- changed spinlocks in timer callback to the irqsave/restore variants
[vdummy] / vdummy.c
index 55ed4da..a4d05b8 100644 (file)
--- a/vdummy.c
+++ b/vdummy.c
@@ -1,30 +1,48 @@
 #include <linux/module.h>
 #include <linux/kernel.h>
-#include <linux/version.h>
+#include <linux/mutex.h>
 #include <linux/fs.h>
 #include <linux/slab.h>
+#include <linux/hrtimer.h>
+#include <linux/ktime.h>
 #include <asm/uaccess.h>
 #include <linux/videodev2.h>
+#include <media/videobuf2-vmalloc.h>
 #include <media/v4l2-dev.h>
 #include <media/v4l2-ioctl.h>
 #include <media/v4l2-device.h>
+#include <media/v4l2-ctrls.h>
+#include <media/v4l2-event.h>
+
+struct buffer {
+       struct vb2_v4l2_buffer vb;
+       struct buffer *next;
+};
 
 static int init(void);
 static void shutdown(void);
-static int open(struct file *file);
-static int close(struct file *file);
-static ssize_t read(struct file *file, char *ubuf, size_t bufsz, loff_t *offs);
-//static unsigned int poll(struct file *file, struct poll_table_struct *ptab);
 
 static int ioctl_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap);
 static int ioctl_enum_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *fdesc);
+static int ioctl_enum_framesz(struct file *file, void *fh, struct v4l2_frmsizeenum *fsz);
 static int ioctl_get_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt);
 static int ioctl_set_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt);
+static int ioctl_try_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt);
 static int ioctl_get_parm(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *fmt);
 static int ioctl_set_parm(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *fmt);
 static int ioctl_queryctl(struct file *file, void *fh, struct v4l2_queryctrl *ctl);
 
+static int queue_setup(struct vb2_queue *vbq, unsigned int *nbuf,
+               unsigned int *nplanes, unsigned int *sizes, struct device **alloc_ctx);
+static int buf_prepare(struct vb2_buffer *vb);
+static void buf_queue(struct vb2_buffer *vb);
+static int start_streaming(struct vb2_queue *vbq, unsigned int count);
+static void stop_streaming(struct vb2_queue *vbq);
+
+
 static int update_frame(int xsz, int ysz);
+static int gen_frame(void);
+enum hrtimer_restart timer_func(struct hrtimer *timer);
 
 
 module_init(init);
@@ -32,17 +50,27 @@ module_exit(shutdown);
 
 MODULE_LICENSE("GPL");
 MODULE_AUTHOR("John Tsiombikas");
-MODULE_DESCRIPTION("v4l2 test module");
+MODULE_DESCRIPTION("Dummy V4L2 device");
 
+static struct mutex mutex;
 static struct video_device *vdev;
 
 static struct v4l2_device v4l2_dev;
 static struct v4l2_file_operations fops;
 static struct v4l2_ioctl_ops iops;
+static struct vb2_queue vbq;
+static struct vb2_ops vbops;
 static int width, height;
 static unsigned char *frame;
 static int frame_size;
 
+static int streaming;
+static spinlock_t blist_lock;
+static struct buffer *buflist, *buflist_tail;
+static int seqno;
+
+static int framerate = 1;
+static struct hrtimer timer;
 
 static int init(void)
 {
@@ -53,93 +81,111 @@ static int init(void)
                return res;
        }
 
+       mutex_init(&mutex);
+       spin_lock_init(&blist_lock);
+
+       vbops.queue_setup = queue_setup;
+       vbops.buf_prepare = buf_prepare;
+       vbops.buf_queue = buf_queue;
+       vbops.start_streaming = start_streaming;
+       vbops.stop_streaming = stop_streaming;
+       vbops.wait_prepare = vb2_ops_wait_prepare;
+       vbops.wait_finish = vb2_ops_wait_finish;
+
+       vbq.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
+       vbq.io_modes = VB2_MMAP | VB2_READ;
+       vbq.buf_struct_size = sizeof *buflist;
+       vbq.ops = &vbops;
+       vbq.mem_ops = &vb2_vmalloc_memops;
+       vbq.timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
+       vbq.min_buffers_needed = 2;
+       vbq.lock = &mutex;
+       vbq.gfp_flags = GFP_KERNEL;
+
+       if((res = vb2_queue_init(&vbq)) != 0) {
+               printk(KERN_ALERT "vdummy: failed to initialize videobuf2 queue\n");
+               v4l2_device_unregister(&v4l2_dev);
+               return res;
+       }
+
        if(!(vdev = video_device_alloc())) {
                return -ENOMEM;
        }
+       memset(vdev, 0, sizeof *vdev);
        vdev->release = video_device_release;
        strcpy(vdev->name, KBUILD_MODNAME);
        vdev->fops = &fops;
        vdev->ioctl_ops = &iops;
        vdev->vfl_type = VFL_TYPE_GRABBER;
+       vdev->vfl_dir = VFL_DIR_RX;
        vdev->v4l2_dev = &v4l2_dev;
+       vdev->lock = &mutex;
+       vdev->queue = &vbq;
 
        fops.owner = THIS_MODULE;
-       fops.open = open;
-       fops.release = close;
-       fops.read = read;
-       //fops.poll = poll;
+       fops.open = v4l2_fh_open;
+       fops.release = vb2_fop_release;
+       fops.read = vb2_fop_read;
+       fops.mmap = vb2_fop_mmap;
+       fops.poll = vb2_fop_poll;
        fops.unlocked_ioctl = video_ioctl2;
 
        iops.vidioc_querycap = ioctl_querycap;
        iops.vidioc_enum_fmt_vid_cap = ioctl_enum_fmt;
+       iops.vidioc_enum_framesizes = ioctl_enum_framesz;
        iops.vidioc_g_fmt_vid_cap = ioctl_get_fmt;
        iops.vidioc_s_fmt_vid_cap = ioctl_set_fmt;
+       iops.vidioc_try_fmt_vid_cap = ioctl_try_fmt;
        iops.vidioc_g_parm = ioctl_get_parm;
        iops.vidioc_s_parm = ioctl_set_parm;
        iops.vidioc_queryctrl = ioctl_queryctl;
+       iops.vidioc_reqbufs = vb2_ioctl_reqbufs;
+       iops.vidioc_create_bufs = vb2_ioctl_create_bufs;
+       iops.vidioc_querybuf = vb2_ioctl_querybuf;
+       iops.vidioc_qbuf = vb2_ioctl_qbuf;
+       iops.vidioc_dqbuf = vb2_ioctl_dqbuf;
+       iops.vidioc_expbuf = vb2_ioctl_expbuf;
+       iops.vidioc_streamon = vb2_ioctl_streamon;
+       iops.vidioc_streamoff = vb2_ioctl_streamoff;
+       iops.vidioc_log_status = v4l2_ctrl_log_status;
+       iops.vidioc_subscribe_event = v4l2_ctrl_subscribe_event;
+       iops.vidioc_unsubscribe_event = v4l2_event_unsubscribe;
 
        if((res = video_register_device(vdev, VFL_TYPE_GRABBER, -1)) != 0) {
+               printk(KERN_ALERT "vdummy: failed to register video device\n");
+               v4l2_device_unregister(&v4l2_dev);
                video_device_release(vdev);
                return res;
        }
 
-       printk(KERN_INFO "vdummy device initialized\n");
-       return 0;
-}
+       hrtimer_init(&timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
+       timer.function = timer_func;
 
-static void shutdown(void)
-{
-       video_unregister_device(vdev);
-       v4l2_device_unregister(&v4l2_dev);
-       kfree(frame);
-}
-
-static int open(struct file *file)
-{
-       int res;
-       try_module_get(THIS_MODULE);
        if((res = update_frame(640, 480)) != 0) {
+               video_unregister_device(vdev);
+               v4l2_device_unregister(&v4l2_dev);
+               video_device_release(vdev);
                return res;
        }
-       return 0;
-}
 
-static int close(struct file *file)
-{
-       module_put(THIS_MODULE);
+       printk(KERN_INFO "vdummy device initialized\n");
        return 0;
 }
 
-static ssize_t read(struct file *file, char *ubuf, size_t ubufsz, loff_t *offs)
-{
-       int sz = frame_size - *offs;
-
-       if(sz <= 0) return 0;
-       if(ubufsz < sz) sz = ubufsz;
-
-       if(copy_to_user(ubuf, frame + *offs, sz) != 0) {
-               return -EFAULT;
-       }
-
-       *offs += sz;
-       if(*offs >= frame_size) {
-               *offs = 0;
-       }
-       return sz;
-}
-
-/*
-static unsigned int poll(struct file *file, struct poll_table_struct *ptab)
+static void shutdown(void)
 {
+       hrtimer_cancel(&timer);
+       video_unregister_device(vdev);
+       v4l2_device_unregister(&v4l2_dev);
+       kfree(frame);
 }
-*/
 
 static int ioctl_querycap(struct file *file, void *fh, struct v4l2_capability *cap)
 {
        strcpy(cap->driver, KBUILD_MODNAME);
-       strcpy(cap->card, "dummy v4l2 dev");
+       strcpy(cap->card, "Dummy V4L2 device");
        strcpy(cap->bus_info, "nobus");
-       cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_READWRITE;
+       cap->device_caps = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_READWRITE | V4L2_CAP_STREAMING;
        cap->capabilities = cap->device_caps | V4L2_CAP_DEVICE_CAPS;
        return 0;
 }
@@ -155,6 +201,18 @@ static int ioctl_enum_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_fmtdesc *fdes
        return 0;
 }
 
+static int ioctl_enum_framesz(struct file *file, void *fh, struct v4l2_frmsizeenum *fsz)
+{
+       if(fsz->index != 0) {
+               return -EINVAL;
+       }
+       fsz->type = V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS;
+       fsz->stepwise.min_width = fsz->stepwise.min_height = 1;
+       fsz->stepwise.max_width = fsz->stepwise.max_height = 8192;
+       fsz->stepwise.step_width = fsz->stepwise.step_height = 1;
+       return 0;
+}
+
 static int ioctl_get_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt)
 {
        if(fmt->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
@@ -179,8 +237,6 @@ static int ioctl_set_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt)
 {
        int res;
 
-       printk(KERN_INFO "ioctl_set_fmt called\n");
-
        if(fmt->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
                return -EINVAL;
        }
@@ -190,6 +246,28 @@ static int ioctl_set_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt)
        return ioctl_get_fmt(file, fh, fmt);
 }
 
+static int ioctl_try_fmt(struct file *file, void *fh, struct v4l2_format *fmt)
+{
+       if(fmt->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
+               return -EINVAL;
+       }
+       if(fmt->fmt.pix.width <= 0)
+               fmt->fmt.pix.width = width;
+       if(fmt->fmt.pix.height <= 0)
+               fmt->fmt.pix.height = height;
+       fmt->fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_RGB24;
+       fmt->fmt.pix.field = V4L2_FIELD_NONE;
+       fmt->fmt.pix.bytesperline = 0;
+       fmt->fmt.pix.sizeimage = frame_size;
+       fmt->fmt.pix.colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB;
+       fmt->fmt.pix.priv = 0;
+       fmt->fmt.pix.flags = 0;
+       fmt->fmt.pix.ycbcr_enc = 0;
+       fmt->fmt.pix.quantization = V4L2_QUANTIZATION_FULL_RANGE;
+       fmt->fmt.pix.xfer_func = V4L2_XFER_FUNC_NONE;
+       return 0;
+}
+
 static int ioctl_get_parm(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *parm)
 {
        if(parm->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
@@ -198,7 +276,7 @@ static int ioctl_get_parm(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *p
        parm->parm.capture.capability = 0;
        parm->parm.capture.capturemode = 0;
        parm->parm.capture.timeperframe.numerator = 1;
-       parm->parm.capture.timeperframe.denominator = 30;
+       parm->parm.capture.timeperframe.denominator = framerate;
        parm->parm.capture.extendedmode = 0;
        parm->parm.capture.readbuffers = 1;
        return 0;
@@ -206,9 +284,14 @@ static int ioctl_get_parm(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *p
 
 static int ioctl_set_parm(struct file *file, void *fh, struct v4l2_streamparm *parm)
 {
+       int new_framerate;
        if(parm->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE) {
                return -EINVAL;
        }
+
+       new_framerate = parm->parm.capture.timeperframe.denominator / parm->parm.capture.timeperframe.numerator;
+       framerate = new_framerate < 1 ? 1 : (new_framerate > 60 ? 60 : new_framerate);
+
        return ioctl_get_parm(file, fh, parm);
 }
 
@@ -217,18 +300,93 @@ static int ioctl_queryctl(struct file *file, void *fh, struct v4l2_queryctrl *ct
        return -EINVAL;
 }
 
+static int queue_setup(struct vb2_queue *vbq, unsigned int *nbuf,
+               unsigned int *nplanes, unsigned int *sizes, struct device **alloc_ctx)
+{
+       if(vbq->num_buffers + *nbuf < 2) {
+               *nbuf = 2 - vbq->num_buffers;
+       }
+
+       *nplanes = 1;
+       sizes[0] = frame_size;
+       alloc_ctx[0] = 0;
+       return 0;
+}
+
+static int buf_prepare(struct vb2_buffer *vb)
+{
+       if(vb2_plane_size(vb, 0) < frame_size) {
+               printk(KERN_ALERT "vdummy: buffer too small\n");
+               return -EINVAL;
+       }
+       return 0;
+}
+
+static void buf_queue(struct vb2_buffer *vb)
+{
+       struct buffer *buf = (struct buffer*)((char*)vb - offsetof(struct buffer, vb));
+
+       spin_lock(&blist_lock);
+       if(buflist) {
+               buflist_tail->next = buf;
+               buflist_tail = buf;
+       } else {
+               buflist = buflist_tail = buf;
+       }
+       buf->next = 0;
+       spin_unlock(&blist_lock);
+}
+
+static void clear_queue(enum vb2_buffer_state st)
+{
+       spin_lock(&blist_lock);
+       while(buflist) {
+               struct buffer *buf = buflist;
+               buflist = buflist->next;
+               vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, st);
+       }
+       buflist = buflist_tail = 0;
+       spin_unlock(&blist_lock);
+}
+
+static int start_streaming(struct vb2_queue *vbq, unsigned int count)
+{
+       ktime_t frame_interval;
+
+       streaming = 1;
+       seqno = 0;
+
+       /* calculate frame interval in nanoseconds */
+       if(framerate <= 1) {
+               frame_interval = ktime_set(1, 0);
+       } else {
+               frame_interval = ktime_set(0, 1000000000ul / (unsigned long)framerate);
+       }
+
+       hrtimer_start(&timer, frame_interval, HRTIMER_MODE_REL);
+       return 0;
+}
+
+static void stop_streaming(struct vb2_queue *vbq)
+{
+       hrtimer_cancel(&timer);
+
+       streaming = 0;
+       clear_queue(VB2_BUF_STATE_ERROR);
+}
+
 static int update_frame(int xsz, int ysz)
 {
        unsigned char *tmp;
        int i, j;
        int new_fsz = xsz * ysz * 3;
 
-       printk(KERN_INFO "update_frame(%d, %d)\n", xsz, ysz);
-
        if(xsz == width && ysz == height) {
                return 0;
        }
 
+       printk(KERN_INFO "vdummy: update_frame(%d, %d)\n", xsz, ysz);
+
        if(!frame || frame_size < new_fsz) {
                if(!(tmp = kmalloc(new_fsz, GFP_KERNEL))) {
                        return -ENOMEM;
@@ -249,5 +407,39 @@ static int update_frame(int xsz, int ysz)
                        *tmp++ = (val << 2) & 0xff;
                }
        }
+
        return 0;
 }
+
+static int gen_frame(void)
+{
+       struct buffer *buf = 0;
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&blist_lock, flags);
+       if(buflist) {
+               buf = buflist;
+               buflist = buflist->next;
+               if(!buflist) buflist_tail = 0;
+       }
+       spin_unlock_irqrestore(&blist_lock, flags);
+
+       if(buf) {
+               memcpy(vb2_plane_vaddr(&buf->vb.vb2_buf, 0), frame, frame_size);
+
+               buf->vb.vb2_buf.timestamp = ktime_get_ns();
+               printk(KERN_INFO "vdummy: copying frame: %d ts: %lu\n", seqno,
+                               (unsigned long)buf->vb.vb2_buf.timestamp);
+               buf->vb.sequence = seqno++;
+               buf->vb.field = V4L2_FIELD_NONE;
+               vb2_buffer_done(&buf->vb.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_DONE);
+               vb2_set_plane_payload(&buf->vb.vb2_buf, 0, frame_size);
+       }
+       return 0;
+}
+
+enum hrtimer_restart timer_func(struct hrtimer *timer)
+{
+       gen_frame();
+       return streaming ? HRTIMER_RESTART : HRTIMER_NORESTART;
+}