kinect.c

   1 /*
   2  * kinect sensor device camera, gspca driver
   3  *
   4  * Copyright (C) 2011  Antonio Ospite <ospite@studenti.unina.it>
   5  *
   6  * Based on the OpenKinect project and libfreenect
   7  * http://openkinect.org/wiki/Init_Analysis
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
  22  */
  23
  24 #define MODULE_NAME "kinect"
  25
  26 #include "gspca.h"
  27
  28 #define CTRL_TIMEOUT 500
  29
  30 MODULE_AUTHOR("Antonio Ospite <ospite@studenti.unina.it>");
  31 MODULE_DESCRIPTION("GSPCA/Kinect Sensor Device USB Camera Driver");
  32 MODULE_LICENSE("GPL");
  33
  34 struct pkt_hdr {
  35         uint8_t magic[2];
  36         uint8_t pad;
  37         uint8_t flag;
  38         uint8_t unk1;
  39         uint8_t seq;
  40         uint8_t unk2;
  41         uint8_t unk3;
  42         uint32_t timestamp;
  43 };
  44
  45 typedef struct {
  46         uint8_t magic[2];
  47         uint16_t len;
  48         uint16_t cmd;
  49         uint16_t tag;
  50 } cam_hdr;
  51
  52 int gspca_debug = D_ERR | D_PROBE | D_CONF | D_STREAM | D_FRAM | D_PACK |
  53         D_USBI | D_USBO | D_V4L2;
  54
  55 /* specific webcam descriptor */
  56 struct sd {
  57         struct gspca_dev gspca_dev;     /* !! must be the first item */
  58         uint16_t cam_tag;
  59 };
  60
  61 /* V4L2 controls supported by the driver */
  62 /* controls prototypes here */
  63
  64 static const struct ctrl sd_ctrls[] = {
  65 };
  66
  67 #define MODE_640x480   0x0001
  68 #define MODE_640x488   0x0002
  69 #define MODE_1280x1024 0x0004
  70
  71 #define FORMAT_BAYER   0x0010
  72 #define FORMAT_UYVY    0x0020
  73 #define FORMAT_Y10B    0x0040
  74
  75 #define FPS_HIGH       0x0100
  76
  77 static const struct v4l2_pix_format video_camera_mode[] = {
  78         {640, 480, V4L2_PIX_FMT_SGRBG8, V4L2_FIELD_NONE,
  79          .bytesperline = 640,
  80          .sizeimage = 640 * 480,
  81          .colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB,
  82          .priv = MODE_640x480 | FORMAT_BAYER | FPS_HIGH},
  83         {640, 480, V4L2_PIX_FMT_UYVY, V4L2_FIELD_NONE,
  84          .bytesperline = 640 * 2,
  85          .sizeimage = 640 * 480 * 2,
  86          .colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB,
  87          .priv = MODE_640x480 | FORMAT_UYVY},
  88         {1280, 1024, V4L2_PIX_FMT_SGRBG8, V4L2_FIELD_NONE,
  89          .bytesperline = 1280,
  90          .sizeimage = 1280 * 1024,
  91          .colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB,
  92          .priv = MODE_1280x1024 | FORMAT_BAYER},
  93         {640, 488, V4L2_PIX_FMT_Y10BPACK, V4L2_FIELD_NONE,
  94          .bytesperline = 640 * 10 / 8,
  95          .sizeimage =  640 * 488 * 10 / 8,
  96          .colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB,
  97          .priv = MODE_640x488 | FORMAT_Y10B | FPS_HIGH},
  98         {1280, 1024, V4L2_PIX_FMT_Y10BPACK, V4L2_FIELD_NONE,
  99          .bytesperline = 1280 * 10 / 8,
 100          .sizeimage =  1280 * 1024 * 10 / 8,
 101          .colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB,
 102          .priv = MODE_1280x1024 | FORMAT_Y10B},
 103 };
 104
 105 static int kinect_write(struct usb_device *udev, uint8_t *data, uint16_t wLength)
 106 {
 107         return usb_control_msg(udev,
 108                               usb_sndctrlpipe(udev, 0),
 109                               0x00,
 110                               USB_DIR_OUT | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE,
 111                               0, 0, data, wLength, CTRL_TIMEOUT);
 112 }
 113
 114 static int kinect_read(struct usb_device *udev, uint8_t *data, uint16_t wLength)
 115 {
 116         return usb_control_msg(udev,
 117                               usb_rcvctrlpipe(udev, 0),
 118                               0x00,
 119                               USB_DIR_IN | USB_TYPE_VENDOR | USB_RECIP_DEVICE,
 120                               0, 0, data, wLength, CTRL_TIMEOUT);
 121 }
 122
 123 static int send_cmd(struct gspca_dev *gspca_dev, uint16_t cmd, void *cmdbuf,
 124                 unsigned int cmd_len, void *replybuf, unsigned int reply_len)
 125 {
 126         struct sd *sd = (struct sd *) gspca_dev;
 127         struct usb_device *udev = gspca_dev->dev;
 128         int res, actual_len;
 129         uint8_t obuf[0x400];
 130         uint8_t ibuf[0x200];
 131         cam_hdr *chdr = (void*)obuf;
 132         cam_hdr *rhdr = (void*)ibuf;
 133
 134         if (cmd_len & 1 || cmd_len > (0x400 - sizeof(*chdr))) {
 135                 err("send_cmd: Invalid command length (0x%x)", cmd_len);
 136                 return -1;
 137         }
 138
 139         chdr->magic[0] = 0x47;
 140         chdr->magic[1] = 0x4d;
 141         chdr->cmd = cpu_to_le16(cmd);
 142         chdr->tag = cpu_to_le16(sd->cam_tag);
 143         chdr->len = cpu_to_le16(cmd_len / 2);
 144
 145         memcpy(obuf+sizeof(*chdr), cmdbuf, cmd_len);
 146
 147         res = kinect_write(udev, obuf, cmd_len + sizeof(*chdr));
 148         info("Control cmd=%04x tag=%04x len=%04x: %d", cmd, sd->cam_tag, cmd_len, res);
 149         if (res < 0) {
 150                 err("send_cmd: Output control transfer failed (%d)", res);
 151                 return res;
 152         }
 153
 154         do {
 155                 actual_len = kinect_read(udev, ibuf, 0x200);
 156         } while (actual_len == 0);
 157         info("Control reply: %d", res);
 158         if (actual_len < sizeof(*rhdr)) {
 159                 err("send_cmd: Input control transfer failed (%d)", res);
 160                 return res;
 161         }
 162         actual_len -= sizeof(*rhdr);
 163
 164         if (rhdr->magic[0] != 0x52 || rhdr->magic[1] != 0x42) {
 165                 err("send_cmd: Bad magic %02x %02x", rhdr->magic[0], rhdr->magic[1]);
 166                 return -1;
 167         }
 168         if (rhdr->cmd != chdr->cmd) {
 169                 err("send_cmd: Bad cmd %02x != %02x", rhdr->cmd, chdr->cmd);
 170                 return -1;
 171         }
 172         if (rhdr->tag != chdr->tag) {
 173                 err("send_cmd: Bad tag %04x != %04x", rhdr->tag, chdr->tag);
 174                 return -1;
 175         }
 176         if (cpu_to_le16(rhdr->len) != (actual_len/2)) {
 177                 err("send_cmd: Bad len %04x != %04x",
 178                                 cpu_to_le16(rhdr->len), (int)(actual_len/2));
 179                 return -1;
 180         }
 181
 182         if (actual_len > reply_len) {
 183                 warn("send_cmd: Data buffer is %d bytes long, but got %d bytes",
 184                                 reply_len, actual_len);
 185                 memcpy(replybuf, ibuf+sizeof(*rhdr), reply_len);
 186         } else {
 187                 memcpy(replybuf, ibuf+sizeof(*rhdr), actual_len);
 188         }
 189
 190         sd->cam_tag++;
 191
 192         return actual_len;
 193 }
 194
 195 static int write_register(struct gspca_dev *gspca_dev, uint16_t reg, uint16_t data)
 196 {
 197         uint16_t reply[2];
 198         uint16_t cmd[2];
 199         int res;
 200
 201         cmd[0] = cpu_to_le16(reg);
 202         cmd[1] = cpu_to_le16(data);
 203
 204         PDEBUG(D_USBO, "Write Reg 0x%04x <= 0x%02x", reg, data);
 205         res = send_cmd(gspca_dev, 0x03, cmd, 4, reply, 4);
 206         if (res < 0)
 207                 return res;
 208         if (res != 2) {
 209                 warn("send_cmd returned %d [%04x %04x], 0000 expected",
 210                                 res, reply[0], reply[1]);
 211         }
 212         return 0;
 213 }
 214
 215 /* this function is called at probe time */
 216 static int sd_config(struct gspca_dev *gspca_dev,
 217                      const struct usb_device_id *id)
 218 {
 219         struct sd *sd = (struct sd *) gspca_dev;
 220         struct cam *cam;
 221
 222         sd->cam_tag = 0;
 223
 224         cam = &gspca_dev->cam;
 225
 226         cam->cam_mode = video_camera_mode;
 227         cam->nmodes = ARRAY_SIZE(video_camera_mode);
 228
 229         //cam->npkt = 15;
 230         //gspca_dev->pkt_size = 960 * 2;
 231
 232         return 0;
 233 }
 234
 235 /* this function is called at probe and resume time */
 236 static int sd_init(struct gspca_dev *gspca_dev)
 237 {
 238         PDEBUG(D_PROBE, "Kinect Camera device.");
 239
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 static int sd_start(struct gspca_dev *gspca_dev)
 244 {
 245         int mode;
 246         uint8_t fmt_reg, fmt_val;
 247         uint8_t res_reg, res_val;
 248         uint8_t fps_reg, fps_val;
 249         uint8_t mode_val;
 250
 251         mode = gspca_dev->cam.cam_mode[gspca_dev->curr_mode].priv;
 252
 253         if (mode & FORMAT_Y10B) {
 254                 fmt_reg = 0x19;
 255                 res_reg = 0x1a;
 256                 fps_reg = 0x1b;
 257                 mode_val = 0x03;
 258         } else {
 259                 fmt_reg = 0x0c;
 260                 res_reg = 0x0d;
 261                 fps_reg = 0x0e;
 262                 mode_val = 0x01;
 263         }
 264
 265         /* format */
 266         if (mode & FORMAT_UYVY)
 267                 fmt_val = 0x05;
 268         else
 269                 fmt_val = 0x00;
 270
 271         if (mode & MODE_1280x1024)
 272                 res_val = 0x02;
 273         else
 274                 res_val = 0x01;
 275
 276         if (mode & FPS_HIGH)
 277                 fps_val = 0x1e;
 278         else
 279                 fps_val = 0x0f;
 280
 281
 282         /* turn off IR-reset function */
 283         write_register(gspca_dev, 0x105, 0x00);
 284
 285         /* Reset video stream */
 286         write_register(gspca_dev, 0x05, 0x00);
 287
 288         /* Due to some ridiculous condition in the firmware, we have to start
 289          * and stop the depth stream before the camera will hand us 1280x1024
 290          * IR.  This is a stupid workaround, but we've yet to find a better
 291          * solution.
 292          *
 293          * Thanks to Drew Fisher for figuring this out.
 294          */
 295         if (mode & (FORMAT_Y10B | MODE_1280x1024)) {
 296                 write_register(gspca_dev, 0x13, 0x01);
 297                 write_register(gspca_dev, 0x14, 0x1e);
 298                 write_register(gspca_dev, 0x06, 0x02);
 299                 write_register(gspca_dev, 0x06, 0x00);
 300         }
 301
 302         write_register(gspca_dev, fmt_reg, fmt_val);
 303         write_register(gspca_dev, res_reg, res_val);
 304         write_register(gspca_dev, fps_reg, fps_val);
 305
 306         /* Start video stream */
 307         write_register(gspca_dev, 0x05, mode_val);
 308
 309         /* disable Hflip */
 310         write_register(gspca_dev, 0x47, 0x00);
 311
 312         return 0;
 313 }
 314
 315 static void sd_stopN(struct gspca_dev *gspca_dev)
 316 {
 317         write_register(gspca_dev, 0x05, 0x00); // reset video stream
 318 }
 319
 320 static void sd_pkt_scan(struct gspca_dev *gspca_dev, u8 *__data, int len)
 321 {
 322         //struct sd *sd = (struct sd *) gspca_dev;
 323
 324         struct pkt_hdr *hdr = (void*)__data;
 325         uint8_t *data = __data + sizeof(*hdr);
 326         int datalen = len - sizeof(*hdr);
 327
 328         /* strm->flag == 0x80 for the color camera stream */
 329         uint8_t sof = 0x80 | 1;
 330         uint8_t mof = 0x80 | 2;
 331         uint8_t eof = 0x80 | 5;
 332
 333         if (len < 12)
 334                 return;
 335
 336         if (hdr->magic[0] != 'R' || hdr->magic[1] != 'B') {
 337                 warn("[Stream %02x] Invalid magic %02x%02x", 0x80, //strm->flag
 338                                 hdr->magic[0], hdr->magic[1]);
 339                 return;
 340         }
 341
 342         if (hdr->flag == sof)
 343                 gspca_frame_add(gspca_dev, FIRST_PACKET, data, datalen);
 344
 345         else if (hdr->flag == mof)
 346                 gspca_frame_add(gspca_dev, INTER_PACKET, data, datalen);
 347
 348         else if(hdr->flag == eof)
 349                 gspca_frame_add(gspca_dev, LAST_PACKET, data, datalen);
 350
 351         else
 352                 warn("Not recognized...");
 353 }
 354
 355 /* sub-driver description */
 356 static const struct sd_desc sd_desc = {
 357         .name      = MODULE_NAME,
 358         .ctrls     = sd_ctrls,
 359         .nctrls    = ARRAY_SIZE(sd_ctrls),
 360         .config    = sd_config,
 361         .init      = sd_init,
 362         .start     = sd_start,
 363         .stopN     = sd_stopN,
 364         .pkt_scan  = sd_pkt_scan,
 365         /*
 366         .querymenu = sd_querymenu,
 367         .get_streamparm = sd_get_streamparm,
 368         .set_streamparm = sd_set_streamparm,
 369         */
 370 };
 371
 372 /* -- module initialisation -- */
 373 static const __devinitdata struct usb_device_id device_table[] = {
 374         {USB_DEVICE(0x045e, 0x02ae)},
 375         {}
 376 };
 377
 378 MODULE_DEVICE_TABLE(usb, device_table);
 379
 380 /* -- device connect -- */
 381 static int sd_probe(struct usb_interface *intf, const struct usb_device_id *id)
 382 {
 383         return gspca_dev_probe(intf, id, &sd_desc, sizeof(struct sd),
 384                                 THIS_MODULE);
 385 }
 386
 387 static struct usb_driver sd_driver = {
 388         .name       = MODULE_NAME,
 389         .id_table   = device_table,
 390         .probe      = sd_probe,
 391         .disconnect = gspca_disconnect,
 392 #ifdef CONFIG_PM
 393         .suspend    = gspca_suspend,
 394         .resume     = gspca_resume,
 395 #endif
 396 };
 397
 398 /* -- module insert / remove -- */
 399 static int __init sd_mod_init(void)
 400 {
 401         return usb_register(&sd_driver);
 402 }
 403
 404 static void __exit sd_mod_exit(void)
 405 {
 406         usb_deregister(&sd_driver);
 407 }
 408
 409 module_init(sd_mod_init);
 410 module_exit(sd_mod_exit);