// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later 
 | 
/* 
 | 
 *      uvc_queue.c  --  USB Video Class driver - Buffers management 
 | 
 * 
 | 
 *      Copyright (C) 2005-2010 
 | 
 *          Laurent Pinchart (laurent.pinchart@ideasonboard.com) 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
#include <linux/atomic.h> 
 | 
#include <linux/kernel.h> 
 | 
#include <linux/mm.h> 
 | 
#include <linux/list.h> 
 | 
#include <linux/module.h> 
 | 
#include <linux/usb.h> 
 | 
#include <linux/videodev2.h> 
 | 
#include <linux/vmalloc.h> 
 | 
#include <linux/wait.h> 
 | 
#include <media/videobuf2-v4l2.h> 
 | 
#include <media/videobuf2-vmalloc.h> 
 | 
  
 | 
#include "uvcvideo.h" 
 | 
  
 | 
/* ------------------------------------------------------------------------ 
 | 
 * Video buffers queue management. 
 | 
 * 
 | 
 * Video queues is initialized by uvc_queue_init(). The function performs 
 | 
 * basic initialization of the uvc_video_queue struct and never fails. 
 | 
 * 
 | 
 * Video buffers are managed by videobuf2. The driver uses a mutex to protect 
 | 
 * the videobuf2 queue operations by serializing calls to videobuf2 and a 
 | 
 * spinlock to protect the IRQ queue that holds the buffers to be processed by 
 | 
 * the driver. 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
static inline struct uvc_streaming * 
 | 
uvc_queue_to_stream(struct uvc_video_queue *queue) 
 | 
{ 
 | 
    return container_of(queue, struct uvc_streaming, queue); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static inline struct uvc_buffer *uvc_vbuf_to_buffer(struct vb2_v4l2_buffer *buf) 
 | 
{ 
 | 
    return container_of(buf, struct uvc_buffer, buf); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Return all queued buffers to videobuf2 in the requested state. 
 | 
 * 
 | 
 * This function must be called with the queue spinlock held. 
 | 
 */ 
 | 
static void uvc_queue_return_buffers(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
                   enum uvc_buffer_state state) 
 | 
{ 
 | 
    enum vb2_buffer_state vb2_state = state == UVC_BUF_STATE_ERROR 
 | 
                    ? VB2_BUF_STATE_ERROR 
 | 
                    : VB2_BUF_STATE_QUEUED; 
 | 
  
 | 
    while (!list_empty(&queue->irqqueue)) { 
 | 
        struct uvc_buffer *buf = list_first_entry(&queue->irqqueue, 
 | 
                              struct uvc_buffer, 
 | 
                              queue); 
 | 
        list_del(&buf->queue); 
 | 
        buf->state = state; 
 | 
        vb2_buffer_done(&buf->buf.vb2_buf, vb2_state); 
 | 
    } 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* ----------------------------------------------------------------------------- 
 | 
 * videobuf2 queue operations 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
static int uvc_queue_setup(struct vb2_queue *vq, 
 | 
               unsigned int *nbuffers, unsigned int *nplanes, 
 | 
               unsigned int sizes[], struct device *alloc_devs[]) 
 | 
{ 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vq); 
 | 
    struct uvc_streaming *stream; 
 | 
    unsigned int size; 
 | 
  
 | 
    switch (vq->type) { 
 | 
    case V4L2_BUF_TYPE_META_CAPTURE: 
 | 
        size = UVC_METADATA_BUF_SIZE; 
 | 
        break; 
 | 
  
 | 
    default: 
 | 
        stream = uvc_queue_to_stream(queue); 
 | 
        size = stream->ctrl.dwMaxVideoFrameSize; 
 | 
        break; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    /* 
 | 
     * When called with plane sizes, validate them. The driver supports 
 | 
     * single planar formats only, and requires buffers to be large enough 
 | 
     * to store a complete frame. 
 | 
     */ 
 | 
    if (*nplanes) 
 | 
        return *nplanes != 1 || sizes[0] < size ? -EINVAL : 0; 
 | 
  
 | 
    *nplanes = 1; 
 | 
    sizes[0] = size; 
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int uvc_buffer_prepare(struct vb2_buffer *vb) 
 | 
{ 
 | 
    struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb); 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue); 
 | 
    struct uvc_buffer *buf = uvc_vbuf_to_buffer(vbuf); 
 | 
  
 | 
    if (vb->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT && 
 | 
        vb2_get_plane_payload(vb, 0) > vb2_plane_size(vb, 0)) { 
 | 
        uvc_trace(UVC_TRACE_CAPTURE, "[E] Bytes used out of bounds.\n"); 
 | 
        return -EINVAL; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    if (unlikely(queue->flags & UVC_QUEUE_DISCONNECTED)) 
 | 
        return -ENODEV; 
 | 
  
 | 
    buf->state = UVC_BUF_STATE_QUEUED; 
 | 
    buf->error = 0; 
 | 
    buf->mem = vb2_plane_vaddr(vb, 0); 
 | 
    buf->length = vb2_plane_size(vb, 0); 
 | 
    if (vb->type != V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT) 
 | 
        buf->bytesused = 0; 
 | 
    else 
 | 
        buf->bytesused = vb2_get_plane_payload(vb, 0); 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void uvc_buffer_queue(struct vb2_buffer *vb) 
 | 
{ 
 | 
    struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb); 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue); 
 | 
    struct uvc_buffer *buf = uvc_vbuf_to_buffer(vbuf); 
 | 
    unsigned long flags; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irqsave(&queue->irqlock, flags); 
 | 
    if (likely(!(queue->flags & UVC_QUEUE_DISCONNECTED))) { 
 | 
        kref_init(&buf->ref); 
 | 
        list_add_tail(&buf->queue, &queue->irqqueue); 
 | 
    } else { 
 | 
        /* If the device is disconnected return the buffer to userspace 
 | 
         * directly. The next QBUF call will fail with -ENODEV. 
 | 
         */ 
 | 
        buf->state = UVC_BUF_STATE_ERROR; 
 | 
        vb2_buffer_done(vb, VB2_BUF_STATE_ERROR); 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    spin_unlock_irqrestore(&queue->irqlock, flags); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void uvc_buffer_finish(struct vb2_buffer *vb) 
 | 
{ 
 | 
    struct vb2_v4l2_buffer *vbuf = to_vb2_v4l2_buffer(vb); 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue); 
 | 
    struct uvc_streaming *stream = uvc_queue_to_stream(queue); 
 | 
    struct uvc_buffer *buf = uvc_vbuf_to_buffer(vbuf); 
 | 
  
 | 
    if (vb->state == VB2_BUF_STATE_DONE) 
 | 
        uvc_video_clock_update(stream, vbuf, buf); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static int uvc_start_streaming(struct vb2_queue *vq, unsigned int count) 
 | 
{ 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vq); 
 | 
    struct uvc_streaming *stream = uvc_queue_to_stream(queue); 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    lockdep_assert_irqs_enabled(); 
 | 
  
 | 
    queue->buf_used = 0; 
 | 
  
 | 
    ret = uvc_video_start_streaming(stream); 
 | 
    if (ret == 0) 
 | 
        return 0; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irq(&queue->irqlock); 
 | 
    uvc_queue_return_buffers(queue, UVC_BUF_STATE_QUEUED); 
 | 
    spin_unlock_irq(&queue->irqlock); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void uvc_stop_streaming(struct vb2_queue *vq) 
 | 
{ 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vq); 
 | 
  
 | 
    lockdep_assert_irqs_enabled(); 
 | 
  
 | 
    if (vq->type != V4L2_BUF_TYPE_META_CAPTURE) 
 | 
        uvc_video_stop_streaming(uvc_queue_to_stream(queue)); 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irq(&queue->irqlock); 
 | 
    uvc_queue_return_buffers(queue, UVC_BUF_STATE_ERROR); 
 | 
    spin_unlock_irq(&queue->irqlock); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static const struct vb2_ops uvc_queue_qops = { 
 | 
    .queue_setup = uvc_queue_setup, 
 | 
    .buf_prepare = uvc_buffer_prepare, 
 | 
    .buf_queue = uvc_buffer_queue, 
 | 
    .buf_finish = uvc_buffer_finish, 
 | 
    .wait_prepare = vb2_ops_wait_prepare, 
 | 
    .wait_finish = vb2_ops_wait_finish, 
 | 
    .start_streaming = uvc_start_streaming, 
 | 
    .stop_streaming = uvc_stop_streaming, 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
static const struct vb2_ops uvc_meta_queue_qops = { 
 | 
    .queue_setup = uvc_queue_setup, 
 | 
    .buf_prepare = uvc_buffer_prepare, 
 | 
    .buf_queue = uvc_buffer_queue, 
 | 
    .wait_prepare = vb2_ops_wait_prepare, 
 | 
    .wait_finish = vb2_ops_wait_finish, 
 | 
    .stop_streaming = uvc_stop_streaming, 
 | 
}; 
 | 
  
 | 
int uvc_queue_init(struct uvc_video_queue *queue, enum v4l2_buf_type type, 
 | 
            int drop_corrupted) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    queue->queue.type = type; 
 | 
    queue->queue.io_modes = VB2_MMAP | VB2_USERPTR; 
 | 
    queue->queue.drv_priv = queue; 
 | 
    queue->queue.buf_struct_size = sizeof(struct uvc_buffer); 
 | 
    queue->queue.mem_ops = &vb2_vmalloc_memops; 
 | 
    queue->queue.timestamp_flags = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC 
 | 
        | V4L2_BUF_FLAG_TSTAMP_SRC_SOE; 
 | 
    queue->queue.lock = &queue->mutex; 
 | 
  
 | 
    switch (type) { 
 | 
    case V4L2_BUF_TYPE_META_CAPTURE: 
 | 
        queue->queue.ops = &uvc_meta_queue_qops; 
 | 
        break; 
 | 
    default: 
 | 
        queue->queue.io_modes |= VB2_DMABUF; 
 | 
        queue->queue.ops = &uvc_queue_qops; 
 | 
        break; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    ret = vb2_queue_init(&queue->queue); 
 | 
    if (ret) 
 | 
        return ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_init(&queue->mutex); 
 | 
    spin_lock_init(&queue->irqlock); 
 | 
    INIT_LIST_HEAD(&queue->irqqueue); 
 | 
    queue->flags = drop_corrupted ? UVC_QUEUE_DROP_CORRUPTED : 0; 
 | 
  
 | 
    return 0; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
void uvc_queue_release(struct uvc_video_queue *queue) 
 | 
{ 
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    vb2_queue_release(&queue->queue); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* ----------------------------------------------------------------------------- 
 | 
 * V4L2 queue operations 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
int uvc_request_buffers(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
            struct v4l2_requestbuffers *rb) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_reqbufs(&queue->queue, rb); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret ? ret : rb->count; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_query_buffer(struct uvc_video_queue *queue, struct v4l2_buffer *buf) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_querybuf(&queue->queue, buf); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_create_buffers(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
               struct v4l2_create_buffers *cb) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_create_bufs(&queue->queue, cb); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_queue_buffer(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
             struct media_device *mdev, struct v4l2_buffer *buf) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_qbuf(&queue->queue, mdev, buf); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_export_buffer(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
              struct v4l2_exportbuffer *exp) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_expbuf(&queue->queue, exp); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_dequeue_buffer(struct uvc_video_queue *queue, struct v4l2_buffer *buf, 
 | 
               int nonblocking) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_dqbuf(&queue->queue, buf, nonblocking); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_queue_streamon(struct uvc_video_queue *queue, enum v4l2_buf_type type) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_streamon(&queue->queue, type); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_queue_streamoff(struct uvc_video_queue *queue, enum v4l2_buf_type type) 
 | 
{ 
 | 
    int ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_streamoff(&queue->queue, type); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
int uvc_queue_mmap(struct uvc_video_queue *queue, struct vm_area_struct *vma) 
 | 
{ 
 | 
    return vb2_mmap(&queue->queue, vma); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
#ifndef CONFIG_MMU 
 | 
unsigned long uvc_queue_get_unmapped_area(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
        unsigned long pgoff) 
 | 
{ 
 | 
    return vb2_get_unmapped_area(&queue->queue, 0, 0, pgoff, 0); 
 | 
} 
 | 
#endif 
 | 
  
 | 
__poll_t uvc_queue_poll(struct uvc_video_queue *queue, struct file *file, 
 | 
                poll_table *wait) 
 | 
{ 
 | 
    __poll_t ret; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    ret = vb2_poll(&queue->queue, file, wait); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return ret; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* ----------------------------------------------------------------------------- 
 | 
 * 
 | 
 */ 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Check if buffers have been allocated. 
 | 
 */ 
 | 
int uvc_queue_allocated(struct uvc_video_queue *queue) 
 | 
{ 
 | 
    int allocated; 
 | 
  
 | 
    mutex_lock(&queue->mutex); 
 | 
    allocated = vb2_is_busy(&queue->queue); 
 | 
    mutex_unlock(&queue->mutex); 
 | 
  
 | 
    return allocated; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Cancel the video buffers queue. 
 | 
 * 
 | 
 * Cancelling the queue marks all buffers on the irq queue as erroneous, 
 | 
 * wakes them up and removes them from the queue. 
 | 
 * 
 | 
 * If the disconnect parameter is set, further calls to uvc_queue_buffer will 
 | 
 * fail with -ENODEV. 
 | 
 * 
 | 
 * This function acquires the irq spinlock and can be called from interrupt 
 | 
 * context. 
 | 
 */ 
 | 
void uvc_queue_cancel(struct uvc_video_queue *queue, int disconnect) 
 | 
{ 
 | 
    unsigned long flags; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irqsave(&queue->irqlock, flags); 
 | 
    uvc_queue_return_buffers(queue, UVC_BUF_STATE_ERROR); 
 | 
    /* This must be protected by the irqlock spinlock to avoid race 
 | 
     * conditions between uvc_buffer_queue and the disconnection event that 
 | 
     * could result in an interruptible wait in uvc_dequeue_buffer. Do not 
 | 
     * blindly replace this logic by checking for the UVC_QUEUE_DISCONNECTED 
 | 
     * state outside the queue code. 
 | 
     */ 
 | 
    if (disconnect) 
 | 
        queue->flags |= UVC_QUEUE_DISCONNECTED; 
 | 
    spin_unlock_irqrestore(&queue->irqlock, flags); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * uvc_queue_get_current_buffer: Obtain the current working output buffer 
 | 
 * 
 | 
 * Buffers may span multiple packets, and even URBs, therefore the active buffer 
 | 
 * remains on the queue until the EOF marker. 
 | 
 */ 
 | 
static struct uvc_buffer * 
 | 
__uvc_queue_get_current_buffer(struct uvc_video_queue *queue) 
 | 
{ 
 | 
    if (list_empty(&queue->irqqueue)) 
 | 
        return NULL; 
 | 
  
 | 
    return list_first_entry(&queue->irqqueue, struct uvc_buffer, queue); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
struct uvc_buffer *uvc_queue_get_current_buffer(struct uvc_video_queue *queue) 
 | 
{ 
 | 
    struct uvc_buffer *nextbuf; 
 | 
    unsigned long flags; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irqsave(&queue->irqlock, flags); 
 | 
    nextbuf = __uvc_queue_get_current_buffer(queue); 
 | 
    spin_unlock_irqrestore(&queue->irqlock, flags); 
 | 
  
 | 
    return nextbuf; 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * uvc_queue_buffer_requeue: Requeue a buffer on our internal irqqueue 
 | 
 * 
 | 
 * Reuse a buffer through our internal queue without the need to 'prepare'. 
 | 
 * The buffer will be returned to userspace through the uvc_buffer_queue call if 
 | 
 * the device has been disconnected. 
 | 
 */ 
 | 
static void uvc_queue_buffer_requeue(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
        struct uvc_buffer *buf) 
 | 
{ 
 | 
    buf->error = 0; 
 | 
    buf->state = UVC_BUF_STATE_QUEUED; 
 | 
    buf->bytesused = 0; 
 | 
    vb2_set_plane_payload(&buf->buf.vb2_buf, 0, 0); 
 | 
  
 | 
    uvc_buffer_queue(&buf->buf.vb2_buf); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
static void uvc_queue_buffer_complete(struct kref *ref) 
 | 
{ 
 | 
    struct uvc_buffer *buf = container_of(ref, struct uvc_buffer, ref); 
 | 
    struct vb2_buffer *vb = &buf->buf.vb2_buf; 
 | 
    struct uvc_video_queue *queue = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue); 
 | 
  
 | 
    if ((queue->flags & UVC_QUEUE_DROP_CORRUPTED) && buf->error) { 
 | 
        uvc_queue_buffer_requeue(queue, buf); 
 | 
        return; 
 | 
    } 
 | 
  
 | 
    buf->state = buf->error ? UVC_BUF_STATE_ERROR : UVC_BUF_STATE_DONE; 
 | 
    vb2_set_plane_payload(&buf->buf.vb2_buf, 0, buf->bytesused); 
 | 
    vb2_buffer_done(&buf->buf.vb2_buf, VB2_BUF_STATE_DONE); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Release a reference on the buffer. Complete the buffer when the last 
 | 
 * reference is released. 
 | 
 */ 
 | 
void uvc_queue_buffer_release(struct uvc_buffer *buf) 
 | 
{ 
 | 
    kref_put(&buf->ref, uvc_queue_buffer_complete); 
 | 
} 
 | 
  
 | 
/* 
 | 
 * Remove this buffer from the queue. Lifetime will persist while async actions 
 | 
 * are still running (if any), and uvc_queue_buffer_release will give the buffer 
 | 
 * back to VB2 when all users have completed. 
 | 
 */ 
 | 
struct uvc_buffer *uvc_queue_next_buffer(struct uvc_video_queue *queue, 
 | 
        struct uvc_buffer *buf) 
 | 
{ 
 | 
    struct uvc_buffer *nextbuf; 
 | 
    unsigned long flags; 
 | 
  
 | 
    spin_lock_irqsave(&queue->irqlock, flags); 
 | 
    list_del(&buf->queue); 
 | 
    nextbuf = __uvc_queue_get_current_buffer(queue); 
 | 
    spin_unlock_irqrestore(&queue->irqlock, flags); 
 | 
  
 | 
    uvc_queue_buffer_release(buf); 
 | 
  
 | 
    return nextbuf; 
 | 
} 
 |