Linux MIPI 攝像頭驅動框架編寫（RN6752解碼晶片）
2023-11-10 18:00:15
一、概述
在編寫 MIPI 攝像頭驅動之前，需要先了解 Media 子系統的鏈路關係，這裡我就不介紹了，需要的看我之前的筆記：Linux Media 子系統鏈路分析。
理解 Media 子系統鏈路關係後，會發現 ISP 不論是在攝像頭端，還是整合在 SOC 中，驅動程式都是差不多的。多觀察一下開發板中的其他案例，便會明白 MIPI 攝像頭驅動部分的程式就是一個 I2C 驅動程式，而 D-PHY 部分的驅動相關廠商已經編寫好了，我們只需要通過 I2C 通道設定好攝像頭相關的暫存器即可。
在 linux 中，攝像頭驅動是基於 V4L2 框架進行實現的，所以在編寫驅動之前，還需明白 V4L2 的框架是怎麼回事，需要了解的可以看其他大佬的部落格，這裡我就不深入介紹了，主要內容還是程式的編寫。V4L2 的框架如下圖所示：
二、測試環境
- 開發板：RV1126
- ARM Linux 版本：4.19.111
- 驅動晶片：RN6752V1
- MIPI 通道的資料格式：YUV
三、新增驅動檔案
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建立驅動檔案
在 SDK 的 sdk/kernel/drivers/media/i2c/ 目錄下新增 rn6752.c 檔案，內容如下/* 驅動名稱 */ #define DRIVER_NAME "rn6752" /* 驅動版本資訊 */ #define DRIVER_VERSION KERNEL_VERSION(0, 0x00, 0x01) /** * @brief 系統檢測到與該驅動程式匹配的 I2C 裝置時 * @param client 指向 I2C 使用者端結構體的指標。該結構體包含了有關 I2C 裝置的資訊，如裝置地址、匯流排資訊等 * @param id 指向 I2C 裝置 ID 的指標。這個引數用於在多個相同型別的裝置中進行區分和匹配 * @return 返回初始化結構 */ static int rn6752_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id) { struct device *dev = &client->dev; /* 列印驅動的版本資訊的函數，其作用相當於 printk() 函數 */ dev_info(dev, "driver version: %02x.%02x.%02x", DRIVER_VERSION >> 16, (DRIVER_VERSION & 0xff00) >> 8, DRIVER_VERSION & 0x00ff); return 0; } /** * @brief 當裝置驅動被刪除釋放時，執行此函數 * @param client 指向 I2C 使用者端結構體的指標。該結構體包含了有關 I2C 裝置的資訊，如裝置地址、匯流排資訊等 * @return 返回操作結果 */ static int rn6752_remove(struct i2c_client *client) { return 0; } /* 裝置樹節點匹配表格，與裝置樹中的節點描述資訊一樣時，匹配成功 */ #if IS_ENABLED(CONFIG_OF) static const struct of_device_id rn6752_of_match[] = { { .compatible = "richnex,rn6752v1" }, { /* sentinel */ }, }; MODULE_DEVICE_TABLE(of, rn6752_of_match); #endif /* 裝置 ID 表格，與裝置名稱一樣時匹配成功，主要用於低版本linux核心的匹配方式 */ static const struct i2c_device_id rn6752_match_id[] = { { "richnex,rn6752v1", 0 }, { /* sentinel */ }, }; /* 描述和註冊一個 I2C 裝置驅動程式 */ static struct i2c_driver rn6752_i2c_driver = { .driver = { /* 驅動程式資訊的子結構體 */ .name = DRIVER_NAME, /* 設定驅動程式的名稱 */ .of_match_table = of_match_ptr(rn6752_of_match), /* 用於匹配裝置樹節點的表格 */ }, .probe = rn6752_probe, /* I2C 裝置被檢測到時進行裝置初始化和處理 */ .remove = rn6752_remove, /* I2C 裝置從系統中移除時進行清理和資源釋放 */ .id_table = rn6752_match_id, /* I2C 裝置 ID 表格，平臺裝置匹配方式之一，用裝置和驅動的名稱進行匹配 */ }; static int __init sensor_mod_init(void) { /* 註冊 I2C 驅動程式 */ return i2c_add_driver(&rn6752_i2c_driver); } static void __exit sensor_mod_exit(void) { /* 登出 I2C 驅動程式 */ i2c_del_driver(&rn6752_i2c_driver); } device_initcall_sync(sensor_mod_init); /* 註冊一個裝置初始化函數 */ module_exit(sensor_mod_exit); /* 登出一個裝置初始化函數 */ MODULE_AUTHOR("jiaozhu <[email protected]>"); MODULE_DESCRIPTION("RN6752 CMOS Image Sensor driver");注意： 這裡的程式碼是 I2C 驅動的基礎，有不明白的小夥伴可以參看相關資料，也可以看我之前寫的一些驅動筆記
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新增編譯選項
在 SDK 的 sdk/kernel/drivers/media/i2c/Makefile 檔案中新增 obj-$(CONFIG_VIDEO_RN6752V1) += rn6752.o，如下圖所示
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新增設定資訊
在 SDK 的 sdk/kernel/drivers/media/i2c/Kconfig 檔案中新增設定資訊，內容如下config VIDEO_RN6752V1 tristate "Richnex RN6752V1 sensor support" depends on I2C && VIDEO_V4L2 && VIDEO_V4L2_SUBDEV_API depends on MEDIA_CAMERA_SUPPORT help This is a Video4Linux2 sensor driver for the Sony RN6752V1 camera. To compile this driver as a module, choose M here: the module will be called rn6752v1. -
開啟 RN6752 驅動的編譯選項
在對應的.config 檔案或 make menuconfig 圖形設定介面中開啟 RN6752 的驅動程式，完後會得到CONFIG_VIDEO_RN6752V1 = y的資訊 -
添裝置樹資訊
在 SDK 的 sdk/kernel/arch/arm/boot/dts/rv1126-alientek.dts 檔案的 I2C 節點中新增 RN6752 解碼晶片的裝置資訊，內容如下rn6752: rn6752@2c { compatible = "richnex,rn6752v1"; reg = <0x2c>; clocks = <&cru CLK_MIPICSI_OUT>; clock-names = "xvclk"; power-domains = <&power RV1126_PD_VI>; pinctrl-names = "rockchip,camera_default"; pinctrl-0 = <&mipicsi_clk0>; avdd-supply = <&vcc_avdd>; dovdd-supply = <&vcc_dovdd>; dvdd-supply = <&vcc_dvdd>; pwdn-gpios = <&gpio1 RK_PD4 GPIO_ACTIVE_HIGH>; reset-gpios = <&gpio4 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_LOW>; rockchip,camera-hdr-mode = <0>; rockchip,camera-module-index = <0>; rockchip,camera-module-facing = "front"; rockchip,camera-module-name = "abcd"; rockchip,camera-module-lens-name = "a-bc-d"; port { ucam_out0: endpoint { remote-endpoint = <&mipi_in_ucam0>; data-lanes = <1 2 3 4>; }; }; }; -
完成以上內容後，準備工作基本完成了，編譯並重寫燒寫核心程式後，會在啟動紀錄檔中列印版本資訊，如下圖所示
四、probe 函數實現
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記憶體申請
首先需要申請一塊記憶體，用於存放 RN6752 的結構體/* 為裝置分配記憶體，並將記憶體與裝置進行關聯。在驅動程式退出時，記憶體會自動被釋放。被稱為「裝置記憶體管理」 */ rn6752 = devm_kzalloc(dev, sizeof(*rn6752), GFP_KERNEL); if (!rn6752) { dev_err(dev, "Memory control request failed\n"); return -ENOMEM; } -
獲取裝置樹設定的資訊
/* 獲取裝置樹資訊 */ ret = rn6752_device_tree_info(rn6752); if (ret != 0) return -EINVAL; -
保留驅動的所有幀格式，方便在其他函數中使用
/* rn6752_mipi_framesizes 是 rn6752 mipi 通訊支援的所有幀格式 */ rn6752->framesize_cfg = rn6752_mipi_framesizes; rn6752->cfg_num = ARRAY_SIZE(rn6752_mipi_framesizes); /* 獲取攝像頭感測器支援的影象幀格式 */ rn6752_get_default_format(rn6752, &rn6752->format); rn6752->frame_size = &rn6752->framesize_cfg[0]; /* 設定幀大小 */ rn6752->format.width = rn6752->framesize_cfg[0].width; /* 設定寬度 */ rn6752->format.height = rn6752->framesize_cfg[0].height; /* 設定高度 */ rn6752->fps = DIV_ROUND_CLOSEST(rn6752->framesize_cfg[0].max_fps.denominator, rn6752->framesize_cfg[0].max_fps.numerator); /* 設定最大幀速率 */ -
初始化互斥鎖
mutex_init(&rn6752->lock); -
註冊一個V4L2子裝置
v4l2_i2c_subdev_init(sd, client, &rn6752_subdev_ops); -
繫結硬體操作函數
ret = rn6752_initialize_controls(rn6752); if (ret) { dev_info(dev, "V4l2 control menu initialization failed"); goto err_destroy_mutex; }注意： 此函數的作用是繫結硬體部分的控制功能，也就是或可以通過相應的裝置節點更改裝置的引薦引數，比如亮度、對比度、飽和度、色調等。
可以通過命令v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdevX --list-ctrls檢視，如下圖所示：
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關聯 V4l2 子裝置內部操作函數
/* 關聯子裝置的內部操作函數，用於開啟攝像頭操作 */ sd->internal_ops = &rn6752_subdev_internal_ops; sd->flags |= V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE | /* 裝置有對應的裝置節點檔案，可以通過該檔案進行存取 */ V4L2_SUBDEV_FL_HAS_EVENTS; /* 裝置具有事件機制，可以作為事件源供其他驅動程式使用 */ -
開啟電源
mipi 裝置一般都有復位引腳和休眠引腳，工作是需要對相應的引腳進行操作/* 開啟裝置的電源 */ ret = __rn6752_power_on(rn6752); if (ret) goto err_free_handler; -
讀取裝置產品號
通過讀取 mipi 裝置的產品 id 進行對比，判斷初始化時，裝置是否連線，最終確定時候正常載入驅動/* 通過讀取 RN6752 的產品 ID 判斷裝置是否存在 */ ret = rn6752_check_sersor_id(rn6752); if (ret) goto err_power_off; -
建立 media 裝置
rn6752->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE; /* 表明該子裝置是媒體管道中的源裝置，即資料的起始點 */ sd->entity.function = MEDIA_ENT_F_CAM_SENSOR; /* 表示該實體是一個相機感測器 */ ret = media_entity_pads_init(&sd->entity, 1, &rn6752->pad); /* 初始化 sd->entity 媒體實體的 pads（埠）屬性 */ if (ret < 0) { dev_err(dev, "Media pad port initialization failed\n"); goto err_power_off; } -
將感測器子裝置新增到V4L2非同步子系統中
這裡需要注意一下，在執行此函數之前，在系統中是不會生成 media 裝置節點的/* 根據裝置樹提供的資訊，判斷攝像頭的方向 */ memset(facing, 0, sizeof(facing)); if (strcmp(rn6752->module_facing, "back") == 0) facing[0] = 'b'; else facing[0] = 'f'; /* 名稱格式如 m00_f_rn6752 1-002c:bus */ snprintf(sd->name, sizeof(sd->name), "m%02d_%s_%s %s", rn6752->module_index, facing, DRIVER_NAME, dev_name(sd->dev)); /* 將感測器子裝置新增到V4L2非同步子系統中，以便能夠與其他V4L2元件進行互動。 */ /* 它會自動設定子裝置的相關回撥函數，並與非同步框架進行適當的關聯，以管理感測器的採集和控制操作 */ ret = v4l2_async_register_subdev_sensor_common(sd); if (ret) { dev_err(dev, "Failed to add sensor to V4L2 asynchronous subsystem\n"); goto err_clean_entity; }注意： 在 RV1126 開發板中，建立 media 裝置時，需要注意 mipi 連線的通道，連線 mipi
csi0 時，需要獲取裝置的資料格式，否則會出現記憶體地址錯誤。解決此錯誤的方法是在 rn6752_get_fmt 函數中預設一個型別值即可，如下圖所示：
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進入休眠模式
完成初始化後，使感測器進入休眠模式/* 完成初始化後，使 rn6752 進入睡眠模式 */ rn6752->power_on = false; if (!IS_ERR(rn6752->pwdn_gpio)) gpiod_set_value_cansleep(rn6752->pwdn_gpio, 1);
到此整個驅動程式就算完成了，由於內容較多，所以分成了兩篇筆記，相關的控制函數的實現請看下一篇筆記，下面是 MIPI 驅動框架的程式
五、程式原始碼
rn6752.c
#include <linux/clk.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/media.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_graph.h>
#include <linux/regulator/consumer.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/videodev2.h>
#include <linux/version.h>
#include <linux/rk-camera-module.h>
#include <media/media-entity.h>
#include <media/v4l2-common.h>
#include <media/v4l2-ctrls.h>
#include <media/v4l2-device.h>
#include <media/v4l2-event.h>
#include <media/v4l2-fwnode.h>
#include <media/v4l2-image-sizes.h>
#include <media/v4l2-mediabus.h>
#include <media/v4l2-subdev.h>
/* 驅動名稱 */
#define DRIVER_NAME "rn6752"
/* 驅動版本資訊 */
#define DRIVER_VERSION KERNEL_VERSION(0, 0x00, 0x01)
#define RN6752_XVCLK_CLOCK 37125000
#define RN6752_PIXEL_RATE (120 * 1000 * 1000)
/* RN6752 產品 ID 的暫存器地址及預設值，用於判斷裝置是否存在 */
#define REG_SC_CHIP_ID_H 0xFE
#define REG_SC_CHIP_ID_L 0xFD
#define SENSOR_ID(_msb, _lsb) ((_msb) << 8 | (_lsb))
#define RN6752_ID 0x2601
#define REG_NULL 0xFFFF /* Array end token */
struct rn6752_pixfmt {
u32 code;
/* Output format Register Value (REG_FORMAT_CTRL00) */
struct sensor_register *format_ctrl_regs;
};
struct sensor_register {
u16 addr;
u8 value;
};
struct rn6752_framesize {
u16 width;
u16 height;
struct v4l2_fract max_fps;
u16 max_exp_lines;
const struct sensor_register *regs;
};
static const char * const rn6752_supply_names[] = {
"dovdd", /* Digital I/O power */
"avdd", /* Analog power */
"dvdd", /* Digital core power */
};
#define RN6752_NUM_SUPPLIES ARRAY_SIZE(rn6752_supply_names)
struct rn6752 {
struct i2c_client *client; /* I2C 使用者端結構體的指標，表示 RN6752 攝像頭所連線的 I2C 裝置 */
struct v4l2_subdev subdev; /* V4L2 子裝置結構體，表示 RN6752 攝像頭的 V4L2 子裝置 */
struct v4l2_ctrl_handler ctrls; /* V4L2 控制器控制程式碼，用於管理 RN6752 攝像頭的各種控制器 */
struct v4l2_ctrl *link_frequency; /* V4L2 鏈路頻率控制器，用於設定和獲取 RN6752 攝像頭的鏈路頻率 */
struct v4l2_fwnode_endpoint bus_cfg; /* RN6752 攝像頭的匯流排設定，包括傳輸線數量、傳輸線極性等資訊 */
struct v4l2_mbus_framefmt format; /* V4L2 子裝置幀格式結構體，表示 RN6752 攝像頭支援的影象幀格式 */
struct media_pad pad; /* 媒體子系統中的媒體埠結構體，表示與 RN6752 攝像頭相關聯的媒體埠 */
struct gpio_desc *pwdn_gpio; /* RN6752 攝像頭的 pwdn GPIO 引腳 */
struct gpio_desc *reset_gpio; /* RN6752 攝像頭的復位 GPIO 引腳 */
struct regulator_bulk_data supplies[RN6752_NUM_SUPPLIES]; /* RN6752 攝像頭使用的電源資源 */
struct mutex lock; /* 互斥鎖，用於保護並行存取攝像頭裝置 */
unsigned int fps; /* RN6752 攝像頭的影格率 */
const struct rn6752_framesize *frame_size; /* RN6752 攝像頭支援的幀大小列表的指標 */
const struct rn6752_framesize *framesize_cfg; /* 當前 RN6752 攝像頭所選擇的幀大小的指標 */
unsigned int cfg_num; /* RN6752 攝像頭支援的幀大小的數量 */
int streaming; /* RN6752 攝像頭是否正在流式傳輸 */
bool power_on; /* RN6752 攝像頭的電源狀態 */
u32 module_index; /* RN6752 攝像頭的模組索引 */
const char *module_facing; /* RN6752 攝像頭面向的方向 */
const char *module_name; /* RN6752 攝像頭的名稱 */
const char *len_name; /* RN6752 攝像頭的鏡頭名稱 */
struct clk *xvclk; /* RN6752 攝像頭使用的時鐘資源 */
unsigned int xvclk_frequency; /* RN6752 攝像頭的 xvclk 頻率 */
};
static const struct rn6752_framesize rn6752_mipi_framesizes[] = {
};
static const s64 link_freq_menu_items[] = {
594000000,
};
static const struct rn6752_pixfmt rn6752_formats[] = {
{
.code = MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_2X8,
}
};
static const char * const rn6752_test_pattern_menu[] = {
"Disabled",
"Vertical Color Bars",
};
/**
* @brief 從結構體中的成員指標獲取包含該成員的結構體指標
*/
static inline struct rn6752 *to_rn6752(struct v4l2_subdev *sd)
{
return container_of(sd, struct rn6752, subdev);
}
/**
* @brief 開啟攝像頭電源管理
* @param rn6752 攝像頭結構體
* @return 返回攝像頭電源設定結果
*/
static int __rn6752_power_on(struct rn6752 *rn6752)
{
int ret;
struct device *dev = &rn6752->client->dev;
/* 列印一條偵錯資訊 */
dev_dbg(dev, "%s(%d)\n", __func__, __LINE__);
/* 啟用所有的供電器 */
if (!IS_ERR(rn6752->supplies)) {
ret = regulator_bulk_enable(RN6752_NUM_SUPPLIES, rn6752->supplies);
if (ret < 0)
dev_info(dev, "Failed to enable regulators\n");
usleep_range(20000, 50000);
}
/* 首先將其引腳置為低電平（0），延遲一段時間，然後再將其引腳置為高電平（1），再次延遲一段時間 */
if (!IS_ERR(rn6752->reset_gpio)) {
gpiod_set_value_cansleep(rn6752->reset_gpio, 0);
usleep_range(2000, 5000);
gpiod_set_value_cansleep(rn6752->reset_gpio, 1);
usleep_range(2000, 5000);
}
/* 使 RN6752 退出睡眠模式 */
if (!IS_ERR(rn6752->pwdn_gpio)) {
gpiod_set_value_cansleep(rn6752->pwdn_gpio, 0);
usleep_range(2000, 5000);
}
/* 將 xvclk 的頻率設定為 RN6752_XVCLK_CLOCK */
if (!IS_ERR(rn6752->xvclk)) {
ret = clk_set_rate(rn6752->xvclk, RN6752_XVCLK_CLOCK);
if (ret < 0)
dev_warn(dev, "Failed to set xvclk rate %d MHz\n", RN6752_XVCLK_CLOCK);
ret = clk_get_rate(rn6752->xvclk);
if (ret != RN6752_XVCLK_CLOCK)
dev_warn(dev, "xvclk mismatched\n");
/* 準備並啟用 xvclk */
ret = clk_prepare_enable(rn6752->xvclk);
if (ret < 0)
{
dev_err(dev, "Failed to enable xvclk\n");
return -EINVAL;
}
}
rn6752->power_on = true;
return 0;
}
/**
* @brief 關閉攝像頭電源管理
* @param rn6752 攝像頭結構體
* @return 返回攝像頭電源設定結果
*/
static void __rn6752_power_off(struct rn6752 *rn6752)
{
dev_info(&rn6752->client->dev, "%s(%d)\n", __func__, __LINE__);
if (!IS_ERR(rn6752->xvclk))
clk_disable_unprepare(rn6752->xvclk);
if (!IS_ERR(rn6752->supplies))
regulator_bulk_disable(RN6752_NUM_SUPPLIES, rn6752->supplies);
if (!IS_ERR(rn6752->pwdn_gpio))
gpiod_set_value_cansleep(rn6752->pwdn_gpio, 1);
if (!IS_ERR(rn6752->reset_gpio))
gpiod_set_value_cansleep(rn6752->reset_gpio, 0);
rn6752->power_on = false;
}
/**
* @brief 從 I2C 通道中讀取一個位元組的資料
* @param client I2C 結構體指標
* @param reg 暫存器地址
* @param val 讀取的資料
*/
static int rn6752_read(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *val)
{
int ret = 0;
struct i2c_msg msg[2];
msg[0].addr = client->addr;
msg[0].flags = 0;
msg[0].buf = ®
msg[0].len = 1;
msg[1].addr = client->addr;
msg[1].flags = I2C_M_RD;
msg[1].buf = val;
msg[1].len = 1;
ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
if (ret != 2) {
dev_err(&client->dev, "rn6752 read reg:0x%x failed !\n", reg);
return -1;
}
return 0;
}
/**
* @brief 獲取攝像頭感測器的預設格式
* @param rn6752 攝像頭感測器裝置
* @param format 視訊幀格式
*/
static void rn6752_get_default_format(struct rn6752 *rn6752,
struct v4l2_mbus_framefmt *format)
{
format->width = rn6752->framesize_cfg[0].width; /* 設定預設寬度 */
format->height = rn6752->framesize_cfg[0].height; /* 設定預設高度 */
format->colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB; /* 設定預設色彩空間為標準的 sRGB 色彩空間 */
format->code = rn6752_formats[0].code; /* 設定預設編碼格式 */
format->field = V4L2_FIELD_NONE; /* 設定預設場模式 */
}
/**
* @brief 獲取攝像頭的影象格式
* @param sd v4l2_subdev 結構體指標
* @param cfg v4l2_subdev_pad_config 結構體指標
* @param fmt v4l2_subdev_format 結構體指標
*/
static int rn6752_get_fmt(struct v4l2_subdev *sd,
struct v4l2_subdev_pad_config *cfg,
struct v4l2_subdev_format *fmt)
{
printk(KERN_INFO "rn6752_get_fmt................................................\n");
if (fmt->which == V4L2_SUBDEV_FORMAT_TRY) {
fmt->format = *v4l2_subdev_get_try_format(sd, cfg, fmt->pad);
} else {
fmt->format.width = 1280;
fmt->format.height = 720;
fmt->format.code = MEDIA_BUS_FMT_SRGGB10_1X10;
fmt->format.field = V4L2_FIELD_NONE;
fmt->reserved[0] = 10;
}
return 0;
}
/* 定義V4L2子裝置的內部操作函數 */
static const struct v4l2_subdev_internal_ops rn6752_subdev_internal_ops = {
// .open = rn6752_open,
};
/* 結構體定義了控制器操作函數的回撥函數 */
static const struct v4l2_ctrl_ops rn6752_ctrl_ops = {
// .s_ctrl = rn6752_s_ctrl,
};
static const struct v4l2_subdev_core_ops rn6752_subdev_core_ops = {
// .ioctl = rn6752_ioctl, /* 用於處理V4L2控制命令 */
// #ifdef CONFIG_COMPAT
// .compat_ioctl32 = rn6752_compat_ioctl32, /* 在啟用32位元相容模式時，用於處理32位元相容的V4L2控制命令 */
// #endif
// .s_power = rn6752_power, /* 用於控制子裝置的電源狀態 */
};
static const struct v4l2_subdev_video_ops rn6752_subdev_video_ops = {
// .s_stream = rn6752_s_stream, /* 用於啟動或停止視訊流的函數 */
// .g_mbus_config = rn6752_g_mbus_config, /* 用於獲取當前媒體匯流排設定的函數 */
// .g_frame_interval = rn6752_g_frame_interval, /* 用於獲取當前幀間隔的函數 */
// .s_frame_interval = rn6752_s_frame_interval, /* 用於設定幀間隔的函數 */
};
static const struct v4l2_subdev_pad_ops rn6752_subdev_pad_ops = {
// .enum_mbus_code = rn6752_enum_mbus_code, /* 用於列舉所有支援的媒體匯流排編碼和格式 */
// .enum_frame_size = rn6752_enum_frame_sizes, /* 用於列舉所有支援的影象尺寸 */
// .enum_frame_interval = rn6752_enum_frame_interval, /* 用於列舉所有支援的影格率和幀間隔 */
.get_fmt = rn6752_get_fmt, /* 用於獲取當前埠的影象格式 */
// .set_fmt = rn6752_set_fmt, /* 用於設定當前埠的影象格式 */
};
static const struct v4l2_subdev_ops rn6752_subdev_ops = {
.core = &rn6752_subdev_core_ops, /* 定義了V4L2子裝置核心操作的函數指標。包括紀錄檔記錄、事件訂閱和取消訂閱、控制命令等 */
.video = &rn6752_subdev_video_ops, /* 定義了V4L2子裝置視訊操作的函數指標。包括流開關、格式和幀間隔等引數的獲取和設定 */
.pad = &rn6752_subdev_pad_ops, /* 定義了V4L2子裝置埠操作的函數指標。包括資料編解碼格式、幀尺寸和幀間隔等相關引數的獲取和設定 */
};
/**
* @brief 用於解析裝置樹設定的資訊和引腳等
* @param rn6752 攝像頭結構體
* @return 返回執行結果
*/
static int rn6752_device_tree_info(struct rn6752 *rn6752)
{
struct device *dev = &rn6752->client->dev;
struct device_node *node = dev->of_node; /* 裝置樹節點 */
int ret;
unsigned int i;
/* 獲取裝置樹中 「rockchip,camera-module-index」 節點的資訊，用於攝像頭模組索引 */
ret = of_property_read_u32(node, RKMODULE_CAMERA_MODULE_INDEX,
&rn6752->module_index);
/* 獲取裝置樹中 「rockchip,camera-module-facing」 節點的資訊，用於攝像頭面向的方向 */
ret |= of_property_read_string(node, RKMODULE_CAMERA_MODULE_FACING,
&rn6752->module_facing);
/* 獲取裝置樹中 「rockchip,camera-module-name」 節點的資訊，用於攝像頭的名稱 */
ret |= of_property_read_string(node, RKMODULE_CAMERA_MODULE_NAME,
&rn6752->module_name);
/* 獲取裝置樹中 「rockchip,camera-module-lens-name」 節點的資訊，用於攝像頭的鏡頭名稱 */
ret |= of_property_read_string(node, RKMODULE_CAMERA_LENS_NAME,
&rn6752->len_name);
if (ret) {
dev_err(dev, "could not get module information!\n");
return -EINVAL;
}
/* 獲取裝置 PWDN 和復位的引腳控制程式碼 */
rn6752->pwdn_gpio = devm_gpiod_get(dev, "pwdn", GPIOD_OUT_LOW);
if (IS_ERR(rn6752->pwdn_gpio))
dev_warn(dev, "Failed to get pwdn-gpios, maybe no use\n");
rn6752->reset_gpio = devm_gpiod_get(dev, "reset", GPIOD_OUT_LOW);
if (IS_ERR(rn6752->reset_gpio))
dev_warn(dev, "Failed to get reset-gpios, maybe no use\n");
/* 獲取攝像頭的時鐘資源 */
rn6752->xvclk = devm_clk_get(dev, "xvclk");
if (IS_ERR(rn6752->xvclk)) {
dev_err(dev, "Failed to get xvclk\n");
return -EINVAL;
}
for (i = 0; i < RN6752_NUM_SUPPLIES; i++)
rn6752->supplies[i].supply = rn6752_supply_names[i];
/* 獲取攝像頭裝置的電源管理器控制程式碼 */
ret = devm_regulator_bulk_get(dev, RN6752_NUM_SUPPLIES, rn6752->supplies);
if (ret)
{
dev_err(dev, "Failed to get power regulators\n");
return -EINVAL;
}
return 0;
}
/**
* @brief 初始化 rn6752 攝像頭的硬體控制器函數，通過命令
* 「v4l2-ctl -d /dev/v4l-subdev5 --list-ctrls」 可以檢視
* @param rn6752 攝像頭結構體指標
*/
static int rn6752_initialize_controls(struct rn6752 *rn6752)
{
struct v4l2_ctrl_handler *handler;
int ret;
handler = &rn6752->ctrls;
/* 初始化 rn6752->ctrls，該函數需要兩個引數：控制處理器物件和控制器的數量 */
ret = v4l2_ctrl_handler_init(handler, 3);
if (ret)
return ret;
handler->lock = &rn6752->lock;
/* 建立一個 V4L2 控制器物件，並將其與 rn6752->ctrls 關聯起來 */
rn6752->link_frequency = v4l2_ctrl_new_std(handler, &rn6752_ctrl_ops,
V4L2_CID_PIXEL_RATE, 0, RN6752_PIXEL_RATE, 1, RN6752_PIXEL_RATE);
/* 建立一個帶有選項選單的 V4L2 控制器物件 */
v4l2_ctrl_new_int_menu(handler, NULL, V4L2_CID_LINK_FREQ,
ARRAY_SIZE(link_freq_menu_items) - 1, 0, link_freq_menu_items);
/* 建立另一個帶有選項選單的 V4L2 控制器物件 */
v4l2_ctrl_new_std_menu_items(handler, &rn6752_ctrl_ops, V4L2_CID_TEST_PATTERN,
ARRAY_SIZE(rn6752_test_pattern_menu) - 1, 0, 0, rn6752_test_pattern_menu);
rn6752->subdev.ctrl_handler = &rn6752->ctrls;
if (handler->error) {
ret = handler->error;
dev_err(&rn6752->client->dev, "Failed to init controls(%d)\n", ret);
goto err_free_handler;
}
return 0;
err_free_handler:
v4l2_ctrl_handler_free(handler);
return ret;
}
/**
* @brief 根據讀取到的晶片 ID 和版本號計算出一個 id 值，並與預定義的 RN6752_ID 進行比較
* @param rn6752 攝像頭裝置
*/
static int rn6752_check_sersor_id(struct rn6752 *rn6752)
{
struct i2c_client *client = rn6752->client;
u8 pid, ver;
int ret;
dev_dbg(&client->dev, "%s:\n", __func__);
/* Check sensor revision */
ret = rn6752_read(client, REG_SC_CHIP_ID_H, &pid); /* 讀取晶片 ID 的高位元組 */
if (!ret)
ret = rn6752_read(client, REG_SC_CHIP_ID_L, &ver); /* 讀取晶片 ID 的低位元組 */
if (!ret) {
unsigned short id;
id = SENSOR_ID(pid, ver);
if (id != RN6752_ID) {
ret = -1;
dev_err(&client->dev, "Sensor detection failed (%04X, %d)\n", id, ret);
} else {
dev_info(&client->dev, "Found %04X sensor\n", id);
}
}
return ret;
}
/**
* @brief 系統檢測到與該驅動程式匹配的 I2C 裝置時
* @param client 指向 I2C 使用者端結構體的指標。該結構體包含了有關 I2C 裝置的資訊，如裝置地址、匯流排資訊等
* @param id 指向 I2C 裝置 ID 的指標。這個引數用於在多個相同型別的裝置中進行區分和匹配
* @return 返回初始化結構
*/
static int rn6752_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
struct device *dev = &client->dev;
struct v4l2_subdev *sd;
struct rn6752 *rn6752;
char facing[2];
int ret;
/* 列印驅動的版本資訊的函數，其作用相當於 printk() 函數 */
dev_info(dev, "driver version: %02x.%02x.%02x", DRIVER_VERSION >> 16,
(DRIVER_VERSION & 0xff00) >> 8, DRIVER_VERSION & 0x00ff);
/* 為裝置分配記憶體，並將記憶體與裝置進行關聯。在驅動程式退出時，記憶體會自動被釋放。被稱為「裝置記憶體管理」 */
rn6752 = devm_kzalloc(dev, sizeof(*rn6752), GFP_KERNEL);
if (!rn6752)
{
dev_err(dev, "Memory control request failed\n");
return -ENOMEM;
}
rn6752->client = client;
sd = &rn6752->subdev;
/* 獲取裝置樹資訊 */
ret = rn6752_device_tree_info(rn6752);
if (ret != 0)
return -EINVAL;
/* rn6752_mipi_framesizes 是 rn6752 mipi 通訊支援的所有幀格式 */
rn6752->framesize_cfg = rn6752_mipi_framesizes;
rn6752->cfg_num = ARRAY_SIZE(rn6752_mipi_framesizes);
/* 獲取攝像頭感測器支援的影象幀格式 */
rn6752_get_default_format(rn6752, &rn6752->format);
rn6752->frame_size = &rn6752->framesize_cfg[0]; /* 設定幀大小 */
rn6752->format.width = rn6752->framesize_cfg[0].width; /* 設定寬度 */
rn6752->format.height = rn6752->framesize_cfg[0].height; /* 設定高度 */
rn6752->fps = DIV_ROUND_CLOSEST(rn6752->framesize_cfg[0].max_fps.denominator,
rn6752->framesize_cfg[0].max_fps.numerator); /* 設定最大幀速率 */
mutex_init(&rn6752->lock);
#ifdef CONFIG_VIDEO_V4L2_SUBDEV_API
/* 通過v4l2框架註冊一個V4L2子裝置，並初始化該子裝置的操作函數和內部操作函數指標 */
v4l2_i2c_subdev_init(sd, client, &rn6752_subdev_ops);
ret = rn6752_initialize_controls(rn6752);
if (ret)
{
dev_info(dev, "V4l2 control menu initialization failed");
goto err_destroy_mutex;
}
/* 關聯子裝置的內部操作函數，用於開啟攝像頭操作 */
sd->internal_ops = &rn6752_subdev_internal_ops;
sd->flags |= V4L2_SUBDEV_FL_HAS_DEVNODE | /* 裝置有對應的裝置節點檔案，可以通過該檔案進行存取 */
V4L2_SUBDEV_FL_HAS_EVENTS; /* 裝置具有事件機制，可以作為事件源供其他驅動程式使用 */
#endif
/* 開啟裝置的電源 */
ret = __rn6752_power_on(rn6752);
if (ret)
goto err_free_handler;
/* 通過讀取 RN6752 的產品 ID 判斷裝置是否存在 */
ret = rn6752_check_sersor_id(rn6752);
if (ret)
goto err_power_off;
#if defined(CONFIG_MEDIA_CONTROLLER)
rn6752->pad.flags = MEDIA_PAD_FL_SOURCE; /* 表明該子裝置是媒體管道中的源裝置，即資料的起始點 */
sd->entity.function = MEDIA_ENT_F_CAM_SENSOR; /* 表示該實體是一個相機感測器 */
ret = media_entity_pads_init(&sd->entity, 1, &rn6752->pad); /* 初始化 sd->entity 媒體實體的 pads（埠）屬性 */
if (ret < 0) {
dev_err(dev, "Media pad port initialization failed\n");
goto err_power_off;
}
#endif
/* 根據裝置樹提供的資訊，判斷攝像頭的方向 */
memset(facing, 0, sizeof(facing));
if (strcmp(rn6752->module_facing, "back") == 0)
facing[0] = 'b';
else
facing[0] = 'f';
/* 名稱格式如 m00_f_rn6752 1-002c:bus */
snprintf(sd->name, sizeof(sd->name), "m%02d_%s_%s %s",
rn6752->module_index, facing, DRIVER_NAME, dev_name(sd->dev));
/* 將感測器子裝置新增到V4L2非同步子系統中，以便能夠與其他V4L2元件進行互動。 */
/* 它會自動設定子裝置的相關回撥函數，並與非同步框架進行適當的關聯，以管理感測器的採集和控制操作 */
ret = v4l2_async_register_subdev_sensor_common(sd);
if (ret)
{
dev_err(dev, "Failed to add sensor to V4L2 asynchronous subsystem\n");
goto err_clean_entity;
}
/* 攝像頭感測器註冊成功，並列印紀錄檔資訊 */
dev_info(dev, "%s sensor driver registered !!\n", sd->name);
/* 完成初始化後，使 rn6752 進入睡眠模式 */
rn6752->power_on = false;
if (!IS_ERR(rn6752->pwdn_gpio))
gpiod_set_value_cansleep(rn6752->pwdn_gpio, 1);
return 0;
err_clean_entity:
#if defined(CONFIG_MEDIA_CONTROLLER)
media_entity_cleanup(&sd->entity);
#endif
err_power_off:
__rn6752_power_off(rn6752);
err_free_handler:
#ifdef CONFIG_VIDEO_V4L2_SUBDEV_API
v4l2_ctrl_handler_free(&rn6752->ctrls);
#endif
err_destroy_mutex:
mutex_destroy(&rn6752->lock);
return ret;
}
/**
* @brief 當裝置驅動被刪除釋放時，執行此函數
* @param client 指向 I2C 使用者端結構體的指標。該結構體包含了有關 I2C 裝置的資訊，如裝置地址、匯流排資訊等
* @return 返回操作結果
*/
static int rn6752_remove(struct i2c_client *client)
{
struct v4l2_subdev *sd = i2c_get_clientdata(client);
struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd);
#ifdef CONFIG_VIDEO_V4L2_SUBDEV_API
/* 釋放V4L2控制器處理器所佔用的資源 */
v4l2_ctrl_handler_free(&rn6752->ctrls);
#endif
/* 登出一個V4L2子裝置 */
v4l2_async_unregister_subdev(sd);
#if defined(CONFIG_MEDIA_CONTROLLER)
media_entity_cleanup(&sd->entity);
#endif
mutex_destroy(&rn6752->lock);
__rn6752_power_off(rn6752);
return 0;
}
/* 裝置樹節點匹配表格，與裝置樹中的節點描述資訊一樣時，匹配成功 */
#if IS_ENABLED(CONFIG_OF)
static const struct of_device_id rn6752_of_match[] = {
{ .compatible = "richnex,rn6752v1" },
{ /* sentinel */ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, rn6752_of_match);
#endif
/* 裝置 ID 表格，與裝置名稱一樣時匹配成功，主要用於低版本linux核心的匹配方式 */
static const struct i2c_device_id rn6752_match_id[] = {
{ "richnex,rn6752v1", 0 },
{ /* sentinel */ },
};
/* 描述和註冊一個 I2C 裝置驅動程式 */
static struct i2c_driver rn6752_i2c_driver = {
.driver = { /* 驅動程式資訊的子結構體 */
.name = DRIVER_NAME, /* 設定驅動程式的名稱 */
.of_match_table = of_match_ptr(rn6752_of_match), /* 用於匹配裝置樹節點的表格 */
},
.probe = rn6752_probe, /* I2C 裝置被檢測到時進行裝置初始化和處理 */
.remove = rn6752_remove, /* I2C 裝置從系統中移除時進行清理和資源釋放 */
.id_table = rn6752_match_id, /* I2C 裝置 ID 表格，平臺裝置匹配方式之一，用裝置和驅動的名稱進行匹配 */
};
static int __init sensor_mod_init(void)
{
/* 註冊 I2C 驅動程式 */
return i2c_add_driver(&rn6752_i2c_driver);
}
static void __exit sensor_mod_exit(void)
{
/* 登出 I2C 驅動程式 */
i2c_del_driver(&rn6752_i2c_driver);
}
device_initcall_sync(sensor_mod_init); /* 註冊一個裝置初始化函數 */
module_exit(sensor_mod_exit); /* 登出一個裝置初始化函數 */
MODULE_AUTHOR("jiaozhu <[email protected]>");
MODULE_DESCRIPTION("RN6752 CMOS Image Sensor driver");
參考資料
- MIPI掃盲——D-PHY介紹：https://zhuanlan.zhihu.com/p/638769112?utm_id=0
本文來自部落格園，作者：澆築菜鳥，轉載請註明原文連結：https://www.cnblogs.com/jzcn/p/17823309.html
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