Merge branch 'cpuidle' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lenb/linux...
[linux-2.6-block.git] / include / media / media-device.h
1 /*
2  * Media device
3  *
4  * Copyright (C) 2010 Nokia Corporation
5  *
6  * Contacts: Laurent Pinchart <laurent.pinchart@ideasonboard.com>
7  *           Sakari Ailus <sakari.ailus@iki.fi>
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 version 2 as
11  * published by the Free Software Foundation.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
19  * along with this program; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
21  */
22
23 #ifndef _MEDIA_DEVICE_H
24 #define _MEDIA_DEVICE_H
25
26 #include <linux/list.h>
27 #include <linux/mutex.h>
28 #include <linux/spinlock.h>
29
30 #include <media/media-devnode.h>
31 #include <media/media-entity.h>
32
33 /**
34  * DOC: Media Controller
35  *
36  * The media controller userspace API is documented in DocBook format in
37  * Documentation/DocBook/media/v4l/media-controller.xml. This document focus
38  * on the kernel-side implementation of the media framework.
39  *
40  * * Abstract media device model:
41  *
42  * Discovering a device internal topology, and configuring it at runtime, is one
43  * of the goals of the media framework. To achieve this, hardware devices are
44  * modelled as an oriented graph of building blocks called entities connected
45  * through pads.
46  *
47  * An entity is a basic media hardware building block. It can correspond to
48  * a large variety of logical blocks such as physical hardware devices
49  * (CMOS sensor for instance), logical hardware devices (a building block
50  * in a System-on-Chip image processing pipeline), DMA channels or physical
51  * connectors.
52  *
53  * A pad is a connection endpoint through which an entity can interact with
54  * other entities. Data (not restricted to video) produced by an entity
55  * flows from the entity's output to one or more entity inputs. Pads should
56  * not be confused with physical pins at chip boundaries.
57  *
58  * A link is a point-to-point oriented connection between two pads, either
59  * on the same entity or on different entities. Data flows from a source
60  * pad to a sink pad.
61  *
62  *
63  * * Media device:
64  *
65  * A media device is represented by a struct &media_device instance, defined in
66  * include/media/media-device.h. Allocation of the structure is handled by the
67  * media device driver, usually by embedding the &media_device instance in a
68  * larger driver-specific structure.
69  *
70  * Drivers register media device instances by calling
71  *      __media_device_register() via the macro media_device_register()
72  * and unregistered by calling
73  *      media_device_unregister().
74  *
75  * * Entities, pads and links:
76  *
77  * - Entities
78  *
79  * Entities are represented by a struct &media_entity instance, defined in
80  * include/media/media-entity.h. The structure is usually embedded into a
81  * higher-level structure, such as a v4l2_subdev or video_device instance,
82  * although drivers can allocate entities directly.
83  *
84  * Drivers initialize entity pads by calling
85  *      media_entity_pads_init().
86  *
87  * Drivers register entities with a media device by calling
88  *      media_device_register_entity()
89  * and unregistred by calling
90  *      media_device_unregister_entity().
91  *
92  * - Interfaces
93  *
94  * Interfaces are represented by a struct &media_interface instance, defined in
95  * include/media/media-entity.h. Currently, only one type of interface is
96  * defined: a device node. Such interfaces are represented by a struct
97  * &media_intf_devnode.
98  *
99  * Drivers initialize and create device node interfaces by calling
100  *      media_devnode_create()
101  * and remove them by calling:
102  *      media_devnode_remove().
103  *
104  * - Pads
105  *
106  * Pads are represented by a struct &media_pad instance, defined in
107  * include/media/media-entity.h. Each entity stores its pads in a pads array
108  * managed by the entity driver. Drivers usually embed the array in a
109  * driver-specific structure.
110  *
111  * Pads are identified by their entity and their 0-based index in the pads
112  * array.
113  * Both information are stored in the &media_pad structure, making the
114  * &media_pad pointer the canonical way to store and pass link references.
115  *
116  * Pads have flags that describe the pad capabilities and state.
117  *
118  *      %MEDIA_PAD_FL_SINK indicates that the pad supports sinking data.
119  *      %MEDIA_PAD_FL_SOURCE indicates that the pad supports sourcing data.
120  *
121  * NOTE: One and only one of %MEDIA_PAD_FL_SINK and %MEDIA_PAD_FL_SOURCE must
122  * be set for each pad.
123  *
124  * - Links
125  *
126  * Links are represented by a struct &media_link instance, defined in
127  * include/media/media-entity.h. There are two types of links:
128  *
129  * 1. pad to pad links:
130  *
131  * Associate two entities via their PADs. Each entity has a list that points
132  * to all links originating at or targeting any of its pads.
133  * A given link is thus stored twice, once in the source entity and once in
134  * the target entity.
135  *
136  * Drivers create pad to pad links by calling:
137  *      media_create_pad_link() and remove with media_entity_remove_links().
138  *
139  * 2. interface to entity links:
140  *
141  * Associate one interface to a Link.
142  *
143  * Drivers create interface to entity links by calling:
144  *      media_create_intf_link() and remove with media_remove_intf_links().
145  *
146  * NOTE:
147  *
148  * Links can only be created after having both ends already created.
149  *
150  * Links have flags that describe the link capabilities and state. The
151  * valid values are described at media_create_pad_link() and
152  * media_create_intf_link().
153  *
154  * Graph traversal:
155  *
156  * The media framework provides APIs to iterate over entities in a graph.
157  *
158  * To iterate over all entities belonging to a media device, drivers can use
159  * the media_device_for_each_entity macro, defined in
160  * include/media/media-device.h.
161  *
162  *      struct media_entity *entity;
163  *
164  *      media_device_for_each_entity(entity, mdev) {
165  *              // entity will point to each entity in turn
166  *              ...
167  *      }
168  *
169  * Drivers might also need to iterate over all entities in a graph that can be
170  * reached only through enabled links starting at a given entity. The media
171  * framework provides a depth-first graph traversal API for that purpose.
172  *
173  * Note that graphs with cycles (whether directed or undirected) are *NOT*
174  * supported by the graph traversal API. To prevent infinite loops, the graph
175  * traversal code limits the maximum depth to MEDIA_ENTITY_ENUM_MAX_DEPTH,
176  * currently defined as 16.
177  *
178  * Drivers initiate a graph traversal by calling
179  *      media_entity_graph_walk_start()
180  *
181  * The graph structure, provided by the caller, is initialized to start graph
182  * traversal at the given entity.
183  *
184  * Drivers can then retrieve the next entity by calling
185  *      media_entity_graph_walk_next()
186  *
187  * When the graph traversal is complete the function will return NULL.
188  *
189  * Graph traversal can be interrupted at any moment. No cleanup function call
190  * is required and the graph structure can be freed normally.
191  *
192  * Helper functions can be used to find a link between two given pads, or a pad
193  * connected to another pad through an enabled link
194  *      media_entity_find_link() and media_entity_remote_pad()
195  *
196  * Use count and power handling:
197  *
198  * Due to the wide differences between drivers regarding power management
199  * needs, the media controller does not implement power management. However,
200  * the &media_entity structure includes a use_count field that media drivers
201  * can use to track the number of users of every entity for power management
202  * needs.
203  *
204  * The &media_entity.@use_count field is owned by media drivers and must not be
205  * touched by entity drivers. Access to the field must be protected by the
206  * &media_device.@graph_mutex lock.
207  *
208  * Links setup:
209  *
210  * Link properties can be modified at runtime by calling
211  *      media_entity_setup_link()
212  *
213  * Pipelines and media streams:
214  *
215  * When starting streaming, drivers must notify all entities in the pipeline to
216  * prevent link states from being modified during streaming by calling
217  *      media_entity_pipeline_start().
218  *
219  * The function will mark all entities connected to the given entity through
220  * enabled links, either directly or indirectly, as streaming.
221  *
222  * The &media_pipeline instance pointed to by the pipe argument will be stored
223  * in every entity in the pipeline. Drivers should embed the &media_pipeline
224  * structure in higher-level pipeline structures and can then access the
225  * pipeline through the &media_entity pipe field.
226  *
227  * Calls to media_entity_pipeline_start() can be nested. The pipeline pointer
228  * must be identical for all nested calls to the function.
229  *
230  * media_entity_pipeline_start() may return an error. In that case, it will
231  * clean up any of the changes it did by itself.
232  *
233  * When stopping the stream, drivers must notify the entities with
234  *      media_entity_pipeline_stop().
235  *
236  * If multiple calls to media_entity_pipeline_start() have been made the same
237  * number of media_entity_pipeline_stop() calls are required to stop streaming.
238  * The &media_entity pipe field is reset to NULL on the last nested stop call.
239  *
240  * Link configuration will fail with -%EBUSY by default if either end of the
241  * link is a streaming entity. Links that can be modified while streaming must
242  * be marked with the %MEDIA_LNK_FL_DYNAMIC flag.
243  *
244  * If other operations need to be disallowed on streaming entities (such as
245  * changing entities configuration parameters) drivers can explicitly check the
246  * media_entity stream_count field to find out if an entity is streaming. This
247  * operation must be done with the media_device graph_mutex held.
248  *
249  * Link validation:
250  *
251  * Link validation is performed by media_entity_pipeline_start() for any
252  * entity which has sink pads in the pipeline. The
253  * &media_entity.@link_validate() callback is used for that purpose. In
254  * @link_validate() callback, entity driver should check that the properties of
255  * the source pad of the connected entity and its own sink pad match. It is up
256  * to the type of the entity (and in the end, the properties of the hardware)
257  * what matching actually means.
258  *
259  * Subsystems should facilitate link validation by providing subsystem specific
260  * helper functions to provide easy access for commonly needed information, and
261  * in the end provide a way to use driver-specific callbacks.
262  */
263
264 struct ida;
265 struct device;
266
267 /**
268  * struct media_device - Media device
269  * @dev:        Parent device
270  * @devnode:    Media device node
271  * @model:      Device model name
272  * @serial:     Device serial number (optional)
273  * @bus_info:   Unique and stable device location identifier
274  * @hw_revision: Hardware device revision
275  * @driver_version: Device driver version
276  * @topology_version: Monotonic counter for storing the version of the graph
277  *              topology. Should be incremented each time the topology changes.
278  * @id:         Unique ID used on the last registered graph object
279  * @entity_internal_idx: Unique internal entity ID used by the graph traversal
280  *              algorithms
281  * @entity_internal_idx_max: Allocated internal entity indices
282  * @entities:   List of registered entities
283  * @interfaces: List of registered interfaces
284  * @pads:       List of registered pads
285  * @links:      List of registered links
286  * @lock:       Entities list lock
287  * @graph_mutex: Entities graph operation lock
288  * @link_notify: Link state change notification callback
289  *
290  * This structure represents an abstract high-level media device. It allows easy
291  * access to entities and provides basic media device-level support. The
292  * structure can be allocated directly or embedded in a larger structure.
293  *
294  * The parent @dev is a physical device. It must be set before registering the
295  * media device.
296  *
297  * @model is a descriptive model name exported through sysfs. It doesn't have to
298  * be unique.
299  */
300 struct media_device {
301         /* dev->driver_data points to this struct. */
302         struct device *dev;
303         struct media_devnode devnode;
304
305         char model[32];
306         char serial[40];
307         char bus_info[32];
308         u32 hw_revision;
309         u32 driver_version;
310
311         u32 topology_version;
312
313         u32 id;
314         struct ida entity_internal_idx;
315         int entity_internal_idx_max;
316
317         struct list_head entities;
318         struct list_head interfaces;
319         struct list_head pads;
320         struct list_head links;
321
322         /* Protects the graph objects creation/removal */
323         spinlock_t lock;
324         /* Serializes graph operations. */
325         struct mutex graph_mutex;
326
327         int (*link_notify)(struct media_link *link, u32 flags,
328                            unsigned int notification);
329 };
330
331 #ifdef CONFIG_MEDIA_CONTROLLER
332
333 /* Supported link_notify @notification values. */
334 #define MEDIA_DEV_NOTIFY_PRE_LINK_CH    0
335 #define MEDIA_DEV_NOTIFY_POST_LINK_CH   1
336
337 /* media_devnode to media_device */
338 #define to_media_device(node) container_of(node, struct media_device, devnode)
339
340 /**
341  * media_entity_enum_init - Initialise an entity enumeration
342  *
343  * @ent_enum: Entity enumeration to be initialised
344  * @mdev: The related media device
345  *
346  * Returns zero on success or a negative error code.
347  */
348 static inline __must_check int media_entity_enum_init(
349         struct media_entity_enum *ent_enum, struct media_device *mdev)
350 {
351         return __media_entity_enum_init(ent_enum,
352                                         mdev->entity_internal_idx_max + 1);
353 }
354
355 /**
356  * media_device_init() - Initializes a media device element
357  *
358  * @mdev:       pointer to struct &media_device
359  *
360  * This function initializes the media device prior to its registration.
361  * The media device initialization and registration is split in two functions
362  * to avoid race conditions and make the media device available to user-space
363  * before the media graph has been completed.
364  *
365  * So drivers need to first initialize the media device, register any entity
366  * within the media device, create pad to pad links and then finally register
367  * the media device by calling media_device_register() as a final step.
368  */
369 void media_device_init(struct media_device *mdev);
370
371 /**
372  * media_device_cleanup() - Cleanups a media device element
373  *
374  * @mdev:       pointer to struct &media_device
375  *
376  * This function that will destroy the graph_mutex that is
377  * initialized in media_device_init().
378  */
379 void media_device_cleanup(struct media_device *mdev);
380
381 /**
382  * __media_device_register() - Registers a media device element
383  *
384  * @mdev:       pointer to struct &media_device
385  * @owner:      should be filled with %THIS_MODULE
386  *
387  * Users, should, instead, call the media_device_register() macro.
388  *
389  * The caller is responsible for initializing the media_device structure before
390  * registration. The following fields must be set:
391  *
392  *  - dev must point to the parent device (usually a &pci_dev, &usb_interface or
393  *    &platform_device instance).
394  *
395  *  - model must be filled with the device model name as a NUL-terminated UTF-8
396  *    string. The device/model revision must not be stored in this field.
397  *
398  * The following fields are optional:
399  *
400  *  - serial is a unique serial number stored as a NUL-terminated ASCII string.
401  *    The field is big enough to store a GUID in text form. If the hardware
402  *    doesn't provide a unique serial number this field must be left empty.
403  *
404  *  - bus_info represents the location of the device in the system as a
405  *    NUL-terminated ASCII string. For PCI/PCIe devices bus_info must be set to
406  *    "PCI:" (or "PCIe:") followed by the value of pci_name(). For USB devices,
407  *    the usb_make_path() function must be used. This field is used by
408  *    applications to distinguish between otherwise identical devices that don't
409  *    provide a serial number.
410  *
411  *  - hw_revision is the hardware device revision in a driver-specific format.
412  *    When possible the revision should be formatted with the KERNEL_VERSION
413  *    macro.
414  *
415  *  - driver_version is formatted with the KERNEL_VERSION macro. The version
416  *    minor must be incremented when new features are added to the userspace API
417  *    without breaking binary compatibility. The version major must be
418  *    incremented when binary compatibility is broken.
419  *
420  * Notes:
421  *
422  * Upon successful registration a character device named media[0-9]+ is created.
423  * The device major and minor numbers are dynamic. The model name is exported as
424  * a sysfs attribute.
425  *
426  * Unregistering a media device that hasn't been registered is *NOT* safe.
427  *
428  * Return: returns zero on success or a negative error code.
429  */
430 int __must_check __media_device_register(struct media_device *mdev,
431                                          struct module *owner);
432 #define media_device_register(mdev) __media_device_register(mdev, THIS_MODULE)
433
434 /**
435  * __media_device_unregister() - Unegisters a media device element
436  *
437  * @mdev:       pointer to struct &media_device
438  *
439  *
440  * It is safe to call this function on an unregistered (but initialised)
441  * media device.
442  */
443 void media_device_unregister(struct media_device *mdev);
444
445 /**
446  * media_device_register_entity() - registers a media entity inside a
447  *      previously registered media device.
448  *
449  * @mdev:       pointer to struct &media_device
450  * @entity:     pointer to struct &media_entity to be registered
451  *
452  * Entities are identified by a unique positive integer ID. The media
453  * controller framework will such ID automatically. IDs are not guaranteed
454  * to be contiguous, and the ID number can change on newer Kernel versions.
455  * So, neither the driver nor userspace should hardcode ID numbers to refer
456  * to the entities, but, instead, use the framework to find the ID, when
457  * needed.
458  *
459  * The media_entity name, type and flags fields should be initialized before
460  * calling media_device_register_entity(). Entities embedded in higher-level
461  * standard structures can have some of those fields set by the higher-level
462  * framework.
463  *
464  * If the device has pads, media_entity_pads_init() should be called before
465  * this function. Otherwise, the &media_entity.@pad and &media_entity.@num_pads
466  * should be zeroed before calling this function.
467  *
468  * Entities have flags that describe the entity capabilities and state:
469  *
470  * %MEDIA_ENT_FL_DEFAULT indicates the default entity for a given type.
471  *      This can be used to report the default audio and video devices or the
472  *      default camera sensor.
473  *
474  * NOTE: Drivers should set the entity function before calling this function.
475  * Please notice that the values %MEDIA_ENT_F_V4L2_SUBDEV_UNKNOWN and
476  * %MEDIA_ENT_F_UNKNOWN should not be used by the drivers.
477  */
478 int __must_check media_device_register_entity(struct media_device *mdev,
479                                               struct media_entity *entity);
480
481 /*
482  * media_device_unregister_entity() - unregisters a media entity.
483  *
484  * @entity:     pointer to struct &media_entity to be unregistered
485  *
486  * All links associated with the entity and all PADs are automatically
487  * unregistered from the media_device when this function is called.
488  *
489  * Unregistering an entity will not change the IDs of the other entities and
490  * the previoully used ID will never be reused for a newly registered entities.
491  *
492  * When a media device is unregistered, all its entities are unregistered
493  * automatically. No manual entities unregistration is then required.
494  *
495  * Note: the media_entity instance itself must be freed explicitly by
496  * the driver if required.
497  */
498 void media_device_unregister_entity(struct media_entity *entity);
499
500 /**
501  * media_device_get_devres() -  get media device as device resource
502  *                              creates if one doesn't exist
503  *
504  * @dev: pointer to struct &device.
505  *
506  * Sometimes, the media controller &media_device needs to be shared by more
507  * than one driver. This function adds support for that, by dynamically
508  * allocating the &media_device and allowing it to be obtained from the
509  * struct &device associated with the common device where all sub-device
510  * components belong. So, for example, on an USB device with multiple
511  * interfaces, each interface may be handled by a separate per-interface
512  * drivers. While each interface have its own &device, they all share a
513  * common &device associated with the hole USB device.
514  */
515 struct media_device *media_device_get_devres(struct device *dev);
516
517 /**
518  * media_device_find_devres() - find media device as device resource
519  *
520  * @dev: pointer to struct &device.
521  */
522 struct media_device *media_device_find_devres(struct device *dev);
523
524 /* Iterate over all entities. */
525 #define media_device_for_each_entity(entity, mdev)                      \
526         list_for_each_entry(entity, &(mdev)->entities, graph_obj.list)
527
528 /* Iterate over all interfaces. */
529 #define media_device_for_each_intf(intf, mdev)                  \
530         list_for_each_entry(intf, &(mdev)->interfaces, graph_obj.list)
531
532 /* Iterate over all pads. */
533 #define media_device_for_each_pad(pad, mdev)                    \
534         list_for_each_entry(pad, &(mdev)->pads, graph_obj.list)
535
536 /* Iterate over all links. */
537 #define media_device_for_each_link(link, mdev)                  \
538         list_for_each_entry(link, &(mdev)->links, graph_obj.list)
539 #else
540 static inline int media_device_register(struct media_device *mdev)
541 {
542         return 0;
543 }
544 static inline void media_device_unregister(struct media_device *mdev)
545 {
546 }
547 static inline int media_device_register_entity(struct media_device *mdev,
548                                                 struct media_entity *entity)
549 {
550         return 0;
551 }
552 static inline void media_device_unregister_entity(struct media_entity *entity)
553 {
554 }
555 static inline struct media_device *media_device_get_devres(struct device *dev)
556 {
557         return NULL;
558 }
559 static inline struct media_device *media_device_find_devres(struct device *dev)
560 {
561         return NULL;
562 }
563 #endif /* CONFIG_MEDIA_CONTROLLER */
564 #endif