drivers/media/video/v4l2-dev.c

   1 /*
   2  * Video capture interface for Linux version 2
   3  *
   4  *      A generic video device interface for the LINUX operating system
   5  *      using a set of device structures/vectors for low level operations.
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Authors:     Alan Cox, <alan@lxorguk.ukuu.org.uk> (version 1)
  13  *              Mauro Carvalho Chehab <mchehab@infradead.org> (version 2)
  14  *
  15  * Fixes:       20000516  Claudio Matsuoka <claudio@conectiva.com>
  16  *              - Added procfs support
  17  */
  18
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/types.h>
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/string.h>
  24 #include <linux/errno.h>
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/kmod.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <asm/uaccess.h>
  29 #include <asm/system.h>
  30
  31 #include <media/v4l2-common.h>
  32 #include <media/v4l2-device.h>
  33 #include <media/v4l2-ioctl.h>
  34
  35 #define VIDEO_NUM_DEVICES       256
  36 #define VIDEO_NAME              "video4linux"
  37
  38 /*
  39  *      sysfs stuff
  40  */
  41
  42 static ssize_t show_index(struct device *cd,
  43                          struct device_attribute *attr, char *buf)
  44 {
  45         struct video_device *vdev = to_video_device(cd);
  46
  47         return sprintf(buf, "%i\n", vdev->index);
  48 }
  49
  50 static ssize_t show_name(struct device *cd,
  51                          struct device_attribute *attr, char *buf)
  52 {
  53         struct video_device *vdev = to_video_device(cd);
  54
  55         return sprintf(buf, "%.*s\n", (int)sizeof(vdev->name), vdev->name);
  56 }
  57
  58 static struct device_attribute video_device_attrs[] = {
  59         __ATTR(name, S_IRUGO, show_name, NULL),
  60         __ATTR(index, S_IRUGO, show_index, NULL),
  61         __ATTR_NULL
  62 };
  63
  64 /*
  65  *      Active devices
  66  */
  67 static struct video_device *video_device[VIDEO_NUM_DEVICES];
  68 static DEFINE_MUTEX(videodev_lock);
  69 static DECLARE_BITMAP(devnode_nums[VFL_TYPE_MAX], VIDEO_NUM_DEVICES);
  70
  71 struct video_device *video_device_alloc(void)
  72 {
  73         return kzalloc(sizeof(struct video_device), GFP_KERNEL);
  74 }
  75 EXPORT_SYMBOL(video_device_alloc);
  76
  77 void video_device_release(struct video_device *vdev)
  78 {
  79         kfree(vdev);
  80 }
  81 EXPORT_SYMBOL(video_device_release);
  82
  83 void video_device_release_empty(struct video_device *vdev)
  84 {
  85         /* Do nothing */
  86         /* Only valid when the video_device struct is a static. */
  87 }
  88 EXPORT_SYMBOL(video_device_release_empty);
  89
  90 static inline void video_get(struct video_device *vdev)
  91 {
  92         get_device(&vdev->dev);
  93 }
  94
  95 static inline void video_put(struct video_device *vdev)
  96 {
  97         put_device(&vdev->dev);
  98 }
  99
 100 /* Called when the last user of the video device exits. */
 101 static void v4l2_device_release(struct device *cd)
 102 {
 103         struct video_device *vdev = to_video_device(cd);
 104
 105         mutex_lock(&videodev_lock);
 106         if (video_device[vdev->minor] != vdev) {
 107                 mutex_unlock(&videodev_lock);
 108                 /* should not happen */
 109                 WARN_ON(1);
 110                 return;
 111         }
 112
 113         /* Free up this device for reuse */
 114         video_device[vdev->minor] = NULL;
 115
 116         /* Delete the cdev on this minor as well */
 117         cdev_del(vdev->cdev);
 118         /* Just in case some driver tries to access this from
 119            the release() callback. */
 120         vdev->cdev = NULL;
 121
 122         /* Mark device node number as free */
 123         clear_bit(vdev->num, devnode_nums[vdev->vfl_type]);
 124
 125         mutex_unlock(&videodev_lock);
 126
 127         /* Release video_device and perform other
 128            cleanups as needed. */
 129         vdev->release(vdev);
 130 }
 131
 132 static struct class video_class = {
 133         .name = VIDEO_NAME,
 134         .dev_attrs = video_device_attrs,
 135 };
 136
 137 struct video_device *video_devdata(struct file *file)
 138 {
 139         return video_device[iminor(file->f_path.dentry->d_inode)];
 140 }
 141 EXPORT_SYMBOL(video_devdata);
 142
 143 static ssize_t v4l2_read(struct file *filp, char __user *buf,
 144                 size_t sz, loff_t *off)
 145 {
 146         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 147
 148         if (!vdev->fops->read)
 149                 return -EINVAL;
 150         if (video_is_unregistered(vdev))
 151                 return -EIO;
 152         return vdev->fops->read(filp, buf, sz, off);
 153 }
 154
 155 static ssize_t v4l2_write(struct file *filp, const char __user *buf,
 156                 size_t sz, loff_t *off)
 157 {
 158         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 159
 160         if (!vdev->fops->write)
 161                 return -EINVAL;
 162         if (video_is_unregistered(vdev))
 163                 return -EIO;
 164         return vdev->fops->write(filp, buf, sz, off);
 165 }
 166
 167 static unsigned int v4l2_poll(struct file *filp, struct poll_table_struct *poll)
 168 {
 169         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 170
 171         if (!vdev->fops->poll || video_is_unregistered(vdev))
 172                 return DEFAULT_POLLMASK;
 173         return vdev->fops->poll(filp, poll);
 174 }
 175
 176 static int v4l2_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,
 177                 unsigned int cmd, unsigned long arg)
 178 {
 179         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 180
 181         if (!vdev->fops->ioctl)
 182                 return -ENOTTY;
 183         /* Allow ioctl to continue even if the device was unregistered.
 184            Things like dequeueing buffers might still be useful. */
 185         return vdev->fops->ioctl(filp, cmd, arg);
 186 }
 187
 188 static long v4l2_unlocked_ioctl(struct file *filp,
 189                 unsigned int cmd, unsigned long arg)
 190 {
 191         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 192
 193         if (!vdev->fops->unlocked_ioctl)
 194                 return -ENOTTY;
 195         /* Allow ioctl to continue even if the device was unregistered.
 196            Things like dequeueing buffers might still be useful. */
 197         return vdev->fops->unlocked_ioctl(filp, cmd, arg);
 198 }
 199
 200 #ifdef CONFIG_MMU
 201 #define v4l2_get_unmapped_area NULL
 202 #else
 203 static unsigned long v4l2_get_unmapped_area(struct file *filp,
 204                 unsigned long addr, unsigned long len, unsigned long pgoff,
 205                 unsigned long flags)
 206 {
 207         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 208
 209         if (!vdev->fops->get_unmapped_area)
 210                 return -ENOSYS;
 211         if (video_is_unregistered(vdev))
 212                 return -ENODEV;
 213         return vdev->fops->get_unmapped_area(filp, addr, len, pgoff, flags);
 214 }
 215 #endif
 216
 217 static int v4l2_mmap(struct file *filp, struct vm_area_struct *vm)
 218 {
 219         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 220
 221         if (!vdev->fops->mmap ||
 222             video_is_unregistered(vdev))
 223                 return -ENODEV;
 224         return vdev->fops->mmap(filp, vm);
 225 }
 226
 227 /* Override for the open function */
 228 static int v4l2_open(struct inode *inode, struct file *filp)
 229 {
 230         struct video_device *vdev;
 231         int ret = 0;
 232
 233         /* Check if the video device is available */
 234         mutex_lock(&videodev_lock);
 235         vdev = video_devdata(filp);
 236         /* return ENODEV if the video device has been removed
 237            already or if it is not registered anymore. */
 238         if (vdev == NULL || video_is_unregistered(vdev)) {
 239                 mutex_unlock(&videodev_lock);
 240                 return -ENODEV;
 241         }
 242         /* and increase the device refcount */
 243         video_get(vdev);
 244         mutex_unlock(&videodev_lock);
 245         if (vdev->fops->open)
 246                 ret = vdev->fops->open(filp);
 247
 248         /* decrease the refcount in case of an error */
 249         if (ret)
 250                 video_put(vdev);
 251         return ret;
 252 }
 253
 254 /* Override for the release function */
 255 static int v4l2_release(struct inode *inode, struct file *filp)
 256 {
 257         struct video_device *vdev = video_devdata(filp);
 258         int ret = 0;
 259
 260         if (vdev->fops->release)
 261                 vdev->fops->release(filp);
 262
 263         /* decrease the refcount unconditionally since the release()
 264            return value is ignored. */
 265         video_put(vdev);
 266         return ret;
 267 }
 268
 269 static const struct file_operations v4l2_unlocked_fops = {
 270         .owner = THIS_MODULE,
 271         .read = v4l2_read,
 272         .write = v4l2_write,
 273         .open = v4l2_open,
 274         .get_unmapped_area = v4l2_get_unmapped_area,
 275         .mmap = v4l2_mmap,
 276         .unlocked_ioctl = v4l2_unlocked_ioctl,
 277 #ifdef CONFIG_COMPAT
 278         .compat_ioctl = v4l2_compat_ioctl32,
 279 #endif
 280         .release = v4l2_release,
 281         .poll = v4l2_poll,
 282         .llseek = no_llseek,
 283 };
 284
 285 static const struct file_operations v4l2_fops = {
 286         .owner = THIS_MODULE,
 287         .read = v4l2_read,
 288         .write = v4l2_write,
 289         .open = v4l2_open,
 290         .get_unmapped_area = v4l2_get_unmapped_area,
 291         .mmap = v4l2_mmap,
 292         .ioctl = v4l2_ioctl,
 293 #ifdef CONFIG_COMPAT
 294         .compat_ioctl = v4l2_compat_ioctl32,
 295 #endif
 296         .release = v4l2_release,
 297         .poll = v4l2_poll,
 298         .llseek = no_llseek,
 299 };
 300
 301 /**
 302  * get_index - assign stream index number based on parent device
 303  * @vdev: video_device to assign index number to, vdev->parent should be assigned
 304  *
 305  * Note that when this is called the new device has not yet been registered
 306  * in the video_device array, but it was able to obtain a minor number.
 307  *
 308  * This means that we can always obtain a free stream index number since
 309  * the worst case scenario is that there are VIDEO_NUM_DEVICES - 1 slots in
 310  * use of the video_device array.
 311  *
 312  * Returns a free index number.
 313  */
 314 static int get_index(struct video_device *vdev)
 315 {
 316         /* This can be static since this function is called with the global
 317            videodev_lock held. */
 318         static DECLARE_BITMAP(used, VIDEO_NUM_DEVICES);
 319         int i;
 320
 321         /* Some drivers do not set the parent. In that case always return 0. */
 322         if (vdev->parent == NULL)
 323                 return 0;
 324
 325         bitmap_zero(used, VIDEO_NUM_DEVICES);
 326
 327         for (i = 0; i < VIDEO_NUM_DEVICES; i++) {
 328                 if (video_device[i] != NULL &&
 329                     video_device[i]->parent == vdev->parent) {
 330                         set_bit(video_device[i]->index, used);
 331                 }
 332         }
 333
 334         return find_first_zero_bit(used, VIDEO_NUM_DEVICES);
 335 }
 336
 337 /**
 338  *      video_register_device - register video4linux devices
 339  *      @vdev: video device structure we want to register
 340  *      @type: type of device to register
 341  *      @nr:   which device node number (0 == /dev/video0, 1 == /dev/video1, ...
 342  *             -1 == first free)
 343  *
 344  *      The registration code assigns minor numbers and device node numbers
 345  *      based on the requested type and registers the new device node with
 346  *      the kernel.
 347  *      An error is returned if no free minor or device node number could be
 348  *      found, or if the registration of the device node failed.
 349  *
 350  *      Zero is returned on success.
 351  *
 352  *      Valid types are
 353  *
 354  *      %VFL_TYPE_GRABBER - A frame grabber
 355  *
 356  *      %VFL_TYPE_VTX - A teletext device
 357  *
 358  *      %VFL_TYPE_VBI - Vertical blank data (undecoded)
 359  *
 360  *      %VFL_TYPE_RADIO - A radio card
 361  */
 362 int video_register_device(struct video_device *vdev, int type, int nr)
 363 {
 364         int i = 0;
 365         int ret;
 366         int minor_offset = 0;
 367         int minor_cnt = VIDEO_NUM_DEVICES;
 368         const char *name_base;
 369         void *priv = video_get_drvdata(vdev);
 370
 371         /* A minor value of -1 marks this video device as never
 372            having been registered */
 373         vdev->minor = -1;
 374
 375         /* the release callback MUST be present */
 376         WARN_ON(!vdev->release);
 377         if (!vdev->release)
 378                 return -EINVAL;
 379
 380         /* Part 1: check device type */
 381         switch (type) {
 382         case VFL_TYPE_GRABBER:
 383                 name_base = "video";
 384                 break;
 385         case VFL_TYPE_VTX:
 386                 name_base = "vtx";
 387                 break;
 388         case VFL_TYPE_VBI:
 389                 name_base = "vbi";
 390                 break;
 391         case VFL_TYPE_RADIO:
 392                 name_base = "radio";
 393                 break;
 394         default:
 395                 printk(KERN_ERR "%s called with unknown type: %d\n",
 396                        __func__, type);
 397                 return -EINVAL;
 398         }
 399
 400         vdev->vfl_type = type;
 401         vdev->cdev = NULL;
 402         if (vdev->v4l2_dev && vdev->v4l2_dev->dev)
 403                 vdev->parent = vdev->v4l2_dev->dev;
 404
 405         /* Part 2: find a free minor, device node number and device index. */
 406 #ifdef CONFIG_VIDEO_FIXED_MINOR_RANGES
 407         /* Keep the ranges for the first four types for historical
 408          * reasons.
 409          * Newer devices (not yet in place) should use the range
 410          * of 128-191 and just pick the first free minor there
 411          * (new style). */
 412         switch (type) {
 413         case VFL_TYPE_GRABBER:
 414                 minor_offset = 0;
 415                 minor_cnt = 64;
 416                 break;
 417         case VFL_TYPE_RADIO:
 418                 minor_offset = 64;
 419                 minor_cnt = 64;
 420                 break;
 421         case VFL_TYPE_VTX:
 422                 minor_offset = 192;
 423                 minor_cnt = 32;
 424                 break;
 425         case VFL_TYPE_VBI:
 426                 minor_offset = 224;
 427                 minor_cnt = 32;
 428                 break;
 429         default:
 430                 minor_offset = 128;
 431                 minor_cnt = 64;
 432                 break;
 433         }
 434 #endif
 435
 436         /* Pick a device node number */
 437         mutex_lock(&videodev_lock);
 438         nr = find_next_zero_bit(devnode_nums[type], minor_cnt, nr == -1 ? 0 : nr);
 439         if (nr == minor_cnt)
 440                 nr = find_first_zero_bit(devnode_nums[type], minor_cnt);
 441         if (nr == minor_cnt) {
 442                 printk(KERN_ERR "could not get a free device node number\n");
 443                 mutex_unlock(&videodev_lock);
 444                 return -ENFILE;
 445         }
 446 #ifdef CONFIG_VIDEO_FIXED_MINOR_RANGES
 447         /* 1-on-1 mapping of device node number to minor number */
 448         i = nr;
 449 #else
 450         /* The device node number and minor numbers are independent, so
 451            we just find the first free minor number. */
 452         for (i = 0; i < VIDEO_NUM_DEVICES; i++)
 453                 if (video_device[i] == NULL)
 454                         break;
 455         if (i == VIDEO_NUM_DEVICES) {
 456                 mutex_unlock(&videodev_lock);
 457                 printk(KERN_ERR "could not get a free minor\n");
 458                 return -ENFILE;
 459         }
 460 #endif
 461         vdev->minor = i + minor_offset;
 462         vdev->num = nr;
 463         set_bit(nr, devnode_nums[type]);
 464         /* Should not happen since we thought this minor was free */
 465         WARN_ON(video_device[vdev->minor] != NULL);
 466         vdev->index = get_index(vdev);
 467         mutex_unlock(&videodev_lock);
 468
 469         /* Part 3: Initialize the character device */
 470         vdev->cdev = cdev_alloc();
 471         if (vdev->cdev == NULL) {
 472                 ret = -ENOMEM;
 473                 goto cleanup;
 474         }
 475         if (vdev->fops->unlocked_ioctl)
 476                 vdev->cdev->ops = &v4l2_unlocked_fops;
 477         else
 478                 vdev->cdev->ops = &v4l2_fops;
 479         vdev->cdev->owner = vdev->fops->owner;
 480         ret = cdev_add(vdev->cdev, MKDEV(VIDEO_MAJOR, vdev->minor), 1);
 481         if (ret < 0) {
 482                 printk(KERN_ERR "%s: cdev_add failed\n", __func__);
 483                 kfree(vdev->cdev);
 484                 vdev->cdev = NULL;
 485                 goto cleanup;
 486         }
 487
 488         /* Part 4: register the device with sysfs */
 489         memset(&vdev->dev, 0, sizeof(vdev->dev));
 490         /* The memset above cleared the device's drvdata, so
 491            put back the copy we made earlier. */
 492         video_set_drvdata(vdev, priv);
 493         vdev->dev.class = &video_class;
 494         vdev->dev.devt = MKDEV(VIDEO_MAJOR, vdev->minor);
 495         if (vdev->parent)
 496                 vdev->dev.parent = vdev->parent;
 497         dev_set_name(&vdev->dev, "%s%d", name_base, vdev->num);
 498         ret = device_register(&vdev->dev);
 499         if (ret < 0) {
 500                 printk(KERN_ERR "%s: device_register failed\n", __func__);
 501                 goto cleanup;
 502         }
 503         /* Register the release callback that will be called when the last
 504            reference to the device goes away. */
 505         vdev->dev.release = v4l2_device_release;
 506
 507         /* Part 5: Activate this minor. The char device can now be used. */
 508         mutex_lock(&videodev_lock);
 509         video_device[vdev->minor] = vdev;
 510         mutex_unlock(&videodev_lock);
 511         return 0;
 512
 513 cleanup:
 514         mutex_lock(&videodev_lock);
 515         if (vdev->cdev)
 516                 cdev_del(vdev->cdev);
 517         clear_bit(vdev->num, devnode_nums[type]);
 518         mutex_unlock(&videodev_lock);
 519         /* Mark this video device as never having been registered. */
 520         vdev->minor = -1;
 521         return ret;
 522 }
 523 EXPORT_SYMBOL(video_register_device);
 524
 525 /**
 526  *      video_unregister_device - unregister a video4linux device
 527  *      @vdev: the device to unregister
 528  *
 529  *      This unregisters the passed device. Future open calls will
 530  *      be met with errors.
 531  */
 532 void video_unregister_device(struct video_device *vdev)
 533 {
 534         /* Check if vdev was ever registered at all */
 535         if (!vdev || vdev->minor < 0)
 536                 return;
 537
 538         mutex_lock(&videodev_lock);
 539         set_bit(V4L2_FL_UNREGISTERED, &vdev->flags);
 540         mutex_unlock(&videodev_lock);
 541         device_unregister(&vdev->dev);
 542 }
 543 EXPORT_SYMBOL(video_unregister_device);
 544
 545 /*
 546  *      Initialise video for linux
 547  */
 548 static int __init videodev_init(void)
 549 {
 550         dev_t dev = MKDEV(VIDEO_MAJOR, 0);
 551         int ret;
 552
 553         printk(KERN_INFO "Linux video capture interface: v2.00\n");
 554         ret = register_chrdev_region(dev, VIDEO_NUM_DEVICES, VIDEO_NAME);
 555         if (ret < 0) {
 556                 printk(KERN_WARNING "videodev: unable to get major %d\n",
 557                                 VIDEO_MAJOR);
 558                 return ret;
 559         }
 560
 561         ret = class_register(&video_class);
 562         if (ret < 0) {
 563                 unregister_chrdev_region(dev, VIDEO_NUM_DEVICES);
 564                 printk(KERN_WARNING "video_dev: class_register failed\n");
 565                 return -EIO;
 566         }
 567
 568         return 0;
 569 }
 570
 571 static void __exit videodev_exit(void)
 572 {
 573         dev_t dev = MKDEV(VIDEO_MAJOR, 0);
 574
 575         class_unregister(&video_class);
 576         unregister_chrdev_region(dev, VIDEO_NUM_DEVICES);
 577 }
 578
 579 module_init(videodev_init)
 580 module_exit(videodev_exit)
 581
 582 MODULE_AUTHOR("Alan Cox, Mauro Carvalho Chehab <mchehab@infradead.org>");
 583 MODULE_DESCRIPTION("Device registrar for Video4Linux drivers v2");
 584 MODULE_LICENSE("GPL");
 585 MODULE_ALIAS_CHARDEV_MAJOR(VIDEO_MAJOR);
 586
 587
 588 /*
 589  * Local variables:
 590  * c-basic-offset: 8
 591  * End:
 592  */