[media] v4l: Add a media_device pointer to the v4l2_device structure
[pandora-kernel.git] / Documentation / video4linux / v4l2-framework.txt
1 Overview of the V4L2 driver framework
2 =====================================
3
4 This text documents the various structures provided by the V4L2 framework and
5 their relationships.
6
7
8 Introduction
9 ------------
10
11 The V4L2 drivers tend to be very complex due to the complexity of the
12 hardware: most devices have multiple ICs, export multiple device nodes in
13 /dev, and create also non-V4L2 devices such as DVB, ALSA, FB, I2C and input
14 (IR) devices.
15
16 Especially the fact that V4L2 drivers have to setup supporting ICs to
17 do audio/video muxing/encoding/decoding makes it more complex than most.
18 Usually these ICs are connected to the main bridge driver through one or
19 more I2C busses, but other busses can also be used. Such devices are
20 called 'sub-devices'.
21
22 For a long time the framework was limited to the video_device struct for
23 creating V4L device nodes and video_buf for handling the video buffers
24 (note that this document does not discuss the video_buf framework).
25
26 This meant that all drivers had to do the setup of device instances and
27 connecting to sub-devices themselves. Some of this is quite complicated
28 to do right and many drivers never did do it correctly.
29
30 There is also a lot of common code that could never be refactored due to
31 the lack of a framework.
32
33 So this framework sets up the basic building blocks that all drivers
34 need and this same framework should make it much easier to refactor
35 common code into utility functions shared by all drivers.
36
37
38 Structure of a driver
39 ---------------------
40
41 All drivers have the following structure:
42
43 1) A struct for each device instance containing the device state.
44
45 2) A way of initializing and commanding sub-devices (if any).
46
47 3) Creating V4L2 device nodes (/dev/videoX, /dev/vbiX and /dev/radioX)
48    and keeping track of device-node specific data.
49
50 4) Filehandle-specific structs containing per-filehandle data;
51
52 5) video buffer handling.
53
54 This is a rough schematic of how it all relates:
55
56     device instances
57       |
58       +-sub-device instances
59       |
60       \-V4L2 device nodes
61           |
62           \-filehandle instances
63
64
65 Structure of the framework
66 --------------------------
67
68 The framework closely resembles the driver structure: it has a v4l2_device
69 struct for the device instance data, a v4l2_subdev struct to refer to
70 sub-device instances, the video_device struct stores V4L2 device node data
71 and in the future a v4l2_fh struct will keep track of filehandle instances
72 (this is not yet implemented).
73
74
75 struct v4l2_device
76 ------------------
77
78 Each device instance is represented by a struct v4l2_device (v4l2-device.h).
79 Very simple devices can just allocate this struct, but most of the time you
80 would embed this struct inside a larger struct.
81
82 You must register the device instance:
83
84         v4l2_device_register(struct device *dev, struct v4l2_device *v4l2_dev);
85
86 Registration will initialize the v4l2_device struct. If the dev->driver_data
87 field is NULL, it will be linked to v4l2_dev. Drivers that use the media
88 device framework in addition to the V4L2 framework need to set
89 dev->driver_data manually to point to the driver-specific device structure
90 that embed the struct v4l2_device instance. This is achieved by a
91 dev_set_drvdata() call before registering the V4L2 device instance.
92
93 If v4l2_dev->name is empty then it will be set to a value derived from dev
94 (driver name followed by the bus_id, to be precise). If you set it up before
95 calling v4l2_device_register then it will be untouched. If dev is NULL, then
96 you *must* setup v4l2_dev->name before calling v4l2_device_register.
97
98 You can use v4l2_device_set_name() to set the name based on a driver name and
99 a driver-global atomic_t instance. This will generate names like ivtv0, ivtv1,
100 etc. If the name ends with a digit, then it will insert a dash: cx18-0,
101 cx18-1, etc. This function returns the instance number.
102
103 The first 'dev' argument is normally the struct device pointer of a pci_dev,
104 usb_interface or platform_device. It is rare for dev to be NULL, but it happens
105 with ISA devices or when one device creates multiple PCI devices, thus making
106 it impossible to associate v4l2_dev with a particular parent.
107
108 You can also supply a notify() callback that can be called by sub-devices to
109 notify you of events. Whether you need to set this depends on the sub-device.
110 Any notifications a sub-device supports must be defined in a header in
111 include/media/<subdevice>.h.
112
113 You unregister with:
114
115         v4l2_device_unregister(struct v4l2_device *v4l2_dev);
116
117 If the dev->driver_data field points to v4l2_dev, it will be reset to NULL.
118 Unregistering will also automatically unregister all subdevs from the device.
119
120 If you have a hotpluggable device (e.g. a USB device), then when a disconnect
121 happens the parent device becomes invalid. Since v4l2_device has a pointer to
122 that parent device it has to be cleared as well to mark that the parent is
123 gone. To do this call:
124
125         v4l2_device_disconnect(struct v4l2_device *v4l2_dev);
126
127 This does *not* unregister the subdevs, so you still need to call the
128 v4l2_device_unregister() function for that. If your driver is not hotpluggable,
129 then there is no need to call v4l2_device_disconnect().
130
131 Sometimes you need to iterate over all devices registered by a specific
132 driver. This is usually the case if multiple device drivers use the same
133 hardware. E.g. the ivtvfb driver is a framebuffer driver that uses the ivtv
134 hardware. The same is true for alsa drivers for example.
135
136 You can iterate over all registered devices as follows:
137
138 static int callback(struct device *dev, void *p)
139 {
140         struct v4l2_device *v4l2_dev = dev_get_drvdata(dev);
141
142         /* test if this device was inited */
143         if (v4l2_dev == NULL)
144                 return 0;
145         ...
146         return 0;
147 }
148
149 int iterate(void *p)
150 {
151         struct device_driver *drv;
152         int err;
153
154         /* Find driver 'ivtv' on the PCI bus.
155            pci_bus_type is a global. For USB busses use usb_bus_type. */
156         drv = driver_find("ivtv", &pci_bus_type);
157         /* iterate over all ivtv device instances */
158         err = driver_for_each_device(drv, NULL, p, callback);
159         put_driver(drv);
160         return err;
161 }
162
163 Sometimes you need to keep a running counter of the device instance. This is
164 commonly used to map a device instance to an index of a module option array.
165
166 The recommended approach is as follows:
167
168 static atomic_t drv_instance = ATOMIC_INIT(0);
169
170 static int __devinit drv_probe(struct pci_dev *pdev,
171                                 const struct pci_device_id *pci_id)
172 {
173         ...
174         state->instance = atomic_inc_return(&drv_instance) - 1;
175 }
176
177
178 struct v4l2_subdev
179 ------------------
180
181 Many drivers need to communicate with sub-devices. These devices can do all
182 sort of tasks, but most commonly they handle audio and/or video muxing,
183 encoding or decoding. For webcams common sub-devices are sensors and camera
184 controllers.
185
186 Usually these are I2C devices, but not necessarily. In order to provide the
187 driver with a consistent interface to these sub-devices the v4l2_subdev struct
188 (v4l2-subdev.h) was created.
189
190 Each sub-device driver must have a v4l2_subdev struct. This struct can be
191 stand-alone for simple sub-devices or it might be embedded in a larger struct
192 if more state information needs to be stored. Usually there is a low-level
193 device struct (e.g. i2c_client) that contains the device data as setup
194 by the kernel. It is recommended to store that pointer in the private
195 data of v4l2_subdev using v4l2_set_subdevdata(). That makes it easy to go
196 from a v4l2_subdev to the actual low-level bus-specific device data.
197
198 You also need a way to go from the low-level struct to v4l2_subdev. For the
199 common i2c_client struct the i2c_set_clientdata() call is used to store a
200 v4l2_subdev pointer, for other busses you may have to use other methods.
201
202 Bridges might also need to store per-subdev private data, such as a pointer to
203 bridge-specific per-subdev private data. The v4l2_subdev structure provides
204 host private data for that purpose that can be accessed with
205 v4l2_get_subdev_hostdata() and v4l2_set_subdev_hostdata().
206
207 From the bridge driver perspective you load the sub-device module and somehow
208 obtain the v4l2_subdev pointer. For i2c devices this is easy: you call
209 i2c_get_clientdata(). For other busses something similar needs to be done.
210 Helper functions exists for sub-devices on an I2C bus that do most of this
211 tricky work for you.
212
213 Each v4l2_subdev contains function pointers that sub-device drivers can
214 implement (or leave NULL if it is not applicable). Since sub-devices can do
215 so many different things and you do not want to end up with a huge ops struct
216 of which only a handful of ops are commonly implemented, the function pointers
217 are sorted according to category and each category has its own ops struct.
218
219 The top-level ops struct contains pointers to the category ops structs, which
220 may be NULL if the subdev driver does not support anything from that category.
221
222 It looks like this:
223
224 struct v4l2_subdev_core_ops {
225         int (*g_chip_ident)(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_dbg_chip_ident *chip);
226         int (*log_status)(struct v4l2_subdev *sd);
227         int (*init)(struct v4l2_subdev *sd, u32 val);
228         ...
229 };
230
231 struct v4l2_subdev_tuner_ops {
232         ...
233 };
234
235 struct v4l2_subdev_audio_ops {
236         ...
237 };
238
239 struct v4l2_subdev_video_ops {
240         ...
241 };
242
243 struct v4l2_subdev_ops {
244         const struct v4l2_subdev_core_ops  *core;
245         const struct v4l2_subdev_tuner_ops *tuner;
246         const struct v4l2_subdev_audio_ops *audio;
247         const struct v4l2_subdev_video_ops *video;
248 };
249
250 The core ops are common to all subdevs, the other categories are implemented
251 depending on the sub-device. E.g. a video device is unlikely to support the
252 audio ops and vice versa.
253
254 This setup limits the number of function pointers while still making it easy
255 to add new ops and categories.
256
257 A sub-device driver initializes the v4l2_subdev struct using:
258
259         v4l2_subdev_init(sd, &ops);
260
261 Afterwards you need to initialize subdev->name with a unique name and set the
262 module owner. This is done for you if you use the i2c helper functions.
263
264 A device (bridge) driver needs to register the v4l2_subdev with the
265 v4l2_device:
266
267         int err = v4l2_device_register_subdev(v4l2_dev, sd);
268
269 This can fail if the subdev module disappeared before it could be registered.
270 After this function was called successfully the subdev->dev field points to
271 the v4l2_device.
272
273 You can unregister a sub-device using:
274
275         v4l2_device_unregister_subdev(sd);
276
277 Afterwards the subdev module can be unloaded and sd->dev == NULL.
278
279 You can call an ops function either directly:
280
281         err = sd->ops->core->g_chip_ident(sd, &chip);
282
283 but it is better and easier to use this macro:
284
285         err = v4l2_subdev_call(sd, core, g_chip_ident, &chip);
286
287 The macro will to the right NULL pointer checks and returns -ENODEV if subdev
288 is NULL, -ENOIOCTLCMD if either subdev->core or subdev->core->g_chip_ident is
289 NULL, or the actual result of the subdev->ops->core->g_chip_ident ops.
290
291 It is also possible to call all or a subset of the sub-devices:
292
293         v4l2_device_call_all(v4l2_dev, 0, core, g_chip_ident, &chip);
294
295 Any subdev that does not support this ops is skipped and error results are
296 ignored. If you want to check for errors use this:
297
298         err = v4l2_device_call_until_err(v4l2_dev, 0, core, g_chip_ident, &chip);
299
300 Any error except -ENOIOCTLCMD will exit the loop with that error. If no
301 errors (except -ENOIOCTLCMD) occured, then 0 is returned.
302
303 The second argument to both calls is a group ID. If 0, then all subdevs are
304 called. If non-zero, then only those whose group ID match that value will
305 be called. Before a bridge driver registers a subdev it can set sd->grp_id
306 to whatever value it wants (it's 0 by default). This value is owned by the
307 bridge driver and the sub-device driver will never modify or use it.
308
309 The group ID gives the bridge driver more control how callbacks are called.
310 For example, there may be multiple audio chips on a board, each capable of
311 changing the volume. But usually only one will actually be used when the
312 user want to change the volume. You can set the group ID for that subdev to
313 e.g. AUDIO_CONTROLLER and specify that as the group ID value when calling
314 v4l2_device_call_all(). That ensures that it will only go to the subdev
315 that needs it.
316
317 If the sub-device needs to notify its v4l2_device parent of an event, then
318 it can call v4l2_subdev_notify(sd, notification, arg). This macro checks
319 whether there is a notify() callback defined and returns -ENODEV if not.
320 Otherwise the result of the notify() call is returned.
321
322 The advantage of using v4l2_subdev is that it is a generic struct and does
323 not contain any knowledge about the underlying hardware. So a driver might
324 contain several subdevs that use an I2C bus, but also a subdev that is
325 controlled through GPIO pins. This distinction is only relevant when setting
326 up the device, but once the subdev is registered it is completely transparent.
327
328
329 V4L2 sub-device userspace API
330 -----------------------------
331
332 Beside exposing a kernel API through the v4l2_subdev_ops structure, V4L2
333 sub-devices can also be controlled directly by userspace applications.
334
335 Device nodes named v4l-subdevX can be created in /dev to access sub-devices
336 directly. If a sub-device supports direct userspace configuration it must set
337 the V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE flag before being registered.
338
339 After registering sub-devices, the v4l2_device driver can create device nodes
340 for all registered sub-devices marked with V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE by calling
341 v4l2_device_register_subdev_nodes(). Those device nodes will be automatically
342 removed when sub-devices are unregistered.
343
344 The device node handles a subset of the V4L2 API.
345
346 VIDIOC_QUERYCTRL
347 VIDIOC_QUERYMENU
348 VIDIOC_G_CTRL
349 VIDIOC_S_CTRL
350 VIDIOC_G_EXT_CTRLS
351 VIDIOC_S_EXT_CTRLS
352 VIDIOC_TRY_EXT_CTRLS
353
354         The controls ioctls are identical to the ones defined in V4L2. They
355         behave identically, with the only exception that they deal only with
356         controls implemented in the sub-device. Depending on the driver, those
357         controls can be also be accessed through one (or several) V4L2 device
358         nodes.
359
360 VIDIOC_DQEVENT
361 VIDIOC_SUBSCRIBE_EVENT
362 VIDIOC_UNSUBSCRIBE_EVENT
363
364         The events ioctls are identical to the ones defined in V4L2. They
365         behave identically, with the only exception that they deal only with
366         events generated by the sub-device. Depending on the driver, those
367         events can also be reported by one (or several) V4L2 device nodes.
368
369         Sub-device drivers that want to use events need to set the
370         V4L2_SUBDEV_USES_EVENTS v4l2_subdev::flags and initialize
371         v4l2_subdev::nevents to events queue depth before registering the
372         sub-device. After registration events can be queued as usual on the
373         v4l2_subdev::devnode device node.
374
375         To properly support events, the poll() file operation is also
376         implemented.
377
378
379 I2C sub-device drivers
380 ----------------------
381
382 Since these drivers are so common, special helper functions are available to
383 ease the use of these drivers (v4l2-common.h).
384
385 The recommended method of adding v4l2_subdev support to an I2C driver is to
386 embed the v4l2_subdev struct into the state struct that is created for each
387 I2C device instance. Very simple devices have no state struct and in that case
388 you can just create a v4l2_subdev directly.
389
390 A typical state struct would look like this (where 'chipname' is replaced by
391 the name of the chip):
392
393 struct chipname_state {
394         struct v4l2_subdev sd;
395         ...  /* additional state fields */
396 };
397
398 Initialize the v4l2_subdev struct as follows:
399
400         v4l2_i2c_subdev_init(&state->sd, client, subdev_ops);
401
402 This function will fill in all the fields of v4l2_subdev and ensure that the
403 v4l2_subdev and i2c_client both point to one another.
404
405 You should also add a helper inline function to go from a v4l2_subdev pointer
406 to a chipname_state struct:
407
408 static inline struct chipname_state *to_state(struct v4l2_subdev *sd)
409 {
410         return container_of(sd, struct chipname_state, sd);
411 }
412
413 Use this to go from the v4l2_subdev struct to the i2c_client struct:
414
415         struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd);
416
417 And this to go from an i2c_client to a v4l2_subdev struct:
418
419         struct v4l2_subdev *sd = i2c_get_clientdata(client);
420
421 Make sure to call v4l2_device_unregister_subdev(sd) when the remove() callback
422 is called. This will unregister the sub-device from the bridge driver. It is
423 safe to call this even if the sub-device was never registered.
424
425 You need to do this because when the bridge driver destroys the i2c adapter
426 the remove() callbacks are called of the i2c devices on that adapter.
427 After that the corresponding v4l2_subdev structures are invalid, so they
428 have to be unregistered first. Calling v4l2_device_unregister_subdev(sd)
429 from the remove() callback ensures that this is always done correctly.
430
431
432 The bridge driver also has some helper functions it can use:
433
434 struct v4l2_subdev *sd = v4l2_i2c_new_subdev(v4l2_dev, adapter,
435                "module_foo", "chipid", 0x36, NULL);
436
437 This loads the given module (can be NULL if no module needs to be loaded) and
438 calls i2c_new_device() with the given i2c_adapter and chip/address arguments.
439 If all goes well, then it registers the subdev with the v4l2_device.
440
441 You can also use the last argument of v4l2_i2c_new_subdev() to pass an array
442 of possible I2C addresses that it should probe. These probe addresses are
443 only used if the previous argument is 0. A non-zero argument means that you
444 know the exact i2c address so in that case no probing will take place.
445
446 Both functions return NULL if something went wrong.
447
448 Note that the chipid you pass to v4l2_i2c_new_subdev() is usually
449 the same as the module name. It allows you to specify a chip variant, e.g.
450 "saa7114" or "saa7115". In general though the i2c driver autodetects this.
451 The use of chipid is something that needs to be looked at more closely at a
452 later date. It differs between i2c drivers and as such can be confusing.
453 To see which chip variants are supported you can look in the i2c driver code
454 for the i2c_device_id table. This lists all the possibilities.
455
456 There are two more helper functions:
457
458 v4l2_i2c_new_subdev_cfg: this function adds new irq and platform_data
459 arguments and has both 'addr' and 'probed_addrs' arguments: if addr is not
460 0 then that will be used (non-probing variant), otherwise the probed_addrs
461 are probed.
462
463 For example: this will probe for address 0x10:
464
465 struct v4l2_subdev *sd = v4l2_i2c_new_subdev_cfg(v4l2_dev, adapter,
466                "module_foo", "chipid", 0, NULL, 0, I2C_ADDRS(0x10));
467
468 v4l2_i2c_new_subdev_board uses an i2c_board_info struct which is passed
469 to the i2c driver and replaces the irq, platform_data and addr arguments.
470
471 If the subdev supports the s_config core ops, then that op is called with
472 the irq and platform_data arguments after the subdev was setup. The older
473 v4l2_i2c_new_(probed_)subdev functions will call s_config as well, but with
474 irq set to 0 and platform_data set to NULL.
475
476 struct video_device
477 -------------------
478
479 The actual device nodes in the /dev directory are created using the
480 video_device struct (v4l2-dev.h). This struct can either be allocated
481 dynamically or embedded in a larger struct.
482
483 To allocate it dynamically use:
484
485         struct video_device *vdev = video_device_alloc();
486
487         if (vdev == NULL)
488                 return -ENOMEM;
489
490         vdev->release = video_device_release;
491
492 If you embed it in a larger struct, then you must set the release()
493 callback to your own function:
494
495         struct video_device *vdev = &my_vdev->vdev;
496
497         vdev->release = my_vdev_release;
498
499 The release callback must be set and it is called when the last user
500 of the video device exits.
501
502 The default video_device_release() callback just calls kfree to free the
503 allocated memory.
504
505 You should also set these fields:
506
507 - v4l2_dev: set to the v4l2_device parent device.
508 - name: set to something descriptive and unique.
509 - fops: set to the v4l2_file_operations struct.
510 - ioctl_ops: if you use the v4l2_ioctl_ops to simplify ioctl maintenance
511   (highly recommended to use this and it might become compulsory in the
512   future!), then set this to your v4l2_ioctl_ops struct.
513 - lock: leave to NULL if you want to do all the locking in the driver.
514   Otherwise you give it a pointer to a struct mutex_lock and before any
515   of the v4l2_file_operations is called this lock will be taken by the
516   core and released afterwards.
517 - parent: you only set this if v4l2_device was registered with NULL as
518   the parent device struct. This only happens in cases where one hardware
519   device has multiple PCI devices that all share the same v4l2_device core.
520
521   The cx88 driver is an example of this: one core v4l2_device struct, but
522   it is used by both an raw video PCI device (cx8800) and a MPEG PCI device
523   (cx8802). Since the v4l2_device cannot be associated with a particular
524   PCI device it is setup without a parent device. But when the struct
525   video_device is setup you do know which parent PCI device to use.
526
527 If you use v4l2_ioctl_ops, then you should set either .unlocked_ioctl or
528 .ioctl to video_ioctl2 in your v4l2_file_operations struct.
529
530 The v4l2_file_operations struct is a subset of file_operations. The main
531 difference is that the inode argument is omitted since it is never used.
532
533 v4l2_file_operations and locking
534 --------------------------------
535
536 You can set a pointer to a mutex_lock in struct video_device. Usually this
537 will be either a top-level mutex or a mutex per device node. If you want
538 finer-grained locking then you have to set it to NULL and do you own locking.
539
540 If a lock is specified then all file operations will be serialized on that
541 lock. If you use videobuf then you must pass the same lock to the videobuf
542 queue initialize function: if videobuf has to wait for a frame to arrive, then
543 it will temporarily unlock the lock and relock it afterwards. If your driver
544 also waits in the code, then you should do the same to allow other processes
545 to access the device node while the first process is waiting for something.
546
547 The implementation of a hotplug disconnect should also take the lock before
548 calling v4l2_device_disconnect.
549
550 video_device registration
551 -------------------------
552
553 Next you register the video device: this will create the character device
554 for you.
555
556         err = video_register_device(vdev, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
557         if (err) {
558                 video_device_release(vdev); /* or kfree(my_vdev); */
559                 return err;
560         }
561
562 Which device is registered depends on the type argument. The following
563 types exist:
564
565 VFL_TYPE_GRABBER: videoX for video input/output devices
566 VFL_TYPE_VBI: vbiX for vertical blank data (i.e. closed captions, teletext)
567 VFL_TYPE_RADIO: radioX for radio tuners
568
569 The last argument gives you a certain amount of control over the device
570 device node number used (i.e. the X in videoX). Normally you will pass -1
571 to let the v4l2 framework pick the first free number. But sometimes users
572 want to select a specific node number. It is common that drivers allow
573 the user to select a specific device node number through a driver module
574 option. That number is then passed to this function and video_register_device
575 will attempt to select that device node number. If that number was already
576 in use, then the next free device node number will be selected and it
577 will send a warning to the kernel log.
578
579 Another use-case is if a driver creates many devices. In that case it can
580 be useful to place different video devices in separate ranges. For example,
581 video capture devices start at 0, video output devices start at 16.
582 So you can use the last argument to specify a minimum device node number
583 and the v4l2 framework will try to pick the first free number that is equal
584 or higher to what you passed. If that fails, then it will just pick the
585 first free number.
586
587 Since in this case you do not care about a warning about not being able
588 to select the specified device node number, you can call the function
589 video_register_device_no_warn() instead.
590
591 Whenever a device node is created some attributes are also created for you.
592 If you look in /sys/class/video4linux you see the devices. Go into e.g.
593 video0 and you will see 'name' and 'index' attributes. The 'name' attribute
594 is the 'name' field of the video_device struct.
595
596 The 'index' attribute is the index of the device node: for each call to
597 video_register_device() the index is just increased by 1. The first video
598 device node you register always starts with index 0.
599
600 Users can setup udev rules that utilize the index attribute to make fancy
601 device names (e.g. 'mpegX' for MPEG video capture device nodes).
602
603 After the device was successfully registered, then you can use these fields:
604
605 - vfl_type: the device type passed to video_register_device.
606 - minor: the assigned device minor number.
607 - num: the device node number (i.e. the X in videoX).
608 - index: the device index number.
609
610 If the registration failed, then you need to call video_device_release()
611 to free the allocated video_device struct, or free your own struct if the
612 video_device was embedded in it. The vdev->release() callback will never
613 be called if the registration failed, nor should you ever attempt to
614 unregister the device if the registration failed.
615
616
617 video_device cleanup
618 --------------------
619
620 When the video device nodes have to be removed, either during the unload
621 of the driver or because the USB device was disconnected, then you should
622 unregister them:
623
624         video_unregister_device(vdev);
625
626 This will remove the device nodes from sysfs (causing udev to remove them
627 from /dev).
628
629 After video_unregister_device() returns no new opens can be done. However,
630 in the case of USB devices some application might still have one of these
631 device nodes open. So after the unregister all file operations (except
632 release, of course) will return an error as well.
633
634 When the last user of the video device node exits, then the vdev->release()
635 callback is called and you can do the final cleanup there.
636
637
638 video_device helper functions
639 -----------------------------
640
641 There are a few useful helper functions:
642
643 - file/video_device private data
644
645 You can set/get driver private data in the video_device struct using:
646
647 void *video_get_drvdata(struct video_device *vdev);
648 void video_set_drvdata(struct video_device *vdev, void *data);
649
650 Note that you can safely call video_set_drvdata() before calling
651 video_register_device().
652
653 And this function:
654
655 struct video_device *video_devdata(struct file *file);
656
657 returns the video_device belonging to the file struct.
658
659 The video_drvdata function combines video_get_drvdata with video_devdata:
660
661 void *video_drvdata(struct file *file);
662
663 You can go from a video_device struct to the v4l2_device struct using:
664
665 struct v4l2_device *v4l2_dev = vdev->v4l2_dev;
666
667 - Device node name
668
669 The video_device node kernel name can be retrieved using
670
671 const char *video_device_node_name(struct video_device *vdev);
672
673 The name is used as a hint by userspace tools such as udev. The function
674 should be used where possible instead of accessing the video_device::num and
675 video_device::minor fields.
676
677
678 video buffer helper functions
679 -----------------------------
680
681 The v4l2 core API provides a set of standard methods (called "videobuf")
682 for dealing with video buffers. Those methods allow a driver to implement
683 read(), mmap() and overlay() in a consistent way.  There are currently
684 methods for using video buffers on devices that supports DMA with
685 scatter/gather method (videobuf-dma-sg), DMA with linear access
686 (videobuf-dma-contig), and vmalloced buffers, mostly used on USB drivers
687 (videobuf-vmalloc).
688
689 Please see Documentation/video4linux/videobuf for more information on how
690 to use the videobuf layer.
691
692 struct v4l2_fh
693 --------------
694
695 struct v4l2_fh provides a way to easily keep file handle specific data
696 that is used by the V4L2 framework. Using v4l2_fh is optional for
697 drivers.
698
699 The users of v4l2_fh (in the V4L2 framework, not the driver) know
700 whether a driver uses v4l2_fh as its file->private_data pointer by
701 testing the V4L2_FL_USES_V4L2_FH bit in video_device->flags.
702
703 Useful functions:
704
705 - v4l2_fh_init()
706
707   Initialise the file handle. This *MUST* be performed in the driver's
708   v4l2_file_operations->open() handler.
709
710 - v4l2_fh_add()
711
712   Add a v4l2_fh to video_device file handle list. May be called after
713   initialising the file handle.
714
715 - v4l2_fh_del()
716
717   Unassociate the file handle from video_device(). The file handle
718   exit function may now be called.
719
720 - v4l2_fh_exit()
721
722   Uninitialise the file handle. After uninitialisation the v4l2_fh
723   memory can be freed.
724
725 struct v4l2_fh is allocated as a part of the driver's own file handle
726 structure and is set to file->private_data in the driver's open
727 function by the driver. Drivers can extract their own file handle
728 structure by using the container_of macro. Example:
729
730 struct my_fh {
731         int blah;
732         struct v4l2_fh fh;
733 };
734
735 ...
736
737 int my_open(struct file *file)
738 {
739         struct my_fh *my_fh;
740         struct video_device *vfd;
741         int ret;
742
743         ...
744
745         ret = v4l2_fh_init(&my_fh->fh, vfd);
746         if (ret)
747                 return ret;
748
749         v4l2_fh_add(&my_fh->fh);
750
751         file->private_data = &my_fh->fh;
752
753         ...
754 }
755
756 int my_release(struct file *file)
757 {
758         struct v4l2_fh *fh = file->private_data;
759         struct my_fh *my_fh = container_of(fh, struct my_fh, fh);
760
761         ...
762 }
763
764 V4L2 events
765 -----------
766
767 The V4L2 events provide a generic way to pass events to user space.
768 The driver must use v4l2_fh to be able to support V4L2 events.
769
770 Useful functions:
771
772 - v4l2_event_alloc()
773
774   To use events, the driver must allocate events for the file handle. By
775   calling the function more than once, the driver may assure that at least n
776   events in total have been allocated. The function may not be called in
777   atomic context.
778
779 - v4l2_event_queue()
780
781   Queue events to video device. The driver's only responsibility is to fill
782   in the type and the data fields. The other fields will be filled in by
783   V4L2.
784
785 - v4l2_event_subscribe()
786
787   The video_device->ioctl_ops->vidioc_subscribe_event must check the driver
788   is able to produce events with specified event id. Then it calls
789   v4l2_event_subscribe() to subscribe the event.
790
791 - v4l2_event_unsubscribe()
792
793   vidioc_unsubscribe_event in struct v4l2_ioctl_ops. A driver may use
794   v4l2_event_unsubscribe() directly unless it wants to be involved in
795   unsubscription process.
796
797   The special type V4L2_EVENT_ALL may be used to unsubscribe all events. The
798   drivers may want to handle this in a special way.
799
800 - v4l2_event_pending()
801
802   Returns the number of pending events. Useful when implementing poll.
803
804 Drivers do not initialise events directly. The events are initialised
805 through v4l2_fh_init() if video_device->ioctl_ops->vidioc_subscribe_event is
806 non-NULL. This *MUST* be performed in the driver's
807 v4l2_file_operations->open() handler.
808
809 Events are delivered to user space through the poll system call. The driver
810 can use v4l2_fh->events->wait wait_queue_head_t as the argument for
811 poll_wait().
812
813 There are standard and private events. New standard events must use the
814 smallest available event type. The drivers must allocate their events from
815 their own class starting from class base. Class base is
816 V4L2_EVENT_PRIVATE_START + n * 1000 where n is the lowest available number.
817 The first event type in the class is reserved for future use, so the first
818 available event type is 'class base + 1'.
819
820 An example on how the V4L2 events may be used can be found in the OMAP
821 3 ISP driver available at <URL:http://gitorious.org/omap3camera> as of
822 writing this.