                         }
179                         /*
180                          * Call the driver-provided buffer initialization
181                          * callback, if given. An error in initialization
182                          * results in queue setup failure.
183                          */
184                         ret = call_qop(q, buf_init, vb);
185                         if (ret) {
186                                 dprintk(1, "Buffer %d %p initialization"
187                                         " failed\n", buffer, vb);
188                                 __vb2_buf_mem_free(vb);
189                                 kfree(vb);
190                                 break;
191                         }
192                 }
193
194                 q->bufs[buffer] = vb;
195         }
196
197         q->num_buffers = buffer;
198
199         __setup_offsets(q);
200
201         dprintk(1, "Allocated %d buffers, %d plane(s) each\n",
202                         q->num_buffers, num_planes);
203
204         return buffer;
205 }
206
207 /**
208  * __vb2_free_mem() - release all video buffer memory for a given queue
209  */
210 static void __vb2_free_mem(struct vb2_queue *q)
211 {
212         unsigned int buffer;
213         struct vb2_buffer *vb;
214
215         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
216                 vb = q->bufs[buffer];
217                 if (!vb)
218                         continue;
219
220                 /* Free MMAP buffers or release USERPTR buffers */
221                 if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP)
222                         __vb2_buf_mem_free(vb);
223                 else
224                         __vb2_buf_userptr_put(vb);
225         }
226 }
227
228 /**
229  * __vb2_queue_free() - free the queue - video memory and related information
230  * and return the queue to an uninitialized state. Might be called even if the
231  * queue has already been freed.
232  */
233 static void __vb2_queue_free(struct vb2_queue *q)
234 {
235         unsigned int buffer;
236
237         /* Call driver-provided cleanup function for each buffer, if provided */
238         if (q->ops->buf_cleanup) {
239                 for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
240                         if (NULL == q->bufs[buffer])
241                                 continue;
242                         q->ops->buf_cleanup(q->bufs[buffer]);
243                 }
244         }
245
246         /* Release video buffer memory */
247         __vb2_free_mem(q);
248
249         /* Free videobuf buffers */
250         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
251                 kfree(q->bufs[buffer]);
252                 q->bufs[buffer] = NULL;
253         }
254
255         q->num_buffers = 0;
256         q->memory = 0;
257 }
258
259 /**
260  * __verify_planes_array() - verify that the planes array passed in struct
261  * v4l2_buffer from userspace can be safely used
262  */
263 static int __verify_planes_array(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
264 {
265         /* Is memory for copying plane information present? */
266         if (NULL == b->m.planes) {
267                 dprintk(1, "Multi-planar buffer passed but "
268                            "planes array not provided\n");
269                 return -EINVAL;
270         }
271
272         if (b->length < vb->num_planes || b->length > VIDEO_MAX_PLANES) {
273                 dprintk(1, "Incorrect planes array length, "
274                            "expected %d, got %d\n", vb->num_planes, b->length);
275                 return -EINVAL;
276         }
277
278         return 0;
279 }
280
281 /**
282  * __fill_v4l2_buffer() - fill in a struct v4l2_buffer with information to be
283  * returned to userspace
284  */
285 static int __fill_v4l2_buffer(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
286 {
287         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
288         int ret = 0;
289
290         /* Copy back data such as timestamp, flags, input, etc. */
291         memcpy(b, &vb->v4l2_buf, offsetof(struct v4l2_buffer, m));
292         b->input = vb->v4l2_buf.input;
293         b->reserved = vb->v4l2_buf.reserved;
294
295         if (V4L2_TYPE_IS_MULTIPLANAR(q->type)) {
296                 ret = __verify_planes_array(vb, b);
297                 if (ret)
298                         return ret;
299
300                 /*
301                  * Fill in plane-related data if userspace provided an array
302                  * for it. The memory and size is verified above.
303                  */
304                 memcpy(b->m.planes, vb->v4l2_planes,
305                         b->length * sizeof(struct v4l2_plane));
306         } else {
307                 /*
308                  * We use length and offset in v4l2_planes array even for
309                  * single-planar buffers, but userspace does not.
310                  */
311                 b->length = vb->v4l2_planes[0].length;
312                 b->bytesused = vb->v4l2_planes[0].bytesused;
313                 if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP)
314                         b->m.offset = vb->v4l2_planes[0].m.mem_offset;
315                 else if (q->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR)
316                         b->m.userptr = vb->v4l2_planes[0].m.userptr;
317         }
318
319         /*
320          * Clear any buffer state related flags.
321          */
322         b->flags &= ~V4L2_BUFFER_STATE_FLAGS;
323
324         switch (vb->state) {
325         case VB2_BUF_STATE_QUEUED:
326         case VB2_BUF_STATE_ACTIVE:
327                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_QUEUED;
328                 break;
329         case VB2_BUF_STATE_ERROR:
330                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_ERROR;
331                 /* fall through */
332         case VB2_BUF_STATE_DONE:
333                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_DONE;
334                 break;
335         case VB2_BUF_STATE_DEQUEUED:
336                 /* nothing */
337                 break;
338         }
339
340         if (vb->num_planes_mapped == vb->num_planes)
341                 b->flags |= V4L2_BUF_FLAG_MAPPED;
342
343         return ret;
344 }
345
346 /**
347  * vb2_querybuf() - query video buffer information
348  * @q:          videobuf queue
349  * @b:          buffer struct passed from userspace to vidioc_querybuf handler
350  *              in driver
351  *
352  * Should be called from vidioc_querybuf ioctl handler in driver.
353  * This function will verify the passed v4l2_buffer structure and fill the
354  * relevant information for the userspace.
355  *
356  * The return values from this function are intended to be directly returned
357  * from vidioc_querybuf handler in driver.
358  */
359 int vb2_querybuf(struct vb2_queue *q, struct v4l2_buffer *b)
360 {
361         struct vb2_buffer *vb;
362
363         if (b->type != q->type) {
364                 dprintk(1, "querybuf: wrong buffer type\n");
365                 return -EINVAL;
366         }
367
368         if (b->index >= q->num_buffers) {
369                 dprintk(1, "querybuf: buffer index out of range\n");
370                 return -EINVAL;
371         }
372         vb = q->bufs[b->index];
373
374         return __fill_v4l2_buffer(vb, b);
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(vb2_querybuf);
377
378 /**
379  * __verify_userptr_ops() - verify that all memory operations required for
380  * USERPTR queue type have been provided
381  */
382 static int __verify_userptr_ops(struct vb2_queue *q)
383 {
384         if (!(q->io_modes & VB2_USERPTR) || !q->mem_ops->get_userptr ||
385             !q->mem_ops->put_userptr)
386                 return -EINVAL;
387
388         return 0;
389 }
390
391 /**
392  * __verify_mmap_ops() - verify that all memory operations required for
393  * MMAP queue type have been provided
394  */
395 static int __verify_mmap_ops(struct vb2_queue *q)
396 {
397         if (!(q->io_modes & VB2_MMAP) || !q->mem_ops->alloc ||
398             !q->mem_ops->put || !q->mem_ops->mmap)
399                 return -EINVAL;
400
401         return 0;
402 }
403
404 /**
405  * __buffers_in_use() - return true if any buffers on the queue are in use and
406  * the queue cannot be freed (by the means of REQBUFS(0)) call
407  */
408 static bool __buffers_in_use(struct vb2_queue *q)
409 {
410         unsigned int buffer, plane;
411         struct vb2_buffer *vb;
412
413         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
414                 vb = q->bufs[buffer];
415                 for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
416                         /*
417                          * If num_users() has not been provided, call_memop
418                          * will return 0, apparently nobody cares about this
419                          * case anyway. If num_users() returns more than 1,
420                          * we are not the only user of the plane's memory.
421                          */
422                         if (call_memop(q, plane, num_users,
423                                         vb->planes[plane].mem_priv) > 1)
424                                 return true;
425                 }
426         }
427
428         return false;
429 }
430
431 /**
432  * vb2_reqbufs() - Initiate streaming
433  * @q:          videobuf2 queue
434  * @req:        struct passed from userspace to vidioc_reqbufs handler in driver
435  *
436  * Should be called from vidioc_reqbufs ioctl handler of a driver.
437  * This function:
438  * 1) verifies streaming parameters passed from the userspace,
439  * 2) sets up the queue,
440  * 3) negotiates number of buffers and planes per buffer with the driver
441  *    to be used during streaming,
442  * 4) allocates internal buffer structures (struct vb2_buffer), according to
443  *    the agreed parameters,
444  * 5) for MMAP memory type, allocates actual video memory, using the
445  *    memory handling/allocation routines provided during queue initialization
446  *
447  * If req->count is 0, all the memory will be freed instead.
448  * If the queue has been allocated previously (by a previous vb2_reqbufs) call
449  * and the queue is not busy, memory will be reallocated.
450  *
451  * The return values from this function are intended to be directly returned
452  * from vidioc_reqbufs handler in driver.
453  */
454 int vb2_reqbufs(struct vb2_queue *q, struct v4l2_requestbuffers *req)
455 {
456         unsigned int num_buffers, num_planes;
457         unsigned long plane_sizes[VIDEO_MAX_PLANES];
458         int ret = 0;
459
460         if (q->fileio) {
461                 dprintk(1, "reqbufs: file io in progress\n");
462                 return -EBUSY;
463         }
464
465         if (req->memory != V4L2_MEMORY_MMAP
466                         && req->memory != V4L2_MEMORY_USERPTR) {
467                 dprintk(1, "reqbufs: unsupported memory type\n");
468                 return -EINVAL;
469         }
470
471         if (req->type != q->type) {
472                 dprintk(1, "reqbufs: requested type is incorrect\n");
473                 return -EINVAL;
474         }
475
476         if (q->streaming) {
477                 dprintk(1, "reqbufs: streaming active\n");
478                 return -EBUSY;
479         }
480
481         /*
482          * Make sure all the required memory ops for given memory type
483          * are available.
484          */
485         if (req->memory == V4L2_MEMORY_MMAP && __verify_mmap_ops(q)) {
486                 dprintk(1, "reqbufs: MMAP for current setup unsupported\n");
487                 return -EINVAL;
488         }
489
490         if (req->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR && __verify_userptr_ops(q)) {
491                 dprintk(1, "reqbufs: USERPTR for current setup unsupported\n");
492                 return -EINVAL;
493         }
494
495         if (req->count == 0 || q->num_buffers != 0 || q->memory != req->memory) {
496                 /*
497                  * We already have buffers allocated, so first check if they
498                  * are not in use and can be freed.
499                  */
500                 if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP && __buffers_in_use(q)) {
501                         dprintk(1, "reqbufs: memory in use, cannot free\n");
502                         return -EBUSY;
503                 }
504
505                 __vb2_queue_free(q);
506
507                 /*
508                  * In case of REQBUFS(0) return immediately without calling
509                  * driver's queue_setup() callback and allocating resources.
510                  */
511                 if (req->count == 0)
512                         return 0;
513         }
514
515         /*
516          * Make sure the requested values and current defaults are sane.
517          */
518         num_buffers = min_t(unsigned int, req->count, VIDEO_MAX_FRAME);
519         memset(plane_sizes, 0, sizeof(plane_sizes));
520         memset(q->alloc_ctx, 0, sizeof(q->alloc_ctx));
521         q->memory = req->memory;
522
523         /*
524          * Ask the driver how many buffers and planes per buffer it requires.
525          * Driver also sets the size and allocator context for each plane.
526          */
527         ret = call_qop(q, queue_setup, q, &num_buffers, &num_planes,
528                        plane_sizes, q->alloc_ctx);
529         if (ret)
530                 return ret;
531
532         /* Finally, allocate buffers and video memory */
533         ret = __vb2_queue_alloc(q, req->memory, num_buffers, num_planes,
534                                 plane_sizes);
535         if (ret == 0) {
536                 dprintk(1, "Memory allocation failed\n");
537                 return -ENOMEM;
538         }
539
540         /*
541          * Check if driver can handle the allocated number of buffers.
542          */
543         if (ret < num_buffers) {
544                 unsigned int orig_num_buffers;
545
546                 orig_num_buffers = num_buffers = ret;
547                 ret = call_qop(q, queue_setup, q, &num_buffers, &num_planes,
548                                plane_sizes, q->alloc_ctx);
549                 if (ret)
550                         goto free_mem;
551
552                 if (orig_num_buffers < num_buffers) {
553                         ret = -ENOMEM;
554                         goto free_mem;
555                 }
556
557                 /*
558                  * Ok, driver accepted smaller number of buffers.
559                  */
560                 ret = num_buffers;
561         }
562
563         /*
564          * Return the number of successfully allocated buffers
565          * to the userspace.
566          */
567         req->count = ret;
568
569         return 0;
570
571 free_mem:
572         __vb2_queue_free(q);
573         return ret;
574 }
575 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_reqbufs);
576
577 /**
578  * vb2_plane_vaddr() - Return a kernel virtual address of a given plane
579  * @vb:         vb2_buffer to which the plane in question belongs to
580  * @plane_no:   plane number for which the address is to be returned
581  *
582  * This function returns a kernel virtual address of a given plane if
583  * such a mapping exist, NULL otherwise.
584  */
585 void *vb2_plane_vaddr(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no)
586 {
587         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
588
589         if (plane_no > vb->num_planes)
590                 return NULL;
591
592         return call_memop(q, plane_no, vaddr, vb->planes[plane_no].mem_priv);
593
594 }
595 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_plane_vaddr);
596
597 /**
598  * vb2_plane_cookie() - Return allocator specific cookie for the given plane
599  * @vb:         vb2_buffer to which the plane in question belongs to
600  * @plane_no:   plane number for which the cookie is to be returned
601  *
602  * This function returns an allocator specific cookie for a given plane if
603  * available, NULL otherwise. The allocator should provide some simple static
604  * inline function, which would convert this cookie to the allocator specific
605  * type that can be used directly by the driver to access the buffer. This can
606  * be for example physical address, pointer to scatter list or IOMMU mapping.
607  */
608 void *vb2_plane_cookie(struct vb2_buffer *vb, unsigned int plane_no)
609 {
610         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
611
612         if (plane_no > vb->num_planes)
613                 return NULL;
614
615         return call_memop(q, plane_no, cookie, vb->planes[plane_no].mem_priv);
616 }
617 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_plane_cookie);
618
619 /**
620  * vb2_buffer_done() - inform videobuf that an operation on a buffer is finished
621  * @vb:         vb2_buffer returned from the driver
622  * @state:      either VB2_BUF_STATE_DONE if the operation finished successfully
623  *              or VB2_BUF_STATE_ERROR if the operation finished with an error
624  *
625  * This function should be called by the driver after a hardware operation on
626  * a buffer is finished and the buffer may be returned to userspace. The driver
627  * cannot use this buffer anymore until it is queued back to it by videobuf
628  * by the means of buf_queue callback. Only buffers previously queued to the
629  * driver by buf_queue can be passed to this function.
630  */
631 void vb2_buffer_done(struct vb2_buffer *vb, enum vb2_buffer_state state)
632 {
633         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
634         unsigned long flags;
635
636         if (vb->state != VB2_BUF_STATE_ACTIVE)
637                 return;
638
639         if (state != VB2_BUF_STATE_DONE && state != VB2_BUF_STATE_ERROR)
640                 return;
641
642         dprintk(4, "Done processing on buffer %d, state: %d\n",
643                         vb->v4l2_buf.index, vb->state);
644
645         /* Add the buffer to the done buffers list */
646         spin_lock_irqsave(&q->done_lock, flags);
647         vb->state = state;
648         list_add_tail(&vb->done_entry, &q->done_list);
649         atomic_dec(&q->queued_count);
650         spin_unlock_irqrestore(&q->done_lock, flags);
651
652         /* Inform any processes that may be waiting for buffers */
653         wake_up(&q->done_wq);
654 }
655 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_buffer_done);
656
657 /**
658  * __fill_vb2_buffer() - fill a vb2_buffer with information provided in
659  * a v4l2_buffer by the userspace
660  */
661 static int __fill_vb2_buffer(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b,
662                                 struct v4l2_plane *v4l2_planes)
663 {
664         unsigned int plane;
665         int ret;
666
667         if (V4L2_TYPE_IS_MULTIPLANAR(b->type)) {
668                 /*
669                  * Verify that the userspace gave us a valid array for
670                  * plane information.
671                  */
672                 ret = __verify_planes_array(vb, b);
673                 if (ret)
674                         return ret;
675
676                 /* Fill in driver-provided information for OUTPUT types */
677                 if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(b->type)) {
678                         /*
679                          * Will have to go up to b->length when API starts
680                          * accepting variable number of planes.
681                          */
682                         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
683                                 v4l2_planes[plane].bytesused =
684                                         b->m.planes[plane].bytesused;
685                                 v4l2_planes[plane].data_offset =
686                                         b->m.planes[plane].data_offset;
687                         }
688                 }
689
690                 if (b->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR) {
691                         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
692                                 v4l2_planes[plane].m.userptr =
693                                         b->m.planes[plane].m.userptr;
694                                 v4l2_planes[plane].length =
695                                         b->m.planes[plane].length;
696                         }
697                 }
698         } else {
699                 /*
700                  * Single-planar buffers do not use planes array,
701                  * so fill in relevant v4l2_buffer struct fields instead.
702                  * In videobuf we use our internal V4l2_planes struct for
703                  * single-planar buffers as well, for simplicity.
704                  */
705                 if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(b->type))
706                         v4l2_planes[0].bytesused = b->bytesused;
707
708                 if (b->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR) {
709                         v4l2_planes[0].m.userptr = b->m.userptr;
710                         v4l2_planes[0].length = b->length;
711                 }
712         }
713
714         vb->v4l2_buf.field = b->field;
715         vb->v4l2_buf.timestamp = b->timestamp;
716         vb->v4l2_buf.input = b->input;
717         vb->v4l2_buf.flags = b->flags & ~V4L2_BUFFER_STATE_FLAGS;
718
719         return 0;
720 }
721
722 /**
723  * __qbuf_userptr() - handle qbuf of a USERPTR buffer
724  */
725 static int __qbuf_userptr(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
726 {
727         struct v4l2_plane planes[VIDEO_MAX_PLANES];
728         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
729         void *mem_priv;
730         unsigned int plane;
731         int ret;
732         int write = !V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type);
733
734         /* Verify and copy relevant information provided by the userspace */
735         ret = __fill_vb2_buffer(vb, b, planes);
736         if (ret)
737                 return ret;
738
739         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
740                 /* Skip the plane if already verified */
741                 if (vb->v4l2_planes[plane].m.userptr == planes[plane].m.userptr
742                     && vb->v4l2_planes[plane].length == planes[plane].length)
743                         continue;
744
745                 dprintk(3, "qbuf: userspace address for plane %d changed, "
746                                 "reacquiring memory\n", plane);
747
748                 /* Release previously acquired memory if present */
749                 if (vb->planes[plane].mem_priv)
750                         call_memop(q, plane, put_userptr,
751                                         vb->planes[plane].mem_priv);
752
753                 vb->planes[plane].mem_priv = NULL;
754
755                 /* Acquire each plane's memory */
756                 if (q->mem_ops->get_userptr) {
757                         mem_priv = q->mem_ops->get_userptr(q->alloc_ctx[plane],
758                                                         planes[plane].m.userptr,
759                                                         planes[plane].length,
760                                                         write);
761                         if (IS_ERR(mem_priv)) {
762                                 dprintk(1, "qbuf: failed acquiring userspace "
763                                                 "memory for plane %d\n", plane);
764                                 ret = PTR_ERR(mem_priv);
765                                 goto err;
766                         }
767                         vb->planes[plane].mem_priv = mem_priv;
768                 }
769         }
770
771         /*
772          * Call driver-specific initialization on the newly acquired buffer,
773          * if provided.
774          */
775         ret = call_qop(q, buf_init, vb);
776         if (ret) {
777                 dprintk(1, "qbuf: buffer initialization failed\n");
778                 goto err;
779         }
780
781         /*
782          * Now that everything is in order, copy relevant information
783          * provided by userspace.
784          */
785         for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane)
786                 vb->v4l2_planes[plane] = planes[plane];
787
788         return 0;
789 err:
790         /* In case of errors, release planes that were already acquired */
791         for (; plane > 0; --plane) {
792                 call_memop(q, plane, put_userptr,
793                                 vb->planes[plane - 1].mem_priv);
794                 vb->planes[plane - 1].mem_priv = NULL;
795         }
796
797         return ret;
798 }
799
800 /**
801  * __qbuf_mmap() - handle qbuf of an MMAP buffer
802  */
803 static int __qbuf_mmap(struct vb2_buffer *vb, struct v4l2_buffer *b)
804 {
805         return __fill_vb2_buffer(vb, b, vb->v4l2_planes);
806 }
807
808 /**
809  * __enqueue_in_driver() - enqueue a vb2_buffer in driver for processing
810  */
811 static void __enqueue_in_driver(struct vb2_buffer *vb)
812 {
813         struct vb2_queue *q = vb->vb2_queue;
814
815         vb->state = VB2_BUF_STATE_ACTIVE;
816         atomic_inc(&q->queued_count);
817         q->ops->buf_queue(vb);
818 }
819
820 /**
821  * vb2_qbuf() - Queue a buffer from userspace
822  * @q:          videobuf2 queue
823  * @b:          buffer structure passed from userspace to vidioc_qbuf handler
824  *              in driver
825  *
826  * Should be called from vidioc_qbuf ioctl handler of a driver.
827  * This function:
828  * 1) verifies the passed buffer,
829  * 2) calls buf_prepare callback in the driver (if provided), in which
830  *    driver-specific buffer initialization can be performed,
831  * 3) if streaming is on, queues the buffer in driver by the means of buf_queue
832  *    callback for processing.
833  *
834  * The return values from this function are intended to be directly returned
835  * from vidioc_qbuf handler in driver.
836  */
837 int vb2_qbuf(struct vb2_queue *q, struct v4l2_buffer *b)
838 {
839         struct vb2_buffer *vb;
840         int ret = 0;
841
842         if (q->fileio) {
843                 dprintk(1, "qbuf: file io in progress\n");
844                 return -EBUSY;
845         }
846
847         if (b->type != q->type) {
848                 dprintk(1, "qbuf: invalid buffer type\n");
849                 return -EINVAL;
850         }
851
852         if (b->index >= q->num_buffers) {
853                 dprintk(1, "qbuf: buffer index out of range\n");
854                 return -EINVAL;
855         }
856
857         vb = q->bufs[b->index];
858         if (NULL == vb) {
859                 /* Should never happen */
860                 dprintk(1, "qbuf: buffer is NULL\n");
861                 return -EINVAL;
862         }
863
864         if (b->memory != q->memory) {
865                 dprintk(1, "qbuf: invalid memory type\n");
866                 return -EINVAL;
867         }
868
869         if (vb->state != VB2_BUF_STATE_DEQUEUED) {
870                 dprintk(1, "qbuf: buffer already in use\n");
871                 return -EINVAL;
872         }
873
874         if (q->memory == V4L2_MEMORY_MMAP)
875                 ret = __qbuf_mmap(vb, b);
876         else if (q->memory == V4L2_MEMORY_USERPTR)
877                 ret = __qbuf_userptr(vb, b);
878         else {
879                 WARN(1, "Invalid queue type\n");
880                 return -EINVAL;
881         }
882
883         if (ret)
884                 return ret;
885
886         ret = call_qop(q, buf_prepare, vb);
887         if (ret) {
888                 dprintk(1, "qbuf: buffer preparation failed\n");
889                 return ret;
890         }
891
892         /*
893          * Add to the queued buffers list, a buffer will stay on it until
894          * dequeued in dqbuf.
895          */
896         list_add_tail(&vb->queued_entry, &q->queued_list);
897         vb->state = VB2_BUF_STATE_QUEUED;
898
899         /*
900          * If already streaming, give the buffer to driver for processing.
901          * If not, the buffer will be given to driver on next streamon.
902          */
903         if (q->streaming)
904                 __enqueue_in_driver(vb);
905
906         dprintk(1, "qbuf of buffer %d succeeded\n", vb->v4l2_buf.index);
907         return 0;
908 }
909 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_qbuf);
910
911 /**
912  * __vb2_wait_for_done_vb() - wait for a buffer to become available
913  * for dequeuing
914  *
915  * Will sleep if required for nonblocking == false.
916  */
917 static int __vb2_wait_for_done_vb(struct vb2_queue *q, int nonblocking)
918 {
919         /*
920          * All operations on vb_done_list are performed under done_lock
921          * spinlock protection. However, buffers may be removed from
922          * it and returned to userspace only while holding both driver's
923          * lock and the done_lock spinlock. Thus we can be sure that as
924          * long as we hold the driver's lock, the list will remain not
925          * empty if list_empty() check succeeds.
926          */
927
928         for (;;) {
929                 int ret;
930
931                 if (!q->streaming) {
932                         dprintk(1, "Streaming off, will not wait for buffers\n");
933                         return -EINVAL;
934                 }
935
936                 if (!list_empty(&q->done_list)) {
937                         /*
938                          * Found a buffer that we were waiting for.
939                          */
940                         break;
941                 }
942
943                 if (nonblocking) {
944                         dprintk(1, "Nonblocking and no buffers to dequeue, "
945                                                                 "will not wait\n");
946                         return -EAGAIN;
947                 }
948
949                 /*
950                  * We are streaming and blocking, wait for another buffer to
951                  * become ready or for streamoff. Driver's lock is released to
952                  * allow streamoff or qbuf to be called while waiting.
953                  */
954                 call_qop(q, wait_prepare, q);
955
956                 /*
957                  * All locks have been released, it is safe to sleep now.
958                  */
959                 dprintk(3, "Will sleep waiting for buffers\n");
960                 ret = wait_event_interruptible(q->done_wq,
961                                 !list_empty(&q->done_list) || !q->streaming);
962
963                 /*
964                  * We need to reevaluate both conditions again after reacquiring
965                  * the locks or return an error if one occurred.
966                  */
967                 call_qop(q, wait_finish, q);
968                 if (ret)
969                         return ret;
970         }
971         return 0;
972 }
973
974 /**
975  * __vb2_get_done_vb() - get a buffer ready for dequeuing
976  *
977  * Will sleep if required for nonblocking == false.
978  */
979 static int __vb2_get_done_vb(struct vb2_queue *q, struct vb2_buffer **vb,
980                                 int nonblocking)
981 {
982         unsigned long flags;
983         int ret;
984
985         /*
986          * Wait for at least one buffer to become available on the done_list.
987          */
988         ret = __vb2_wait_for_done_vb(q, nonblocking);
989         if (ret)
990                 return ret;
991
992         /*
993          * Driver's lock has been held since we last verified that done_list
994          * is not empty, so no need for another list_empty(done_list) check.
995          */
996         spin_lock_irqsave(&q->done_lock, flags);
997         *vb = list_first_entry(&q->done_list, struct vb2_buffer, done_entry);
998         list_del(&(*vb)->done_entry);
999         spin_unlock_irqrestore(&q->done_lock, flags);
1000
1001         return 0;
1002 }
1003
1004 /**
1005  * vb2_wait_for_all_buffers() - wait until all buffers are given back to vb2
1006  * @q:          videobuf2 queue
1007  *
1008  * This function will wait until all buffers that have been given to the driver
1009  * by buf_queue() are given back to vb2 with vb2_buffer_done(). It doesn't call
1010  * wait_prepare, wait_finish pair. It is intended to be called with all locks
1011  * taken, for example from stop_streaming() callback.
1012  */
1013 int vb2_wait_for_all_buffers(struct vb2_queue *q)
1014 {
1015         if (!q->streaming) {
1016                 dprintk(1, "Streaming off, will not wait for buffers\n");
1017                 return -EINVAL;
1018         }
1019
1020         wait_event(q->done_wq, !atomic_read(&q->queued_count));
1021         return 0;
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_wait_for_all_buffers);
1024
1025 /**
1026  * vb2_dqbuf() - Dequeue a buffer to the userspace
1027  * @q:          videobuf2 queue
1028  * @b:          buffer structure passed from userspace to vidioc_dqbuf handler
1029  *              in driver
1030  * @nonblocking: if true, this call will not sleep waiting for a buffer if no
1031  *               buffers ready for dequeuing are present. Normally the driver
1032  *               would be passing (file->f_flags & O_NONBLOCK) here
1033  *
1034  * Should be called from vidioc_dqbuf ioctl handler of a driver.
1035  * This function:
1036  * 1) verifies the passed buffer,
1037  * 2) calls buf_finish callback in the driver (if provided), in which
1038  *    driver can perform any additional operations that may be required before
1039  *    returning the buffer to userspace, such as cache sync,
1040  * 3) the buffer struct members are filled with relevant information for
1041  *    the userspace.
1042  *
1043  * The return values from this function are intended to be directly returned
1044  * from vidioc_dqbuf handler in driver.
1045  */
1046 int vb2_dqbuf(struct vb2_queue *q, struct v4l2_buffer *b, bool nonblocking)
1047 {
1048         struct vb2_buffer *vb = NULL;
1049         int ret;
1050
1051         if (q->fileio) {
1052                 dprintk(1, "dqbuf: file io in progress\n");
1053                 return -EBUSY;
1054         }
1055
1056         if (b->type != q->type) {
1057                 dprintk(1, "dqbuf: invalid buffer type\n");
1058                 return -EINVAL;
1059         }
1060
1061         ret = __vb2_get_done_vb(q, &vb, nonblocking);
1062         if (ret < 0) {
1063                 dprintk(1, "dqbuf: error getting next done buffer\n");
1064                 return ret;
1065         }
1066
1067         ret = call_qop(q, buf_finish, vb);
1068         if (ret) {
1069                 dprintk(1, "dqbuf: buffer finish failed\n");
1070                 return ret;
1071         }
1072
1073         switch (vb->state) {
1074         case VB2_BUF_STATE_DONE:
1075                 dprintk(3, "dqbuf: Returning done buffer\n");
1076                 break;
1077         case VB2_BUF_STATE_ERROR:
1078                 dprintk(3, "dqbuf: Returning done buffer with errors\n");
1079                 break;
1080         default:
1081                 dprintk(1, "dqbuf: Invalid buffer state\n");
1082                 return -EINVAL;
1083         }
1084
1085         /* Fill buffer information for the userspace */
1086         __fill_v4l2_buffer(vb, b);
1087         /* Remove from videobuf queue */
1088         list_del(&vb->queued_entry);
1089
1090         dprintk(1, "dqbuf of buffer %d, with state %d\n",
1091                         vb->v4l2_buf.index, vb->state);
1092
1093         vb->state = VB2_BUF_STATE_DEQUEUED;
1094         return 0;
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_dqbuf);
1097
1098 /**
1099  * vb2_streamon - start streaming
1100  * @q:          videobuf2 queue
1101  * @type:       type argument passed from userspace to vidioc_streamon handler
1102  *
1103  * Should be called from vidioc_streamon handler of a driver.
1104  * This function:
1105  * 1) verifies current state
1106  * 2) starts streaming and passes any previously queued buffers to the driver
1107  *
1108  * The return values from this function are intended to be directly returned
1109  * from vidioc_streamon handler in the driver.
1110  */
1111 int vb2_streamon(struct vb2_queue *q, enum v4l2_buf_type type)
1112 {
1113         struct vb2_buffer *vb;
1114         int ret;
1115
1116         if (q->fileio) {
1117                 dprintk(1, "streamon: file io in progress\n");
1118                 return -EBUSY;
1119         }
1120
1121         if (type != q->type) {
1122                 dprintk(1, "streamon: invalid stream type\n");
1123                 return -EINVAL;
1124         }
1125
1126         if (q->streaming) {
1127                 dprintk(1, "streamon: already streaming\n");
1128                 return -EBUSY;
1129         }
1130
1131         /*
1132          * Cannot start streaming on an OUTPUT device if no buffers have
1133          * been queued yet.
1134          */
1135         if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type)) {
1136                 if (list_empty(&q->queued_list)) {
1137                         dprintk(1, "streamon: no output buffers queued\n");
1138                         return -EINVAL;
1139                 }
1140         }
1141
1142         /*
1143          * Let driver notice that streaming state has been enabled.
1144          */
1145         ret = call_qop(q, start_streaming, q);
1146         if (ret) {
1147                 dprintk(1, "streamon: driver refused to start streaming\n");
1148                 return ret;
1149         }
1150
1151         q->streaming = 1;
1152
1153         /*
1154          * If any buffers were queued before streamon,
1155          * we can now pass them to driver for processing.
1156          */
1157         list_for_each_entry(vb, &q->queued_list, queued_entry)
1158                 __enqueue_in_driver(vb);
1159
1160         dprintk(3, "Streamon successful\n");
1161         return 0;
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_streamon);
1164
1165 /**
1166  * __vb2_queue_cancel() - cancel and stop (pause) streaming
1167  *
1168  * Removes all queued buffers from driver's queue and all buffers queued by
1169  * userspace from videobuf's queue. Returns to state after reqbufs.
1170  */
1171 static void __vb2_queue_cancel(struct vb2_queue *q)
1172 {
1173         unsigned int i;
1174
1175         /*
1176          * Tell driver to stop all transactions and release all queued
1177          * buffers.
1178          */
1179         if (q->streaming)
1180                 call_qop(q, stop_streaming, q);
1181         q->streaming = 0;
1182
1183         /*
1184          * Remove all buffers from videobuf's list...
1185          */
1186         INIT_LIST_HEAD(&q->queued_list);
1187         /*
1188          * ...and done list; userspace will not receive any buffers it
1189          * has not already dequeued before initiating cancel.
1190          */
1191         INIT_LIST_HEAD(&q->done_list);
1192         atomic_set(&q->queued_count, 0);
1193         wake_up_all(&q->done_wq);
1194
1195         /*
1196          * Reinitialize all buffers for next use.
1197          */
1198         for (i = 0; i < q->num_buffers; ++i)
1199                 q->bufs[i]->state = VB2_BUF_STATE_DEQUEUED;
1200 }
1201
1202 /**
1203  * vb2_streamoff - stop streaming
1204  * @q:          videobuf2 queue
1205  * @type:       type argument passed from userspace to vidioc_streamoff handler
1206  *
1207  * Should be called from vidioc_streamoff handler of a driver.
1208  * This function:
1209  * 1) verifies current state,
1210  * 2) stop streaming and dequeues any queued buffers, including those previously
1211  *    passed to the driver (after waiting for the driver to finish).
1212  *
1213  * This call can be used for pausing playback.
1214  * The return values from this function are intended to be directly returned
1215  * from vidioc_streamoff handler in the driver
1216  */
1217 int vb2_streamoff(struct vb2_queue *q, enum v4l2_buf_type type)
1218 {
1219         if (q->fileio) {
1220                 dprintk(1, "streamoff: file io in progress\n");
1221                 return -EBUSY;
1222         }
1223
1224         if (type != q->type) {
1225                 dprintk(1, "streamoff: invalid stream type\n");
1226                 return -EINVAL;
1227         }
1228
1229         if (!q->streaming) {
1230                 dprintk(1, "streamoff: not streaming\n");
1231                 return -EINVAL;
1232         }
1233
1234         /*
1235          * Cancel will pause streaming and remove all buffers from the driver
1236          * and videobuf, effectively returning control over them to userspace.
1237          */
1238         __vb2_queue_cancel(q);
1239
1240         dprintk(3, "Streamoff successful\n");
1241         return 0;
1242 }
1243 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_streamoff);
1244
1245 /**
1246  * __find_plane_by_offset() - find plane associated with the given offset off
1247  */
1248 static int __find_plane_by_offset(struct vb2_queue *q, unsigned long off,
1249                         unsigned int *_buffer, unsigned int *_plane)
1250 {
1251         struct vb2_buffer *vb;
1252         unsigned int buffer, plane;
1253
1254         /*
1255          * Go over all buffers and their planes, comparing the given offset
1256          * with an offset assigned to each plane. If a match is found,
1257          * return its buffer and plane numbers.
1258          */
1259         for (buffer = 0; buffer < q->num_buffers; ++buffer) {
1260                 vb = q->bufs[buffer];
1261
1262                 for (plane = 0; plane < vb->num_planes; ++plane) {
1263                         if (vb->v4l2_planes[plane].m.mem_offset == off) {
1264                                 *_buffer = buffer;
1265                                 *_plane = plane;
1266                                 return 0;
1267                         }
1268                 }
1269         }
1270
1271         return -EINVAL;
1272 }
1273
1274 /**
1275  * vb2_mmap() - map video buffers into application address space
1276  * @q:          videobuf2 queue
1277  * @vma:        vma passed to the mmap file operation handler in the driver
1278  *
1279  * Should be called from mmap file operation handler of a driver.
1280  * This function maps one plane of one of the available video buffers to
1281  * userspace. To map whole video memory allocated on reqbufs, this function
1282  * has to be called once per each plane per each buffer previously allocated.
1283  *
1284  * When the userspace application calls mmap, it passes to it an offset returned
1285  * to it earlier by the means of vidioc_querybuf handler. That offset acts as
1286  * a "cookie", which is then used to identify the plane to be mapped.
1287  * This function finds a plane with a matching offset and a mapping is performed
1288  * by the means of a provided memory operation.
1289  *
1290  * The return values from this function are intended to be directly returned
1291  * from the mmap handler in driver.
1292  */
1293 int vb2_mmap(struct vb2_queue *q, struct vm_area_struct *vma)
1294 {
1295         unsigned long off = vma->vm_pgoff << PAGE_SHIFT;
1296         struct vb2_plane *vb_plane;
1297         struct vb2_buffer *vb;
1298         unsigned int buffer, plane;
1299         int ret;
1300
1301         if (q->memory != V4L2_MEMORY_MMAP) {
1302                 dprintk(1, "Queue is not currently set up for mmap\n");
1303                 return -EINVAL;
1304         }
1305
1306         /*
1307          * Check memory area access mode.
1308          */
1309         if (!(vma->vm_flags & VM_SHARED)) {
1310                 dprintk(1, "Invalid vma flags, VM_SHARED needed\n");
1311                 return -EINVAL;
1312         }
1313         if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type)) {
1314                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE)) {
1315                         dprintk(1, "Invalid vma flags, VM_WRITE needed\n");
1316                         return -EINVAL;
1317                 }
1318         } else {
1319                 if (!(vma->vm_flags & VM_READ)) {
1320                         dprintk(1, "Invalid vma flags, VM_READ needed\n");
1321                         return -EINVAL;
1322                 }
1323         }
1324
1325         /*
1326          * Find the plane corresponding to the offset passed by userspace.
1327          */
1328         ret = __find_plane_by_offset(q, off, &buffer, &plane);
1329         if (ret)
1330                 return ret;
1331
1332         vb = q->bufs[buffer];
1333         vb_plane = &vb->planes[plane];
1334
1335         ret = q->mem_ops->mmap(vb_plane->mem_priv, vma);
1336         if (ret)
1337                 return ret;
1338
1339         vb_plane->mapped = 1;
1340         vb->num_planes_mapped++;
1341
1342         dprintk(3, "Buffer %d, plane %d successfully mapped\n", buffer, plane);
1343         return 0;
1344 }
1345 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_mmap);
1346
1347 static int __vb2_init_fileio(struct vb2_queue *q, int read);
1348 static int __vb2_cleanup_fileio(struct vb2_queue *q);
1349
1350 /**
1351  * vb2_poll() - implements poll userspace operation
1352  * @q:          videobuf2 queue
1353  * @file:       file argument passed to the poll file operation handler
1354  * @wait:       wait argument passed to the poll file operation handler
1355  *
1356  * This function implements poll file operation handler for a driver.
1357  * For CAPTURE queues, if a buffer is ready to be dequeued, the userspace will
1358  * be informed that the file descriptor of a video device is available for
1359  * reading.
1360  * For OUTPUT queues, if a buffer is ready to be dequeued, the file descriptor
1361  * will be reported as available for writing.
1362  *
1363  * The return values from this function are intended to be directly returned
1364  * from poll handler in driver.
1365  */
1366 unsigned int vb2_poll(struct vb2_queue *q, struct file *file, poll_table *wait)
1367 {
1368         unsigned long flags;
1369         unsigned int ret;
1370         struct vb2_buffer *vb = NULL;
1371
1372         /*
1373          * Start file I/O emulator only if streaming API has not been used yet.
1374          */
1375         if (q->num_buffers == 0 && q->fileio == NULL) {
1376                 if (!V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type) && (q->io_modes & VB2_READ)) {
1377                         ret = __vb2_init_fileio(q, 1);
1378                         if (ret)
1379                                 return POLLERR;
1380                 }
1381                 if (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type) && (q->io_modes & VB2_WRITE)) {
1382                         ret = __vb2_init_fileio(q, 0);
1383                         if (ret)
1384                                 return POLLERR;
1385                         /*
1386                          * Write to OUTPUT queue can be done immediately.
1387                          */
1388                         return POLLOUT | POLLWRNORM;
1389                 }
1390         }
1391
1392         /*
1393          * There is nothing to wait for if no buffers have already been queued.
1394          */
1395         if (list_empty(&q->queued_list))
1396                 return POLLERR;
1397
1398         poll_wait(file, &q->done_wq, wait);
1399
1400         /*
1401          * Take first buffer available for dequeuing.
1402          */
1403         spin_lock_irqsave(&q->done_lock, flags);
1404         if (!list_empty(&q->done_list))
1405                 vb = list_first_entry(&q->done_list, struct vb2_buffer,
1406                                         done_entry);
1407         spin_unlock_irqrestore(&q->done_lock, flags);
1408
1409         if (vb && (vb->state == VB2_BUF_STATE_DONE
1410                         || vb->state == VB2_BUF_STATE_ERROR)) {
1411                 return (V4L2_TYPE_IS_OUTPUT(q->type)) ? POLLOUT | POLLWRNORM :
1412                         POLLIN | POLLRDNORM;
1413         }
1414         return 0;
1415 }
1416 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_poll);
1417
1418 /**
1419  * vb2_queue_init() - initialize a videobuf2 queue
1420  * @q:          videobuf2 queue; this structure should be allocated in driver
1421  *
1422  * The vb2_queue structure should be allocated by the driver. The driver is
1423  * responsible of clearing it's content and setting initial values for some
1424  * required entries before calling this function.
1425  * q->ops, q->mem_ops, q->type and q->io_modes are mandatory. Please refer
1426  * to the struct vb2_queue description in include/media/videobuf2-core.h
1427  * for more information.
1428  */
1429 int vb2_queue_init(struct vb2_queue *q)
1430 {
1431         BUG_ON(!q);
1432         BUG_ON(!q->ops);
1433         BUG_ON(!q->mem_ops);
1434         BUG_ON(!q->type);
1435         BUG_ON(!q->io_modes);
1436
1437         BUG_ON(!q->ops->queue_setup);
1438         BUG_ON(!q->ops->buf_queue);
1439
1440         INIT_LIST_HEAD(&q->queued_list);
1441         INIT_LIST_HEAD(&q->done_list);
1442         spin_lock_init(&q->done_lock);
1443         init_waitqueue_head(&q->done_wq);
1444
1445         if (q->buf_struct_size == 0)
1446                 q->buf_struct_size = sizeof(struct vb2_buffer);
1447
1448         return 0;
1449 }
1450 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_queue_init);
1451
1452 /**
1453  * vb2_queue_release() - stop streaming, release the queue and free memory
1454  * @q:          videobuf2 queue
1455  *
1456  * This function stops streaming and performs necessary clean ups, including
1457  * freeing video buffer memory. The driver is responsible for freeing
1458  * the vb2_queue structure itself.
1459  */
1460 void vb2_queue_release(struct vb2_queue *q)
1461 {
1462         __vb2_cleanup_fileio(q);
1463         __vb2_queue_cancel(q);
1464         __vb2_queue_free(q);
1465 }
1466 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_queue_release);
1467
1468 /**
1469  * struct vb2_fileio_buf - buffer context used by file io emulator
1470  *
1471  * vb2 provides a compatibility layer and emulator of file io (read and
1472  * write) calls on top of streaming API. This structure is used for
1473  * tracking context related to the buffers.
1474  */
1475 struct vb2_fileio_buf {
1476         void *vaddr;
1477         unsigned int size;
1478         unsigned int pos;
1479         unsigned int queued:1;
1480 };
1481
1482 /**
1483  * struct vb2_fileio_data - queue context used by file io emulator
1484  *
1485  * vb2 provides a compatibility layer and emulator of file io (read and
1486  * write) calls on top of streaming API. For proper operation it required
1487  * this structure to save the driver state between each call of the read
1488  * or write function.
1489  */
1490 struct vb2_fileio_data {
1491         struct v4l2_requestbuffers req;
1492         struct v4l2_buffer b;
1493         struct vb2_fileio_buf bufs[VIDEO_MAX_FRAME];
1494         unsigned int index;
1495         unsigned int q_count;
1496         unsigned int dq_count;
1497         unsigned int flags;
1498 };
1499
1500 /**
1501  * __vb2_init_fileio() - initialize file io emulator
1502  * @q:          videobuf2 queue
1503  * @read:       mode selector (1 means read, 0 means write)
1504  */
1505 static int __vb2_init_fileio(struct vb2_queue *q, int read)
1506 {
1507         struct vb2_fileio_data *fileio;
1508         int i, ret;
1509         unsigned int count = 0;
1510
1511         /*
1512          * Sanity check
1513          */
1514         if ((read && !(q->io_modes & VB2_READ)) ||
1515            (!read && !(q->io_modes & VB2_WRITE)))
1516                 BUG();
1517
1518         /*
1519          * Check if device supports mapping buffers to kernel virtual space.
1520          */
1521         if (!q->mem_ops->vaddr)
1522                 return -EBUSY;
1523
1524         /*
1525          * Check if streaming api has not been already activated.
1526          */
1527         if (q->streaming || q->num_buffers > 0)
1528                 return -EBUSY;
1529
1530         /*
1531          * Start with count 1, driver can increase it in queue_setup()
1532          */
1533         count = 1;
1534
1535         dprintk(3, "setting up file io: mode %s, count %d, flags %08x\n",
1536                 (read) ? "read" : "write", count, q->io_flags);
1537
1538         fileio = kzalloc(sizeof(struct vb2_fileio_data), GFP_KERNEL);
1539         if (fileio == NULL)
1540                 return -ENOMEM;
1541
1542         fileio->flags = q->io_flags;
1543
1544         /*
1545          * Request buffers and use MMAP type to force driver
1546          * to allocate buffers by itself.
1547          */
1548         fileio->req.count = count;
1549         fileio->req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
1550         fileio->req.type = q->type;
1551         ret = vb2_reqbufs(q, &fileio->req);
1552         if (ret)
1553                 goto err_kfree;
1554
1555         /*
1556          * Check if plane_count is correct
1557          * (multiplane buffers are not supported).
1558          */
1559         if (q->bufs[0]->num_planes != 1) {
1560                 fileio->req.count = 0;
1561                 ret = -EBUSY;
1562                 goto err_reqbufs;
1563         }
1564
1565         /*
1566          * Get kernel address of each buffer.
1567          */
1568         for (i = 0; i < q->num_buffers; i++) {
1569                 fileio->bufs[i].vaddr = vb2_plane_vaddr(q->bufs[i], 0);
1570                 if (fileio->bufs[i].vaddr == NULL)
1571                         goto err_reqbufs;
1572                 fileio->bufs[i].size = vb2_plane_size(q->bufs[i], 0);
1573         }
1574
1575         /*
1576          * Read mode requires pre queuing of all buffers.
1577          */
1578         if (read) {
1579                 /*
1580                  * Queue all buffers.
1581                  */
1582                 for (i = 0; i < q->num_buffers; i++) {
1583                         struct v4l2_buffer *b = &fileio->b;
1584                         memset(b, 0, sizeof(*b));
1585                         b->type = q->type;
1586                         b->memory = q->memory;
1587                         b->index = i;
1588                         ret = vb2_qbuf(q, b);
1589                         if (ret)
1590                                 goto err_reqbufs;
1591                         fileio->bufs[i].queued = 1;
1592                 }
1593
1594                 /*
1595                  * Start streaming.
1596                  */
1597                 ret = vb2_streamon(q, q->type);
1598                 if (ret)
1599                         goto err_reqbufs;
1600         }
1601
1602         q->fileio = fileio;
1603
1604         return ret;
1605
1606 err_reqbufs:
1607         vb2_reqbufs(q, &fileio->req);
1608
1609 err_kfree:
1610         kfree(fileio);
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * __vb2_cleanup_fileio() - free resourced used by file io emulator
1616  * @q:          videobuf2 queue
1617  */
1618 static int __vb2_cleanup_fileio(struct vb2_queue *q)
1619 {
1620         struct vb2_fileio_data *fileio = q->fileio;
1621
1622         if (fileio) {
1623                 /*
1624                  * Hack fileio context to enable direct calls to vb2 ioctl
1625                  * interface.
1626                  */
1627                 q->fileio = NULL;
1628
1629                 vb2_streamoff(q, q->type);
1630                 fileio->req.count = 0;
1631                 vb2_reqbufs(q, &fileio->req);
1632                 kfree(fileio);
1633                 dprintk(3, "file io emulator closed\n");
1634         }
1635         return 0;
1636 }
1637
1638 /**
1639  * __vb2_perform_fileio() - perform a single file io (read or write) operation
1640  * @q:          videobuf2 queue
1641  * @data:       pointed to target userspace buffer
1642  * @count:      number of bytes to read or write
1643  * @ppos:       file handle position tracking pointer
1644  * @nonblock:   mode selector (1 means blocking calls, 0 means nonblocking)
1645  * @read:       access mode selector (1 means read, 0 means write)
1646  */
1647 static size_t __vb2_perform_fileio(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
1648                 loff_t *ppos, int nonblock, int read)
1649 {
1650         struct vb2_fileio_data *fileio;
1651         struct vb2_fileio_buf *buf;
1652         int ret, index;
1653
1654         dprintk(3, "file io: mode %s, offset %ld, count %zd, %sblocking\n",
1655                 read ? "read" : "write", (long)*ppos, count,
1656                 nonblock ? "non" : "");
1657
1658         if (!data)
1659                 return -EINVAL;
1660
1661         /*
1662          * Initialize emulator on first call.
1663          */
1664         if (!q->fileio) {
1665                 ret = __vb2_init_fileio(q, read);
1666                 dprintk(3, "file io: vb2_init_fileio result: %d\n", ret);
1667                 if (ret)
1668                         return ret;
1669         }
1670         fileio = q->fileio;
1671
1672         /*
1673          * Hack fileio context to enable direct calls to vb2 ioctl interface.
1674          * The pointer will be restored before returning from this function.
1675          */
1676         q->fileio = NULL;
1677
1678         index = fileio->index;
1679         buf = &fileio->bufs[index];
1680
1681         /*
1682          * Check if we need to dequeue the buffer.
1683          */
1684         if (buf->queued) {
1685                 struct vb2_buffer *vb;
1686
1687                 /*
1688                  * Call vb2_dqbuf to get buffer back.
1689                  */
1690                 memset(&fileio->b, 0, sizeof(fileio->b));
1691                 fileio->b.type = q->type;
1692                 fileio->b.memory = q->memory;
1693                 fileio->b.index = index;
1694                 ret = vb2_dqbuf(q, &fileio->b, nonblock);
1695                 dprintk(5, "file io: vb2_dqbuf result: %d\n", ret);
1696                 if (ret)
1697                         goto end;
1698                 fileio->dq_count += 1;
1699
1700                 /*
1701                  * Get number of bytes filled by the driver
1702                  */
1703                 vb = q->bufs[index];
1704                 buf->size = vb2_get_plane_payload(vb, 0);
1705                 buf->queued = 0;
1706         }
1707
1708         /*
1709          * Limit count on last few bytes of the buffer.
1710          */
1711         if (buf->pos + count > buf->size) {
1712                 count = buf->size - buf->pos;
1713                 dprintk(5, "reducing read count: %zd\n", count);
1714         }
1715
1716         /*
1717          * Transfer data to userspace.
1718          */
1719         dprintk(3, "file io: copying %zd bytes - buffer %d, offset %u\n",
1720                 count, index, buf->pos);
1721         if (read)
1722                 ret = copy_to_user(data, buf->vaddr + buf->pos, count);
1723         else
1724                 ret = copy_from_user(buf->vaddr + buf->pos, data, count);
1725         if (ret) {
1726                 dprintk(3, "file io: error copying data\n");
1727                 ret = -EFAULT;
1728                 goto end;
1729         }
1730
1731         /*
1732          * Update counters.
1733          */
1734         buf->pos += count;
1735         *ppos += count;
1736
1737         /*
1738          * Queue next buffer if required.
1739          */
1740         if (buf->pos == buf->size ||
1741            (!read && (fileio->flags & VB2_FILEIO_WRITE_IMMEDIATELY))) {
1742                 /*
1743                  * Check if this is the last buffer to read.
1744                  */
1745                 if (read && (fileio->flags & VB2_FILEIO_READ_ONCE) &&
1746                     fileio->dq_count == 1) {
1747                         dprintk(3, "file io: read limit reached\n");
1748                         /*
1749                          * Restore fileio pointer and release the context.
1750                          */
1751                         q->fileio = fileio;
1752                         return __vb2_cleanup_fileio(q);
1753                 }
1754
1755                 /*
1756                  * Call vb2_qbuf and give buffer to the driver.
1757                  */
1758                 memset(&fileio->b, 0, sizeof(fileio->b));
1759                 fileio->b.type = q->type;
1760                 fileio->b.memory = q->memory;
1761                 fileio->b.index = index;
1762                 fileio->b.bytesused = buf->pos;
1763                 ret = vb2_qbuf(q, &fileio->b);
1764                 dprintk(5, "file io: vb2_dbuf result: %d\n", ret);
1765                 if (ret)
1766                         goto end;
1767
1768                 /*
1769                  * Buffer has been queued, update the status
1770                  */
1771                 buf->pos = 0;
1772                 buf->queued = 1;
1773                 buf->size = q->bufs[0]->v4l2_planes[0].length;
1774                 fileio->q_count += 1;
1775
1776                 /*
1777                  * Switch to the next buffer
1778                  */
1779                 fileio->index = (index + 1) % q->num_buffers;
1780
1781                 /*
1782                  * Start streaming if required.
1783                  */
1784                 if (!read && !q->streaming) {
1785                         ret = vb2_streamon(q, q->type);
1786                         if (ret)
1787                                 goto end;
1788                 }
1789         }
1790
1791         /*
1792          * Return proper number of bytes processed.
1793          */
1794         if (ret == 0)
1795                 ret = count;
1796 end:
1797         /*
1798          * Restore the fileio context and block vb2 ioctl interface.
1799          */
1800         q->fileio = fileio;
1801         return ret;
1802 }
1803
1804 size_t vb2_read(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
1805                 loff_t *ppos, int nonblocking)
1806 {
1807         return __vb2_perform_fileio(q, data, count, ppos, nonblocking, 1);
1808 }
1809 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_read);
1810
1811 size_t vb2_write(struct vb2_queue *q, char __user *data, size_t count,
1812                 loff_t *ppos, int nonblocking)
1813 {
1814         return __vb2_perform_fileio(q, data, count, ppos, nonblocking, 0);
1815 }
1816 EXPORT_SYMBOL_GPL(vb2_write);
1817
1818 MODULE_DESCRIPTION("Driver helper framework for Video for Linux 2");
1819 MODULE_AUTHOR("Pawel Osciak <pawel@osciak.com>, Marek Szyprowski");
1820 MODULE_LICENSE("GPL");