Quelle  vsp1_histo.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
/*
 * vsp1_histo.c  --  R-Car VSP1 Histogram API
 *
 * Copyright (C) 2016 Renesas Electronics Corporation
 * Copyright (C) 2016 Laurent Pinchart
 *
 * Contact: Laurent Pinchart (laurent.pinchart@ideasonboard.com)
 */

#include <linux/device.h>
#include <linux/gfp.h>

#include <media/v4l2-ioctl.h>
#include <media/v4l2-subdev.h>
#include <media/videobuf2-vmalloc.h>

#include "vsp1.h"
#include "vsp1_histo.h"
#include "vsp1_pipe.h"

#define HISTO_MIN_SIZE    4U
#define HISTO_MAX_SIZE    8192U

/* -----------------------------------------------------------------------------
 * Buffer Operations
 */

static inline struct vsp1_histogram_buffer *
to_vsp1_histogram_buffer(struct vb2_v4l2_buffer *vbuf)
{
 return container_of(vbuf, struct vsp1_histogram_buffer, buf);
}

struct vsp1_histogram_buffer *
vsp1_histogram_buffer_get(struct vsp1_histogram *histo)
{
 struct vsp1_histogram_buffer *buf = NULL;

 spin_lock(&histo->irqlock);

 if (list_empty(&histo->irqqueue))
  goto done;

 buf = list_first_entry(&histo->irqqueue, struct vsp1_histogram_buffer,
          queue);
 list_del(&buf->queue);
 histo->readout = true;

done:
 spin_unlock(&histo->irqlock);
 return buf;
}

void vsp1_histogram_buffer_complete(struct vsp1_histogram *histo,
        struct vsp1_histogram_buffer *buf,
        size_t size)
{
 struct vsp1_pipeline *pipe = histo->entity.pipe;

 /*
 * The pipeline pointer is guaranteed to be valid as this function is
 * called from the frame completion interrupt handler, which can only
 * occur when video streaming is active.
 */
 buf->buf.sequence = pipe->sequence;
 buf->buf.vb2_buf.timestamp = ktime_get_ns();
 vb2_set_plane_payload(&buf->buf.vb2_buf, 0, size);
 vb2_buffer_done(&buf->buf.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_DONE);

 spin_lock(&histo->irqlock);
 histo->readout = false;
 wake_up(&histo->wait_queue);
 spin_unlock(&histo->irqlock);
}

/* -----------------------------------------------------------------------------
 * videobuf2 Queue Operations
 */

static int histo_queue_setup(struct vb2_queue *vq, unsigned int *nbuffers,
        unsigned int *nplanes, unsigned int sizes[],
        struct device *alloc_devs[])
{
 struct vsp1_histogram *histo = vb2_get_drv_priv(vq);

 if (*nplanes) {
  if (*nplanes != 1)
   return -EINVAL;

  if (sizes[0] < histo->data_size)
   return -EINVAL;

  return 0;
 }

 *nplanes = 1;
 sizes[0] = histo->data_size;

 return 0;
}

static int histo_buffer_prepare(struct vb2_buffer *vb)
{
 struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 struct vsp1_histogram *histo = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 struct vsp1_histogram_buffer *buf = to_vsp1_histogram_buffer(vbuf);

 if (vb->num_planes != 1)
  return -EINVAL;

 if (vb2_plane_size(vb, 0) < histo->data_size)
  return -EINVAL;

 buf->addr = vb2_plane_vaddr(vb, 0);

 return 0;
}

static void histo_buffer_queue(struct vb2_buffer *vb)
{
 struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb);
 struct vsp1_histogram *histo = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
 struct vsp1_histogram_buffer *buf = to_vsp1_histogram_buffer(vbuf);

 spin_lock_irq(&histo->irqlock);
 list_add_tail(&buf->queue, &histo->irqqueue);
 spin_unlock_irq(&histo->irqlock);
}

static int histo_start_streaming(struct vb2_queue *vq, unsigned int count)
{
 return 0;
}

static void histo_stop_streaming(struct vb2_queue *vq)
{
 struct vsp1_histogram *histo = vb2_get_drv_priv(vq);
 struct vsp1_histogram_buffer *buffer;

 spin_lock_irq(&histo->irqlock);

 /* Remove all buffers from the IRQ queue. */
 list_for_each_entry(buffer, &histo->irqqueue, queue)
  vb2_buffer_done(&buffer->buf.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_ERROR);
 INIT_LIST_HEAD(&histo->irqqueue);

 /* Wait for the buffer being read out (if any) to complete. */
 wait_event_lock_irq(histo->wait_queue, !histo->readout, histo->irqlock);

 spin_unlock_irq(&histo->irqlock);
}

static const struct vb2_ops histo_video_queue_qops = {
 .queue_setup = histo_queue_setup,
 .buf_prepare = histo_buffer_prepare,
 .buf_queue = histo_buffer_queue,
 .start_streaming = histo_start_streaming,
 .stop_streaming = histo_stop_streaming,
};

/* -----------------------------------------------------------------------------
 * V4L2 Subdevice Operations
 */

static int histo_enum_mbus_code(struct v4l2_subdev *subdev,
    struct v4l2_subdev_state *sd_state,
    struct v4l2_subdev_mbus_code_enum *code)
{
 struct vsp1_histogram *histo = subdev_to_histo(subdev);

 if (code->pad == HISTO_PAD_SOURCE) {
  code->code = MEDIA_BUS_FMT_FIXED;
  return 0;
 }

 return vsp1_subdev_enum_mbus_code(subdev, sd_state, code,
       histo->formats,
       histo->num_formats);
}

static int histo_enum_frame_size(struct v4l2_subdev *subdev,
     struct v4l2_subdev_state *sd_state,
     struct v4l2_subdev_frame_size_enum *fse)
{
 if (fse->pad != HISTO_PAD_SINK)
  return -EINVAL;

 return vsp1_subdev_enum_frame_size(subdev, sd_state, fse,
        HISTO_MIN_SIZE,
        HISTO_MIN_SIZE, HISTO_MAX_SIZE,
        HISTO_MAX_SIZE);
}

static int histo_get_selection(struct v4l2_subdev *subdev,
          struct v4l2_subdev_state *sd_state,
          struct v4l2_subdev_selection *sel)
{
 struct vsp1_histogram *histo = subdev_to_histo(subdev);
 struct v4l2_subdev_state *state;
 struct v4l2_mbus_framefmt *format;
 struct v4l2_rect *crop;
 int ret = 0;

 if (sel->pad != HISTO_PAD_SINK)
  return -EINVAL;

 mutex_lock(&histo->entity.lock);

 state = vsp1_entity_get_state(&histo->entity, sd_state, sel->which);
 if (!state) {
  ret = -EINVAL;
  goto done;
 }

 switch (sel->target) {
 case V4L2_SEL_TGT_COMPOSE_BOUNDS:
 case V4L2_SEL_TGT_COMPOSE_DEFAULT:
  crop = v4l2_subdev_state_get_crop(state, HISTO_PAD_SINK);
  sel->r.left = 0;
  sel->r.top = 0;
  sel->r.width = crop->width;
  sel->r.height = crop->height;
  break;

 case V4L2_SEL_TGT_CROP_BOUNDS:
 case V4L2_SEL_TGT_CROP_DEFAULT:
  format = v4l2_subdev_state_get_format(state, HISTO_PAD_SINK);
  sel->r.left = 0;
  sel->r.top = 0;
  sel->r.width = format->width;
  sel->r.height = format->height;
  break;

 case V4L2_SEL_TGT_COMPOSE:
  sel->r = *v4l2_subdev_state_get_compose(state, sel->pad);
  break;

 case V4L2_SEL_TGT_CROP:
  sel->r = *v4l2_subdev_state_get_crop(state, sel->pad);
  break;

 default:
  ret = -EINVAL;
  break;
 }

done:
 mutex_unlock(&histo->entity.lock);
 return ret;
}

static int histo_set_crop(struct v4l2_subdev *subdev,
     struct v4l2_subdev_state *sd_state,
     struct v4l2_subdev_selection *sel)
{
 struct v4l2_mbus_framefmt *format;

 /* The crop rectangle must be inside the input frame. */
 format = v4l2_subdev_state_get_format(sd_state, HISTO_PAD_SINK);
 sel->r.left = clamp_t(unsigned int, sel->r.left, 0, format->width - 1);
 sel->r.top = clamp_t(unsigned int, sel->r.top, 0, format->height - 1);
 sel->r.width = clamp_t(unsigned int, sel->r.width, HISTO_MIN_SIZE,
          format->width - sel->r.left);
 sel->r.height = clamp_t(unsigned int, sel->r.height, HISTO_MIN_SIZE,
    format->height - sel->r.top);

 /* Set the crop rectangle and reset the compose rectangle. */
 *v4l2_subdev_state_get_crop(sd_state, sel->pad) = sel->r;
 *v4l2_subdev_state_get_compose(sd_state, sel->pad) = sel->r;

 return 0;
}

static int histo_set_compose(struct v4l2_subdev *subdev,
        struct v4l2_subdev_state *sd_state,
        struct v4l2_subdev_selection *sel)
{
 struct v4l2_rect *compose;
 struct v4l2_rect *crop;
 unsigned int ratio;

 /*
 * The compose rectangle is used to configure downscaling, the top left
 * corner is fixed to (0,0) and the size to 1/2 or 1/4 of the crop
 * rectangle.
 */
 sel->r.left = 0;
 sel->r.top = 0;

 crop = v4l2_subdev_state_get_crop(sd_state, sel->pad);

 /*
 * Clamp the width and height to acceptable values first and then
 * compute the closest rounded dividing ratio.
 *
 * Ratio Rounded ratio
 * --------------------------
 * [1.0 1.5[ 1
 * [1.5 3.0[ 2
 * [3.0 4.0] 4
 *
 * The rounded ratio can be computed using
 *
 * 1 << (ceil(ratio * 2) / 3)
 */
 sel->r.width = clamp(sel->r.width, crop->width / 4, crop->width);
 ratio = 1 << (crop->width * 2 / sel->r.width / 3);
 sel->r.width = crop->width / ratio;


 sel->r.height = clamp(sel->r.height, crop->height / 4, crop->height);
 ratio = 1 << (crop->height * 2 / sel->r.height / 3);
 sel->r.height = crop->height / ratio;

 compose = v4l2_subdev_state_get_compose(sd_state, sel->pad);
 *compose = sel->r;

 return 0;
}

static int histo_set_selection(struct v4l2_subdev *subdev,
          struct v4l2_subdev_state *sd_state,
          struct v4l2_subdev_selection *sel)
{
 struct vsp1_histogram *histo = subdev_to_histo(subdev);
 struct v4l2_subdev_state *state;
 int ret;

 if (sel->pad != HISTO_PAD_SINK)
  return -EINVAL;

 mutex_lock(&histo->entity.lock);

 state = vsp1_entity_get_state(&histo->entity, sd_state, sel->which);
 if (!state) {
  ret = -EINVAL;
  goto done;
 }

 if (sel->target == V4L2_SEL_TGT_CROP)
  ret = histo_set_crop(subdev, state, sel);
 else if (sel->target == V4L2_SEL_TGT_COMPOSE)
  ret = histo_set_compose(subdev, state, sel);
 else
  ret = -EINVAL;

done:
 mutex_unlock(&histo->entity.lock);
 return ret;
}

static int histo_set_format(struct v4l2_subdev *subdev,
       struct v4l2_subdev_state *sd_state,
       struct v4l2_subdev_format *fmt)
{
 struct vsp1_histogram *histo = subdev_to_histo(subdev);

 if (fmt->pad == HISTO_PAD_SOURCE) {
  fmt->format.code = MEDIA_BUS_FMT_FIXED;
  fmt->format.width = 0;
  fmt->format.height = 0;
  fmt->format.field = V4L2_FIELD_NONE;
  fmt->format.colorspace = V4L2_COLORSPACE_RAW;

  return 0;
 }

 return vsp1_subdev_set_pad_format(subdev, sd_state, fmt,
       histo->formats, histo->num_formats,
       HISTO_MIN_SIZE, HISTO_MIN_SIZE,
       HISTO_MAX_SIZE, HISTO_MAX_SIZE);
}

static const struct v4l2_subdev_pad_ops histo_pad_ops = {
 .enum_mbus_code = histo_enum_mbus_code,
 .enum_frame_size = histo_enum_frame_size,
 .get_fmt = vsp1_subdev_get_pad_format,
 .set_fmt = histo_set_format,
 .get_selection = histo_get_selection,
 .set_selection = histo_set_selection,
};

static const struct v4l2_subdev_ops histo_ops = {
 .pad    = &histo_pad_ops,
};

/* -----------------------------------------------------------------------------
 * V4L2 ioctls
 */

static int histo_v4l2_querycap(struct file *file, void *fh,
          struct v4l2_capability *cap)
{
 struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
 struct vsp1_histogram *histo = vdev_to_histo(vfh->vdev);

 cap->capabilities = V4L2_CAP_DEVICE_CAPS | V4L2_CAP_STREAMING
     | V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE_MPLANE
     | V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT_MPLANE
     | V4L2_CAP_META_CAPTURE;

 strscpy(cap->driver, "vsp1", sizeof(cap->driver));
 strscpy(cap->card, histo->video.name, sizeof(cap->card));

 return 0;
}

static int histo_v4l2_enum_format(struct file *file, void *fh,
      struct v4l2_fmtdesc *f)
{
 struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
 struct vsp1_histogram *histo = vdev_to_histo(vfh->vdev);

 if (f->index > 0 || f->type != histo->queue.type)
  return -EINVAL;

 f->pixelformat = histo->meta_format;

 return 0;
}

static int histo_v4l2_get_format(struct file *file, void *fh,
     struct v4l2_format *format)
{
 struct v4l2_fh *vfh = file->private_data;
 struct vsp1_histogram *histo = vdev_to_histo(vfh->vdev);
 struct v4l2_meta_format *meta = &format->fmt.meta;

 if (format->type != histo->queue.type)
  return -EINVAL;

 memset(meta, 0, sizeof(*meta));

 meta->dataformat = histo->meta_format;
 meta->buffersize = histo->data_size;

 return 0;
}

static const struct v4l2_ioctl_ops histo_v4l2_ioctl_ops = {
 .vidioc_querycap  = histo_v4l2_querycap,
 .vidioc_enum_fmt_meta_cap = histo_v4l2_enum_format,
 .vidioc_g_fmt_meta_cap  = histo_v4l2_get_format,
 .vidioc_s_fmt_meta_cap  = histo_v4l2_get_format,
 .vidioc_try_fmt_meta_cap = histo_v4l2_get_format,
 .vidioc_reqbufs   = vb2_ioctl_reqbufs,
 .vidioc_querybuf  = vb2_ioctl_querybuf,
 .vidioc_qbuf   = vb2_ioctl_qbuf,
 .vidioc_dqbuf   = vb2_ioctl_dqbuf,
 .vidioc_create_bufs  = vb2_ioctl_create_bufs,
 .vidioc_prepare_buf  = vb2_ioctl_prepare_buf,
 .vidioc_streamon  = vb2_ioctl_streamon,
 .vidioc_streamoff  = vb2_ioctl_streamoff,
};

/* -----------------------------------------------------------------------------
 * V4L2 File Operations
 */

static const struct v4l2_file_operations histo_v4l2_fops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .unlocked_ioctl = video_ioctl2,
 .open = v4l2_fh_open,
 .release = vb2_fop_release,
 .poll = vb2_fop_poll,
 .mmap = vb2_fop_mmap,
};

static void vsp1_histogram_cleanup(struct vsp1_histogram *histo)
{
 if (video_is_registered(&histo->video))
  video_unregister_device(&histo->video);

 media_entity_cleanup(&histo->video.entity);
}

void vsp1_histogram_destroy(struct vsp1_entity *entity)
{
 struct vsp1_histogram *histo = subdev_to_histo(&entity->subdev);

 vsp1_histogram_cleanup(histo);
}

int vsp1_histogram_init(struct vsp1_device *vsp1, struct vsp1_histogram *histo,
   enum vsp1_entity_type type, const char *name,
   const struct vsp1_entity_operations *ops,
   const unsigned int *formats, unsigned int num_formats,
   size_t data_size, u32 meta_format)
{
 int ret;

 histo->formats = formats;
 histo->num_formats = num_formats;
 histo->data_size = data_size;
 histo->meta_format = meta_format;

 histo->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SINK;
 histo->video.vfl_dir = VFL_DIR_RX;

 mutex_init(&histo->lock);
 spin_lock_init(&histo->irqlock);
 INIT_LIST_HEAD(&histo->irqqueue);
 init_waitqueue_head(&histo->wait_queue);

 /* Initialize the VSP entity... */
 histo->entity.ops = ops;
 histo->entity.type = type;

 ret = vsp1_entity_init(vsp1, &histo->entity, name, 2, &histo_ops,
          MEDIA_ENT_F_PROC_VIDEO_STATISTICS);
 if (ret < 0)
  return ret;

 /* ... and the media entity... */
 ret = media_entity_pads_init(&histo->video.entity, 1, &histo->pad);
 if (ret < 0)
  return ret;

 /* ... and the video node... */
 histo->video.v4l2_dev = &vsp1->v4l2_dev;
 histo->video.fops = &histo_v4l2_fops;
 snprintf(histo->video.name, sizeof(histo->video.name),
   "%s histo", histo->entity.subdev.name);
 histo->video.vfl_type = VFL_TYPE_VIDEO;
 histo->video.release = video_device_release_empty;
 histo->video.ioctl_ops = &histo_v4l2_ioctl_ops;
 histo->video.device_caps = V4L2_CAP_META_CAPTURE | V4L2_CAP_STREAMING;

 video_set_drvdata(&histo->video, histo);

 /* ... and the buffers queue... */
 histo->queue.type = V4L2_BUF_TYPE_META_CAPTURE;
 histo->queue.io_modes = VB2_MMAP | VB2_USERPTR | VB2_DMABUF;
 histo->queue.lock = &histo->lock;
 histo->queue.drv_priv = histo;
 histo->queue.buf_struct_size = sizeof(struct vsp1_histogram_buffer);
 histo->queue.ops = &histo_video_queue_qops;
 histo->queue.mem_ops = &vb2_vmalloc_memops;
 histo->queue.timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_COPY;
 histo->queue.dev = vsp1->dev;
 ret = vb2_queue_init(&histo->queue);
 if (ret < 0) {
  dev_err(vsp1->dev, "failed to initialize vb2 queue\n");
  goto error;
 }

 /* ... and register the video device. */
 histo->video.queue = &histo->queue;
 ret = video_register_device(&histo->video, VFL_TYPE_VIDEO, -1);
 if (ret < 0) {
  dev_err(vsp1->dev, "failed to register video device\n");
  goto error;
 }

 return 0;

error:
 vsp1_histogram_cleanup(histo);
 return ret;
}