Merge master.kernel.org:/home/rmk/linux-2.6-arm
[linux-2.6] / drivers / usb / media / usbvideo.h
1 /*
2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
3  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
4  * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
5  * any later version.
6  *
7  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
8  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
9  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
10  * GNU General Public License for more details.
11  *
12  * You should have received a copy of the GNU General Public License
13  * along with this program; if not, write to the Free Software
14  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
15  */
16 #ifndef usbvideo_h
17 #define usbvideo_h
18
19 #include <linux/config.h>
20 #include <linux/videodev.h>
21 #include <linux/usb.h>
22
23 /* Most helpful debugging aid */
24 #define assert(expr) ((void) ((expr) ? 0 : (err("assert failed at line %d",__LINE__))))
25
26 #define USBVIDEO_REPORT_STATS   1       /* Set to 0 to block statistics on close */
27
28 /* Bit flags (options) */
29 #define FLAGS_RETRY_VIDIOCSYNC          (1 << 0)
30 #define FLAGS_MONOCHROME                (1 << 1)
31 #define FLAGS_DISPLAY_HINTS             (1 << 2)
32 #define FLAGS_OVERLAY_STATS             (1 << 3)
33 #define FLAGS_FORCE_TESTPATTERN         (1 << 4)
34 #define FLAGS_SEPARATE_FRAMES           (1 << 5)
35 #define FLAGS_CLEAN_FRAMES              (1 << 6)
36 #define FLAGS_NO_DECODING               (1 << 7)
37
38 /* Bit flags for frames (apply to the frame where they are specified) */
39 #define USBVIDEO_FRAME_FLAG_SOFTWARE_CONTRAST   (1 << 0)
40
41 /* Camera capabilities (maximum) */
42 #define CAMERA_URB_FRAMES       32
43 #define CAMERA_MAX_ISO_PACKET   1023 /* 1022 actually sent by camera */
44 #define FRAMES_PER_DESC         (CAMERA_URB_FRAMES)
45 #define FRAME_SIZE_PER_DESC     (CAMERA_MAX_ISO_PACKET)
46
47 /* This macro restricts an int variable to an inclusive range */
48 #define RESTRICT_TO_RANGE(v,mi,ma) { if ((v) < (mi)) (v) = (mi); else if ((v) > (ma)) (v) = (ma); }
49
50 #define V4L_BYTES_PER_PIXEL     3       /* Because we produce RGB24 */
51
52 /*
53  * Use this macro to construct constants for different video sizes.
54  * We have to deal with different video sizes that have to be
55  * configured in the device or compared against when we receive
56  * a data. Normally one would define a bunch of VIDEOSIZE_x_by_y
57  * #defines and that's the end of story. However this solution
58  * does not allow to convert between real pixel sizes and the
59  * constant (integer) value that may be used to tag a frame or
60  * whatever. The set of macros below constructs videosize constants
61  * from the pixel size and allows to reconstruct the pixel size
62  * from the combined value later.
63  */
64 #define VIDEOSIZE(x,y)  (((x) & 0xFFFFL) | (((y) & 0xFFFFL) << 16))
65 #define VIDEOSIZE_X(vs) ((vs) & 0xFFFFL)
66 #define VIDEOSIZE_Y(vs) (((vs) >> 16) & 0xFFFFL)
67 typedef unsigned long videosize_t;
68
69 /*
70  * This macro checks if the camera is still operational. The 'uvd'
71  * pointer must be valid, uvd->dev must be valid, we are not
72  * removing the device and the device has not erred on us.
73  */
74 #define CAMERA_IS_OPERATIONAL(uvd) (\
75         (uvd != NULL) && \
76         ((uvd)->dev != NULL) && \
77         ((uvd)->last_error == 0) && \
78         (!(uvd)->remove_pending))
79
80 /*
81  * We use macros to do YUV -> RGB conversion because this is
82  * very important for speed and totally unimportant for size.
83  *
84  * YUV -> RGB Conversion
85  * ---------------------
86  *
87  * B = 1.164*(Y-16)                 + 2.018*(V-128)
88  * G = 1.164*(Y-16) - 0.813*(U-128) - 0.391*(V-128)
89  * R = 1.164*(Y-16) + 1.596*(U-128)
90  *
91  * If you fancy integer arithmetics (as you should), hear this:
92  *
93  * 65536*B = 76284*(Y-16)                 + 132252*(V-128)
94  * 65536*G = 76284*(Y-16) -  53281*(U-128) -  25625*(V-128)
95  * 65536*R = 76284*(Y-16) + 104595*(U-128)
96  *
97  * Make sure the output values are within [0..255] range.
98  */
99 #define LIMIT_RGB(x) (((x) < 0) ? 0 : (((x) > 255) ? 255 : (x)))
100 #define YUV_TO_RGB_BY_THE_BOOK(my,mu,mv,mr,mg,mb) { \
101     int mm_y, mm_yc, mm_u, mm_v, mm_r, mm_g, mm_b; \
102     mm_y = (my) - 16;  \
103     mm_u = (mu) - 128; \
104     mm_v = (mv) - 128; \
105     mm_yc= mm_y * 76284; \
106     mm_b = (mm_yc               + 132252*mm_v   ) >> 16; \
107     mm_g = (mm_yc -  53281*mm_u -  25625*mm_v   ) >> 16; \
108     mm_r = (mm_yc + 104595*mm_u                 ) >> 16; \
109     mb = LIMIT_RGB(mm_b); \
110     mg = LIMIT_RGB(mm_g); \
111     mr = LIMIT_RGB(mm_r); \
112 }
113
114 #define RING_QUEUE_SIZE         (128*1024)      /* Must be a power of 2 */
115 #define RING_QUEUE_ADVANCE_INDEX(rq,ind,n) (rq)->ind = ((rq)->ind + (n)) & ((rq)->length-1)
116 #define RING_QUEUE_DEQUEUE_BYTES(rq,n) RING_QUEUE_ADVANCE_INDEX(rq,ri,n)
117 #define RING_QUEUE_PEEK(rq,ofs) ((rq)->queue[((ofs) + (rq)->ri) & ((rq)->length-1)])
118
119 struct RingQueue {
120         unsigned char *queue;   /* Data from the Isoc data pump */
121         int length;             /* How many bytes allocated for the queue */
122         int wi;                 /* That's where we write */
123         int ri;                 /* Read from here until you hit write index */
124         wait_queue_head_t wqh;  /* Processes waiting */
125 };
126
127 enum ScanState {
128         ScanState_Scanning,     /* Scanning for header */
129         ScanState_Lines         /* Parsing lines */
130 };
131
132 /* Completion states of the data parser */
133 enum ParseState {
134         scan_Continue,          /* Just parse next item */
135         scan_NextFrame,         /* Frame done, send it to V4L */
136         scan_Out,               /* Not enough data for frame */
137         scan_EndParse           /* End parsing */
138 };
139
140 enum FrameState {
141         FrameState_Unused,      /* Unused (no MCAPTURE) */
142         FrameState_Ready,       /* Ready to start grabbing */
143         FrameState_Grabbing,    /* In the process of being grabbed into */
144         FrameState_Done,        /* Finished grabbing, but not been synced yet */
145         FrameState_Done_Hold,   /* Are syncing or reading */
146         FrameState_Error,       /* Something bad happened while processing */
147 };
148
149 /*
150  * Some frames may contain only even or odd lines. This type
151  * specifies what type of deinterlacing is required.
152  */
153 enum Deinterlace {
154         Deinterlace_None=0,
155         Deinterlace_FillOddLines,
156         Deinterlace_FillEvenLines
157 };
158
159 #define USBVIDEO_NUMFRAMES      2       /* How many frames we work with */
160 #define USBVIDEO_NUMSBUF        2       /* How many URBs linked in a ring */
161
162 /* This structure represents one Isoc request - URB and buffer */
163 struct usbvideo_sbuf {
164         char *data;
165         struct urb *urb;
166 };
167
168 struct usbvideo_frame {
169         char *data;             /* Frame buffer */
170         unsigned long header;   /* Significant bits from the header */
171
172         videosize_t canvas;     /* The canvas (max. image) allocated */
173         videosize_t request;    /* That's what the application asked for */
174         unsigned short palette; /* The desired format */
175
176         enum FrameState frameState;/* State of grabbing */
177         enum ScanState scanstate;       /* State of scanning */
178         enum Deinterlace deinterlace;
179         int flags;              /* USBVIDEO_FRAME_FLAG_xxx bit flags */
180
181         int curline;            /* Line of frame we're working on */
182
183         long seqRead_Length;    /* Raw data length of frame */
184         long seqRead_Index;     /* Amount of data that has been already read */
185
186         void *user;             /* Additional data that user may need */
187 };
188
189 /* Statistics that can be overlaid on screen */
190 struct usbvideo_statistics {
191         unsigned long frame_num;        /* Sequential number of the frame */
192         unsigned long urb_count;        /* How many URBs we received so far */
193         unsigned long urb_length;       /* Length of last URB */
194         unsigned long data_count;       /* How many bytes we received */
195         unsigned long header_count;     /* How many frame headers we found */
196         unsigned long iso_skip_count;   /* How many empty ISO packets received */
197         unsigned long iso_err_count;    /* How many bad ISO packets received */
198 };
199
200 struct usbvideo;
201
202 struct uvd {
203         struct video_device vdev;       /* Must be the first field! */
204         struct usb_device *dev;
205         struct usbvideo *handle;        /* Points back to the struct usbvideo */
206         void *user_data;                /* Camera-dependent data */
207         int user_size;                  /* Size of that camera-dependent data */
208         int debug;                      /* Debug level for usbvideo */
209         unsigned char iface;            /* Video interface number */
210         unsigned char video_endp;
211         unsigned char ifaceAltActive;
212         unsigned char ifaceAltInactive; /* Alt settings */
213         unsigned long flags;            /* FLAGS_USBVIDEO_xxx */
214         unsigned long paletteBits;      /* Which palettes we accept? */
215         unsigned short defaultPalette;  /* What palette to use for read() */
216         struct semaphore lock;
217         int user;               /* user count for exclusive use */
218
219         videosize_t videosize;  /* Current setting */
220         videosize_t canvas;     /* This is the width,height of the V4L canvas */
221         int max_frame_size;     /* Bytes in one video frame */
222
223         int uvd_used;           /* Is this structure in use? */
224         int streaming;          /* Are we streaming Isochronous? */
225         int grabbing;           /* Are we grabbing? */
226         int settingsAdjusted;   /* Have we adjusted contrast etc.? */
227         int last_error;         /* What calamity struck us? */
228
229         char *fbuf;             /* Videodev buffer area */
230         int fbuf_size;          /* Videodev buffer size */
231
232         int curframe;
233         int iso_packet_len;     /* Videomode-dependent, saves bus bandwidth */
234
235         struct RingQueue dp;    /* Isoc data pump */
236         struct usbvideo_frame frame[USBVIDEO_NUMFRAMES];
237         struct usbvideo_sbuf sbuf[USBVIDEO_NUMSBUF];
238
239         volatile int remove_pending;    /* If set then about to exit */
240
241         struct video_picture vpic, vpic_old;    /* Picture settings */
242         struct video_capability vcap;           /* Video capabilities */
243         struct video_channel vchan;     /* May be used for tuner support */
244         struct usbvideo_statistics stats;
245         char videoName[32];             /* Holds name like "video7" */
246 };
247
248 /*
249  * usbvideo callbacks (virtual methods). They are set when usbvideo
250  * services are registered. All of these default to NULL, except those
251  * that default to usbvideo-provided methods.
252  */
253 struct usbvideo_cb {
254         int (*probe)(struct usb_interface *, const struct usb_device_id *);
255         void (*userFree)(struct uvd *);
256         void (*disconnect)(struct usb_interface *);
257         int (*setupOnOpen)(struct uvd *);
258         void (*videoStart)(struct uvd *);
259         void (*videoStop)(struct uvd *);
260         void (*processData)(struct uvd *, struct usbvideo_frame *);
261         void (*postProcess)(struct uvd *, struct usbvideo_frame *);
262         void (*adjustPicture)(struct uvd *);
263         int (*getFPS)(struct uvd *);
264         int (*overlayHook)(struct uvd *, struct usbvideo_frame *);
265         int (*getFrame)(struct uvd *, int);
266         int (*startDataPump)(struct uvd *uvd);
267         void (*stopDataPump)(struct uvd *uvd);
268         int (*setVideoMode)(struct uvd *uvd, struct video_window *vw);
269 };
270
271 struct usbvideo {
272         int num_cameras;                /* As allocated */
273         struct usb_driver usbdrv;       /* Interface to the USB stack */
274         char drvName[80];               /* Driver name */
275         struct semaphore lock;          /* Mutex protecting camera structures */
276         struct usbvideo_cb cb;          /* Table of callbacks (virtual methods) */
277         struct video_device vdt;        /* Video device template */
278         struct uvd *cam;                        /* Array of camera structures */
279         struct module *md_module;       /* Minidriver module */
280 };
281
282
283 /*
284  * This macro retrieves callback address from the struct uvd object.
285  * No validity checks are done here, so be sure to check the
286  * callback beforehand with VALID_CALLBACK.
287  */
288 #define GET_CALLBACK(uvd,cbName) ((uvd)->handle->cb.cbName)
289
290 /*
291  * This macro returns either callback pointer or NULL. This is safe
292  * macro, meaning that most of components of data structures involved
293  * may be NULL - this only results in NULL being returned. You may
294  * wish to use this macro to make sure that the callback is callable.
295  * However keep in mind that those checks take time.
296  */
297 #define VALID_CALLBACK(uvd,cbName) ((((uvd) != NULL) && \
298                 ((uvd)->handle != NULL)) ? GET_CALLBACK(uvd,cbName) : NULL)
299
300 int  RingQueue_Dequeue(struct RingQueue *rq, unsigned char *dst, int len);
301 int  RingQueue_Enqueue(struct RingQueue *rq, const unsigned char *cdata, int n);
302 void RingQueue_WakeUpInterruptible(struct RingQueue *rq);
303 void RingQueue_Flush(struct RingQueue *rq);
304
305 static inline int RingQueue_GetLength(const struct RingQueue *rq)
306 {
307         return (rq->wi - rq->ri + rq->length) & (rq->length-1);
308 }
309
310 static inline int RingQueue_GetFreeSpace(const struct RingQueue *rq)
311 {
312         return rq->length - RingQueue_GetLength(rq);
313 }
314
315 void usbvideo_DrawLine(
316         struct usbvideo_frame *frame,
317         int x1, int y1,
318         int x2, int y2,
319         unsigned char cr, unsigned char cg, unsigned char cb);
320 void usbvideo_HexDump(const unsigned char *data, int len);
321 void usbvideo_SayAndWait(const char *what);
322 void usbvideo_TestPattern(struct uvd *uvd, int fullframe, int pmode);
323
324 /* Memory allocation routines */
325 unsigned long usbvideo_kvirt_to_pa(unsigned long adr);
326
327 int usbvideo_register(
328         struct usbvideo **pCams,
329         const int num_cams,
330         const int num_extra,
331         const char *driverName,
332         const struct usbvideo_cb *cbTable,
333         struct module *md,
334         const struct usb_device_id *id_table);
335 struct uvd *usbvideo_AllocateDevice(struct usbvideo *cams);
336 int usbvideo_RegisterVideoDevice(struct uvd *uvd);
337 void usbvideo_Deregister(struct usbvideo **uvt);
338
339 int usbvideo_v4l_initialize(struct video_device *dev);
340
341 void usbvideo_DeinterlaceFrame(struct uvd *uvd, struct usbvideo_frame *frame);
342
343 /*
344  * This code performs bounds checking - use it when working with
345  * new formats, or else you may get oopses all over the place.
346  * If pixel falls out of bounds then it gets shoved back (as close
347  * to place of offence as possible) and is painted bright red.
348  *
349  * There are two important concepts: frame width, height and
350  * V4L canvas width, height. The former is the area requested by
351  * the application -for this very frame-. The latter is the largest
352  * possible frame that we can serve (we advertise that via V4L ioctl).
353  * The frame data is expected to be formatted as lines of length
354  * VIDEOSIZE_X(fr->request), total VIDEOSIZE_Y(frame->request) lines.
355  */
356 static inline void RGB24_PUTPIXEL(
357         struct usbvideo_frame *fr,
358         int ix, int iy,
359         unsigned char vr,
360         unsigned char vg,
361         unsigned char vb)
362 {
363         register unsigned char *pf;
364         int limiter = 0, mx, my;
365         mx = ix;
366         my = iy;
367         if (mx < 0) {
368                 mx=0;
369                 limiter++;
370         } else if (mx >= VIDEOSIZE_X((fr)->request)) {
371                 mx= VIDEOSIZE_X((fr)->request) - 1;
372                 limiter++;
373         }
374         if (my < 0) {
375                 my = 0;
376                 limiter++;
377         } else if (my >= VIDEOSIZE_Y((fr)->request)) {
378                 my = VIDEOSIZE_Y((fr)->request) - 1;
379                 limiter++;
380         }
381         pf = (fr)->data + V4L_BYTES_PER_PIXEL*((iy)*VIDEOSIZE_X((fr)->request) + (ix));
382         if (limiter) {
383                 *pf++ = 0;
384                 *pf++ = 0;
385                 *pf++ = 0xFF;
386         } else {
387                 *pf++ = (vb);
388                 *pf++ = (vg);
389                 *pf++ = (vr);
390         }
391 }
392
393 #endif /* usbvideo_h */