Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / Documentation / driver-api / media / v4l2-subdev.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 V4L2 sub-devices
4 ----------------
5
6 Many drivers need to communicate with sub-devices. These devices can do all
7 sort of tasks, but most commonly they handle audio and/or video muxing,
8 encoding or decoding. For webcams common sub-devices are sensors and camera
9 controllers.
10
11 Usually these are I2C devices, but not necessarily. In order to provide the
12 driver with a consistent interface to these sub-devices the
13 :c:type:`v4l2_subdev` struct (v4l2-subdev.h) was created.
14
15 Each sub-device driver must have a :c:type:`v4l2_subdev` struct. This struct
16 can be stand-alone for simple sub-devices or it might be embedded in a larger
17 struct if more state information needs to be stored. Usually there is a
18 low-level device struct (e.g. ``i2c_client``) that contains the device data as
19 setup by the kernel. It is recommended to store that pointer in the private
20 data of :c:type:`v4l2_subdev` using :c:func:`v4l2_set_subdevdata`. That makes
21 it easy to go from a :c:type:`v4l2_subdev` to the actual low-level bus-specific
22 device data.
23
24 You also need a way to go from the low-level struct to :c:type:`v4l2_subdev`.
25 For the common i2c_client struct the i2c_set_clientdata() call is used to store
26 a :c:type:`v4l2_subdev` pointer, for other buses you may have to use other
27 methods.
28
29 Bridges might also need to store per-subdev private data, such as a pointer to
30 bridge-specific per-subdev private data. The :c:type:`v4l2_subdev` structure
31 provides host private data for that purpose that can be accessed with
32 :c:func:`v4l2_get_subdev_hostdata` and :c:func:`v4l2_set_subdev_hostdata`.
33
34 From the bridge driver perspective, you load the sub-device module and somehow
35 obtain the :c:type:`v4l2_subdev` pointer. For i2c devices this is easy: you call
36 ``i2c_get_clientdata()``. For other buses something similar needs to be done.
37 Helper functions exist for sub-devices on an I2C bus that do most of this
38 tricky work for you.
39
40 Each :c:type:`v4l2_subdev` contains function pointers that sub-device drivers
41 can implement (or leave ``NULL`` if it is not applicable). Since sub-devices can
42 do so many different things and you do not want to end up with a huge ops struct
43 of which only a handful of ops are commonly implemented, the function pointers
44 are sorted according to category and each category has its own ops struct.
45
46 The top-level ops struct contains pointers to the category ops structs, which
47 may be NULL if the subdev driver does not support anything from that category.
48
49 It looks like this:
50
51 .. code-block:: c
52
53         struct v4l2_subdev_core_ops {
54                 int (*log_status)(struct v4l2_subdev *sd);
55                 int (*init)(struct v4l2_subdev *sd, u32 val);
56                 ...
57         };
58
59         struct v4l2_subdev_tuner_ops {
60                 ...
61         };
62
63         struct v4l2_subdev_audio_ops {
64                 ...
65         };
66
67         struct v4l2_subdev_video_ops {
68                 ...
69         };
70
71         struct v4l2_subdev_pad_ops {
72                 ...
73         };
74
75         struct v4l2_subdev_ops {
76                 const struct v4l2_subdev_core_ops  *core;
77                 const struct v4l2_subdev_tuner_ops *tuner;
78                 const struct v4l2_subdev_audio_ops *audio;
79                 const struct v4l2_subdev_video_ops *video;
80                 const struct v4l2_subdev_pad_ops *video;
81         };
82
83 The core ops are common to all subdevs, the other categories are implemented
84 depending on the sub-device. E.g. a video device is unlikely to support the
85 audio ops and vice versa.
86
87 This setup limits the number of function pointers while still making it easy
88 to add new ops and categories.
89
90 A sub-device driver initializes the :c:type:`v4l2_subdev` struct using:
91
92         :c:func:`v4l2_subdev_init <v4l2_subdev_init>`
93         (:c:type:`sd <v4l2_subdev>`, &\ :c:type:`ops <v4l2_subdev_ops>`).
94
95
96 Afterwards you need to initialize :c:type:`sd <v4l2_subdev>`->name with a
97 unique name and set the module owner. This is done for you if you use the
98 i2c helper functions.
99
100 If integration with the media framework is needed, you must initialize the
101 :c:type:`media_entity` struct embedded in the :c:type:`v4l2_subdev` struct
102 (entity field) by calling :c:func:`media_entity_pads_init`, if the entity has
103 pads:
104
105 .. code-block:: c
106
107         struct media_pad *pads = &my_sd->pads;
108         int err;
109
110         err = media_entity_pads_init(&sd->entity, npads, pads);
111
112 The pads array must have been previously initialized. There is no need to
113 manually set the struct media_entity function and name fields, but the
114 revision field must be initialized if needed.
115
116 A reference to the entity will be automatically acquired/released when the
117 subdev device node (if any) is opened/closed.
118
119 Don't forget to cleanup the media entity before the sub-device is destroyed:
120
121 .. code-block:: c
122
123         media_entity_cleanup(&sd->entity);
124
125 If a sub-device driver implements sink pads, the subdev driver may set the
126 link_validate field in :c:type:`v4l2_subdev_pad_ops` to provide its own link
127 validation function. For every link in the pipeline, the link_validate pad
128 operation of the sink end of the link is called. In both cases the driver is
129 still responsible for validating the correctness of the format configuration
130 between sub-devices and video nodes.
131
132 If link_validate op is not set, the default function
133 :c:func:`v4l2_subdev_link_validate_default` is used instead. This function
134 ensures that width, height and the media bus pixel code are equal on both source
135 and sink of the link. Subdev drivers are also free to use this function to
136 perform the checks mentioned above in addition to their own checks.
137
138 Subdev registration
139 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
140
141 There are currently two ways to register subdevices with the V4L2 core. The
142 first (traditional) possibility is to have subdevices registered by bridge
143 drivers. This can be done when the bridge driver has the complete information
144 about subdevices connected to it and knows exactly when to register them. This
145 is typically the case for internal subdevices, like video data processing units
146 within SoCs or complex PCI(e) boards, camera sensors in USB cameras or connected
147 to SoCs, which pass information about them to bridge drivers, usually in their
148 platform data.
149
150 There are however also situations where subdevices have to be registered
151 asynchronously to bridge devices. An example of such a configuration is a Device
152 Tree based system where information about subdevices is made available to the
153 system independently from the bridge devices, e.g. when subdevices are defined
154 in DT as I2C device nodes. The API used in this second case is described further
155 below.
156
157 Using one or the other registration method only affects the probing process, the
158 run-time bridge-subdevice interaction is in both cases the same.
159
160 Registering synchronous sub-devices
161 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
162
163 In the **synchronous** case a device (bridge) driver needs to register the
164 :c:type:`v4l2_subdev` with the v4l2_device:
165
166         :c:func:`v4l2_device_register_subdev <v4l2_device_register_subdev>`
167         (:c:type:`v4l2_dev <v4l2_device>`, :c:type:`sd <v4l2_subdev>`).
168
169 This can fail if the subdev module disappeared before it could be registered.
170 After this function was called successfully the subdev->dev field points to
171 the :c:type:`v4l2_device`.
172
173 If the v4l2_device parent device has a non-NULL mdev field, the sub-device
174 entity will be automatically registered with the media device.
175
176 You can unregister a sub-device using:
177
178         :c:func:`v4l2_device_unregister_subdev <v4l2_device_unregister_subdev>`
179         (:c:type:`sd <v4l2_subdev>`).
180
181 Afterwards the subdev module can be unloaded and
182 :c:type:`sd <v4l2_subdev>`->dev == ``NULL``.
183
184 .. _media-registering-async-subdevs:
185
186 Registering asynchronous sub-devices
187 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
188
189 In the **asynchronous** case subdevice probing can be invoked independently of
190 the bridge driver availability. The subdevice driver then has to verify whether
191 all the requirements for a successful probing are satisfied. This can include a
192 check for a master clock availability. If any of the conditions aren't satisfied
193 the driver might decide to return ``-EPROBE_DEFER`` to request further reprobing
194 attempts. Once all conditions are met the subdevice shall be registered using
195 the :c:func:`v4l2_async_register_subdev` function. Unregistration is
196 performed using the :c:func:`v4l2_async_unregister_subdev` call. Subdevices
197 registered this way are stored in a global list of subdevices, ready to be
198 picked up by bridge drivers.
199
200 Drivers must complete all initialization of the sub-device before
201 registering it using :c:func:`v4l2_async_register_subdev`, including
202 enabling runtime PM. This is because the sub-device becomes accessible
203 as soon as it gets registered.
204
205 Asynchronous sub-device notifiers
206 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
207
208 Bridge drivers in turn have to register a notifier object. This is performed
209 using the :c:func:`v4l2_async_nf_register` call. To unregister the notifier the
210 driver has to call :c:func:`v4l2_async_nf_unregister`. Before releasing memory
211 of an unregister notifier, it must be cleaned up by calling
212 :c:func:`v4l2_async_nf_cleanup`.
213
214 Before registering the notifier, bridge drivers must do two things: first, the
215 notifier must be initialized using the :c:func:`v4l2_async_nf_init`.  Second,
216 bridge drivers can then begin to form a list of async connection descriptors
217 that the bridge device needs for its
218 operation. :c:func:`v4l2_async_nf_add_fwnode`,
219 :c:func:`v4l2_async_nf_add_fwnode_remote` and :c:func:`v4l2_async_nf_add_i2c`
220
221 Async connection descriptors describe connections to external sub-devices the
222 drivers for which are not yet probed. Based on an async connection, a media data
223 or ancillary link may be created when the related sub-device becomes
224 available. There may be one or more async connections to a given sub-device but
225 this is not known at the time of adding the connections to the notifier. Async
226 connections are bound as matching async sub-devices are found, one by one.
227
228 Asynchronous sub-device notifier for sub-devices
229 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
230
231 A driver that registers an asynchronous sub-device may also register an
232 asynchronous notifier. This is called an asynchronous sub-device notifier and the
233 process is similar to that of a bridge driver apart from that the notifier is
234 initialised using :c:func:`v4l2_async_subdev_nf_init` instead. A sub-device
235 notifier may complete only after the V4L2 device becomes available, i.e. there's
236 a path via async sub-devices and notifiers to a notifier that is not an
237 asynchronous sub-device notifier.
238
239 Asynchronous sub-device registration helper for camera sensor drivers
240 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
241
242 :c:func:`v4l2_async_register_subdev_sensor` is a helper function for sensor
243 drivers registering their own async connection, but it also registers a notifier
244 and further registers async connections for lens and flash devices found in
245 firmware. The notifier for the sub-device is unregistered and cleaned up with
246 the async sub-device, using :c:func:`v4l2_async_unregister_subdev`.
247
248 Asynchronous sub-device notifier example
249 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
250
251 These functions allocate an async connection descriptor which is of type struct
252 :c:type:`v4l2_async_connection` embedded in a driver-specific struct. The &struct
253 :c:type:`v4l2_async_connection` shall be the first member of this struct:
254
255 .. code-block:: c
256
257         struct my_async_connection {
258                 struct v4l2_async_connection asc;
259                 ...
260         };
261
262         struct my_async_connection *my_asc;
263         struct fwnode_handle *ep;
264
265         ...
266
267         my_asc = v4l2_async_nf_add_fwnode_remote(&notifier, ep,
268                                                  struct my_async_connection);
269         fwnode_handle_put(ep);
270
271         if (IS_ERR(my_asc))
272                 return PTR_ERR(my_asc);
273
274 Asynchronous sub-device notifier callbacks
275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
276
277 The V4L2 core will then use these connection descriptors to match asynchronously
278 registered subdevices to them. If a match is detected the ``.bound()`` notifier
279 callback is called. After all connections have been bound the .complete()
280 callback is called. When a connection is removed from the system the
281 ``.unbind()`` method is called. All three callbacks are optional.
282
283 Drivers can store any type of custom data in their driver-specific
284 :c:type:`v4l2_async_connection` wrapper. If any of that data requires special
285 handling when the structure is freed, drivers must implement the ``.destroy()``
286 notifier callback. The framework will call it right before freeing the
287 :c:type:`v4l2_async_connection`.
288
289 Calling subdev operations
290 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
291
292 The advantage of using :c:type:`v4l2_subdev` is that it is a generic struct and
293 does not contain any knowledge about the underlying hardware. So a driver might
294 contain several subdevs that use an I2C bus, but also a subdev that is
295 controlled through GPIO pins. This distinction is only relevant when setting
296 up the device, but once the subdev is registered it is completely transparent.
297
298 Once the subdev has been registered you can call an ops function either
299 directly:
300
301 .. code-block:: c
302
303         err = sd->ops->core->g_std(sd, &norm);
304
305 but it is better and easier to use this macro:
306
307 .. code-block:: c
308
309         err = v4l2_subdev_call(sd, core, g_std, &norm);
310
311 The macro will do the right ``NULL`` pointer checks and returns ``-ENODEV``
312 if :c:type:`sd <v4l2_subdev>` is ``NULL``, ``-ENOIOCTLCMD`` if either
313 :c:type:`sd <v4l2_subdev>`->core or :c:type:`sd <v4l2_subdev>`->core->g_std is ``NULL``, or the actual result of the
314 :c:type:`sd <v4l2_subdev>`->ops->core->g_std ops.
315
316 It is also possible to call all or a subset of the sub-devices:
317
318 .. code-block:: c
319
320         v4l2_device_call_all(v4l2_dev, 0, core, g_std, &norm);
321
322 Any subdev that does not support this ops is skipped and error results are
323 ignored. If you want to check for errors use this:
324
325 .. code-block:: c
326
327         err = v4l2_device_call_until_err(v4l2_dev, 0, core, g_std, &norm);
328
329 Any error except ``-ENOIOCTLCMD`` will exit the loop with that error. If no
330 errors (except ``-ENOIOCTLCMD``) occurred, then 0 is returned.
331
332 The second argument to both calls is a group ID. If 0, then all subdevs are
333 called. If non-zero, then only those whose group ID match that value will
334 be called. Before a bridge driver registers a subdev it can set
335 :c:type:`sd <v4l2_subdev>`->grp_id to whatever value it wants (it's 0 by
336 default). This value is owned by the bridge driver and the sub-device driver
337 will never modify or use it.
338
339 The group ID gives the bridge driver more control how callbacks are called.
340 For example, there may be multiple audio chips on a board, each capable of
341 changing the volume. But usually only one will actually be used when the
342 user want to change the volume. You can set the group ID for that subdev to
343 e.g. AUDIO_CONTROLLER and specify that as the group ID value when calling
344 ``v4l2_device_call_all()``. That ensures that it will only go to the subdev
345 that needs it.
346
347 If the sub-device needs to notify its v4l2_device parent of an event, then
348 it can call ``v4l2_subdev_notify(sd, notification, arg)``. This macro checks
349 whether there is a ``notify()`` callback defined and returns ``-ENODEV`` if not.
350 Otherwise the result of the ``notify()`` call is returned.
351
352 V4L2 sub-device userspace API
353 -----------------------------
354
355 Bridge drivers traditionally expose one or multiple video nodes to userspace,
356 and control subdevices through the :c:type:`v4l2_subdev_ops` operations in
357 response to video node operations. This hides the complexity of the underlying
358 hardware from applications. For complex devices, finer-grained control of the
359 device than what the video nodes offer may be required. In those cases, bridge
360 drivers that implement :ref:`the media controller API <media_controller>` may
361 opt for making the subdevice operations directly accessible from userspace.
362
363 Device nodes named ``v4l-subdev``\ *X* can be created in ``/dev`` to access
364 sub-devices directly. If a sub-device supports direct userspace configuration
365 it must set the ``V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE`` flag before being registered.
366
367 After registering sub-devices, the :c:type:`v4l2_device` driver can create
368 device nodes for all registered sub-devices marked with
369 ``V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE`` by calling
370 :c:func:`v4l2_device_register_subdev_nodes`. Those device nodes will be
371 automatically removed when sub-devices are unregistered.
372
373 The device node handles a subset of the V4L2 API.
374
375 ``VIDIOC_QUERYCTRL``,
376 ``VIDIOC_QUERYMENU``,
377 ``VIDIOC_G_CTRL``,
378 ``VIDIOC_S_CTRL``,
379 ``VIDIOC_G_EXT_CTRLS``,
380 ``VIDIOC_S_EXT_CTRLS`` and
381 ``VIDIOC_TRY_EXT_CTRLS``:
382
383         The controls ioctls are identical to the ones defined in V4L2. They
384         behave identically, with the only exception that they deal only with
385         controls implemented in the sub-device. Depending on the driver, those
386         controls can be also be accessed through one (or several) V4L2 device
387         nodes.
388
389 ``VIDIOC_DQEVENT``,
390 ``VIDIOC_SUBSCRIBE_EVENT`` and
391 ``VIDIOC_UNSUBSCRIBE_EVENT``
392
393         The events ioctls are identical to the ones defined in V4L2. They
394         behave identically, with the only exception that they deal only with
395         events generated by the sub-device. Depending on the driver, those
396         events can also be reported by one (or several) V4L2 device nodes.
397
398         Sub-device drivers that want to use events need to set the
399         ``V4L2_SUBDEV_FL_HAS_EVENTS`` :c:type:`v4l2_subdev`.flags before registering
400         the sub-device. After registration events can be queued as usual on the
401         :c:type:`v4l2_subdev`.devnode device node.
402
403         To properly support events, the ``poll()`` file operation is also
404         implemented.
405
406 Private ioctls
407
408         All ioctls not in the above list are passed directly to the sub-device
409         driver through the core::ioctl operation.
410
411 Read-only sub-device userspace API
412 ----------------------------------
413
414 Bridge drivers that control their connected subdevices through direct calls to
415 the kernel API realized by :c:type:`v4l2_subdev_ops` structure do not usually
416 want userspace to be able to change the same parameters through the subdevice
417 device node and thus do not usually register any.
418
419 It is sometimes useful to report to userspace the current subdevice
420 configuration through a read-only API, that does not permit applications to
421 change to the device parameters but allows interfacing to the subdevice device
422 node to inspect them.
423
424 For instance, to implement cameras based on computational photography, userspace
425 needs to know the detailed camera sensor configuration (in terms of skipping,
426 binning, cropping and scaling) for each supported output resolution. To support
427 such use cases, bridge drivers may expose the subdevice operations to userspace
428 through a read-only API.
429
430 To create a read-only device node for all the subdevices registered with the
431 ``V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE`` set, the :c:type:`v4l2_device` driver should call
432 :c:func:`v4l2_device_register_ro_subdev_nodes`.
433
434 Access to the following ioctls for userspace applications is restricted on
435 sub-device device nodes registered with
436 :c:func:`v4l2_device_register_ro_subdev_nodes`.
437
438 ``VIDIOC_SUBDEV_S_FMT``,
439 ``VIDIOC_SUBDEV_S_CROP``,
440 ``VIDIOC_SUBDEV_S_SELECTION``:
441
442         These ioctls are only allowed on a read-only subdevice device node
443         for the :ref:`V4L2_SUBDEV_FORMAT_TRY <v4l2-subdev-format-whence>`
444         formats and selection rectangles.
445
446 ``VIDIOC_SUBDEV_S_FRAME_INTERVAL``,
447 ``VIDIOC_SUBDEV_S_DV_TIMINGS``,
448 ``VIDIOC_SUBDEV_S_STD``:
449
450         These ioctls are not allowed on a read-only subdevice node.
451
452 In case the ioctl is not allowed, or the format to modify is set to
453 ``V4L2_SUBDEV_FORMAT_ACTIVE``, the core returns a negative error code and
454 the errno variable is set to ``-EPERM``.
455
456 I2C sub-device drivers
457 ----------------------
458
459 Since these drivers are so common, special helper functions are available to
460 ease the use of these drivers (``v4l2-common.h``).
461
462 The recommended method of adding :c:type:`v4l2_subdev` support to an I2C driver
463 is to embed the :c:type:`v4l2_subdev` struct into the state struct that is
464 created for each I2C device instance. Very simple devices have no state
465 struct and in that case you can just create a :c:type:`v4l2_subdev` directly.
466
467 A typical state struct would look like this (where 'chipname' is replaced by
468 the name of the chip):
469
470 .. code-block:: c
471
472         struct chipname_state {
473                 struct v4l2_subdev sd;
474                 ...  /* additional state fields */
475         };
476
477 Initialize the :c:type:`v4l2_subdev` struct as follows:
478
479 .. code-block:: c
480
481         v4l2_i2c_subdev_init(&state->sd, client, subdev_ops);
482
483 This function will fill in all the fields of :c:type:`v4l2_subdev` ensure that
484 the :c:type:`v4l2_subdev` and i2c_client both point to one another.
485
486 You should also add a helper inline function to go from a :c:type:`v4l2_subdev`
487 pointer to a chipname_state struct:
488
489 .. code-block:: c
490
491         static inline struct chipname_state *to_state(struct v4l2_subdev *sd)
492         {
493                 return container_of(sd, struct chipname_state, sd);
494         }
495
496 Use this to go from the :c:type:`v4l2_subdev` struct to the ``i2c_client``
497 struct:
498
499 .. code-block:: c
500
501         struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd);
502
503 And this to go from an ``i2c_client`` to a :c:type:`v4l2_subdev` struct:
504
505 .. code-block:: c
506
507         struct v4l2_subdev *sd = i2c_get_clientdata(client);
508
509 Make sure to call
510 :c:func:`v4l2_device_unregister_subdev`\ (:c:type:`sd <v4l2_subdev>`)
511 when the ``remove()`` callback is called. This will unregister the sub-device
512 from the bridge driver. It is safe to call this even if the sub-device was
513 never registered.
514
515 You need to do this because when the bridge driver destroys the i2c adapter
516 the ``remove()`` callbacks are called of the i2c devices on that adapter.
517 After that the corresponding v4l2_subdev structures are invalid, so they
518 have to be unregistered first. Calling
519 :c:func:`v4l2_device_unregister_subdev`\ (:c:type:`sd <v4l2_subdev>`)
520 from the ``remove()`` callback ensures that this is always done correctly.
521
522
523 The bridge driver also has some helper functions it can use:
524
525 .. code-block:: c
526
527         struct v4l2_subdev *sd = v4l2_i2c_new_subdev(v4l2_dev, adapter,
528                                         "module_foo", "chipid", 0x36, NULL);
529
530 This loads the given module (can be ``NULL`` if no module needs to be loaded)
531 and calls :c:func:`i2c_new_client_device` with the given ``i2c_adapter`` and
532 chip/address arguments. If all goes well, then it registers the subdev with
533 the v4l2_device.
534
535 You can also use the last argument of :c:func:`v4l2_i2c_new_subdev` to pass
536 an array of possible I2C addresses that it should probe. These probe addresses
537 are only used if the previous argument is 0. A non-zero argument means that you
538 know the exact i2c address so in that case no probing will take place.
539
540 Both functions return ``NULL`` if something went wrong.
541
542 Note that the chipid you pass to :c:func:`v4l2_i2c_new_subdev` is usually
543 the same as the module name. It allows you to specify a chip variant, e.g.
544 "saa7114" or "saa7115". In general though the i2c driver autodetects this.
545 The use of chipid is something that needs to be looked at more closely at a
546 later date. It differs between i2c drivers and as such can be confusing.
547 To see which chip variants are supported you can look in the i2c driver code
548 for the i2c_device_id table. This lists all the possibilities.
549
550 There are one more helper function:
551
552 :c:func:`v4l2_i2c_new_subdev_board` uses an :c:type:`i2c_board_info` struct
553 which is passed to the i2c driver and replaces the irq, platform_data and addr
554 arguments.
555
556 If the subdev supports the s_config core ops, then that op is called with
557 the irq and platform_data arguments after the subdev was setup.
558
559 The :c:func:`v4l2_i2c_new_subdev` function will call
560 :c:func:`v4l2_i2c_new_subdev_board`, internally filling a
561 :c:type:`i2c_board_info` structure using the ``client_type`` and the
562 ``addr`` to fill it.
563
564 Centrally managed subdev active state
565 -------------------------------------
566
567 Traditionally V4L2 subdev drivers maintained internal state for the active
568 device configuration. This is often implemented as e.g. an array of struct
569 v4l2_mbus_framefmt, one entry for each pad, and similarly for crop and compose
570 rectangles.
571
572 In addition to the active configuration, each subdev file handle has a struct
573 v4l2_subdev_state, managed by the V4L2 core, which contains the try
574 configuration.
575
576 To simplify the subdev drivers the V4L2 subdev API now optionally supports a
577 centrally managed active configuration represented by
578 :c:type:`v4l2_subdev_state`. One instance of state, which contains the active
579 device configuration, is stored in the sub-device itself as part of
580 the :c:type:`v4l2_subdev` structure, while the core associates a try state to
581 each open file handle, to store the try configuration related to that file
582 handle.
583
584 Sub-device drivers can opt-in and use state to manage their active configuration
585 by initializing the subdevice state with a call to v4l2_subdev_init_finalize()
586 before registering the sub-device. They must also call v4l2_subdev_cleanup()
587 to release all the allocated resources before unregistering the sub-device.
588 The core automatically allocates and initializes a state for each open file
589 handle to store the try configurations and frees it when closing the file
590 handle.
591
592 V4L2 sub-device operations that use both the :ref:`ACTIVE and TRY formats
593 <v4l2-subdev-format-whence>` receive the correct state to operate on through
594 the 'state' parameter. The state must be locked and unlocked by the
595 caller by calling :c:func:`v4l2_subdev_lock_state()` and
596 :c:func:`v4l2_subdev_unlock_state()`. The caller can do so by calling the subdev
597 operation through the :c:func:`v4l2_subdev_call_state_active()` macro.
598
599 Operations that do not receive a state parameter implicitly operate on the
600 subdevice active state, which drivers can exclusively access by
601 calling :c:func:`v4l2_subdev_lock_and_get_active_state()`. The sub-device active
602 state must equally be released by calling :c:func:`v4l2_subdev_unlock_state()`.
603
604 Drivers must never manually access the state stored in the :c:type:`v4l2_subdev`
605 or in the file handle without going through the designated helpers.
606
607 While the V4L2 core passes the correct try or active state to the subdevice
608 operations, many existing device drivers pass a NULL state when calling
609 operations with :c:func:`v4l2_subdev_call()`. This legacy construct causes
610 issues with subdevice drivers that let the V4L2 core manage the active state,
611 as they expect to receive the appropriate state as a parameter. To help the
612 conversion of subdevice drivers to a managed active state without having to
613 convert all callers at the same time, an additional wrapper layer has been
614 added to v4l2_subdev_call(), which handles the NULL case by getting and locking
615 the callee's active state with :c:func:`v4l2_subdev_lock_and_get_active_state()`,
616 and unlocking the state after the call.
617
618 The whole subdev state is in reality split into three parts: the
619 v4l2_subdev_state, subdev controls and subdev driver's internal state. In the
620 future these parts should be combined into a single state. For the time being
621 we need a way to handle the locking for these parts. This can be accomplished
622 by sharing a lock. The v4l2_ctrl_handler already supports this via its 'lock'
623 pointer and the same model is used with states. The driver can do the following
624 before calling v4l2_subdev_init_finalize():
625
626 .. code-block:: c
627
628         sd->ctrl_handler->lock = &priv->mutex;
629         sd->state_lock = &priv->mutex;
630
631 This shares the driver's private mutex between the controls and the states.
632
633 Streams, multiplexed media pads and internal routing
634 ----------------------------------------------------
635
636 A subdevice driver can implement support for multiplexed streams by setting
637 the V4L2_SUBDEV_FL_STREAMS subdev flag and implementing support for
638 centrally managed subdev active state, routing and stream based
639 configuration.
640
641 V4L2 sub-device functions and data structures
642 ---------------------------------------------
643
644 .. kernel-doc:: include/media/v4l2-subdev.h