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3.1 mxc_v4l2_capture.c分析---probe函数分析

2019-07-12 13:47发布

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mxc_v4l2_capture.c函数提供了应用程序中的一些接口函数，所以从分析它开始： （一）看一个驱动程序从它的入口函数开始： module_init(camera_init); static __init int camera_init(void) { u8 err = 0; pr_debug("In MVC:camera_init "); /* Register the device driver structure. */ err = platform_driver_register(&mxc_v4l2_driver); if (err != 0) { pr_err("ERROR: v4l2 capture:camera_init: " "platform_driver_register failed. "); return err; } return err; } 它里面就一个重要的函数，platform_driver_register(&mxc_v4l2_driver)；通过调用这个函数，将mxc_v4l2_driver这个驱动注册到platform总线上面，然后当总线中有对应的设备的时候，就会调用这个mxc_v4l2_driver结构体里面的的probe函数mxc_v4l2_probe。mxc_v4l2_driver结构体如下所示： static struct platform_driver mxc_v4l2_driver = { .driver = { .name = "mxc_v4l2_capture", .owner = THIS_MODULE, .of_match_table = mxc_v4l2_dt_ids, }, .id_table = imx_v4l2_devtype, .probe = mxc_v4l2_probe, .remove = mxc_v4l2_remove, .suspend = mxc_v4l2_suspend, .resume = mxc_v4l2_resume, .shutdown = NULL, };
（二） mxc_v4l2_probe函数 static int mxc_v4l2_probe(struct platform_device *pdev) { /* Create cam and initialize it. */ cam_data *cam = kmalloc(sizeof(cam_data), GFP_KERNEL); if (cam == NULL) { pr_err("ERROR: v4l2 capture: failed to register camera "); return -1; } init_camera_struct(cam, pdev); pdev->dev.release = camera_platform_release; /* Set up the v4l2 device and register it*/ cam->self->priv = cam; v4l2_int_device_register(cam->self); /* register v4l video device */ if (video_register_device(cam->video_dev, VFL_TYPE_GRABBER, video_nr) < 0) { kfree(cam); cam = NULL; pr_err("ERROR: v4l2 capture: video_register_device failed "); return -1; } pr_debug(" Video device registered: %s #%d ", cam->video_dev->name, cam->video_dev->minor); if (device_create_file(&cam->video_dev->dev, &dev_attr_fsl_v4l2_capture_property)) dev_err(&pdev->dev, "Error on creating sysfs file" " for capture "); if (device_create_file(&cam->video_dev->dev, &dev_attr_fsl_v4l2_overlay_property)) dev_err(&pdev->dev, "Error on creating sysfs file" " for overlay "); if (device_create_file(&cam->video_dev->dev, &dev_attr_fsl_csi_property)) dev_err(&pdev->dev, "Error on creating sysfs file" " for csi number "); return 0; } 这个函数首先为cam_data*cam分配内存，然后就调用init_camera_struct(cam,pdev);函数来对cam结构体进行初始化。
2.1 init_camera_struct函数 static int init_camera_struct(cam_data *cam, struct platform_device *pdev) { const struct of_device_id *of_id = of_match_device(mxc_v4l2_dt_ids, &pdev->dev); struct device_node *np = pdev->dev.of_node; int ipu_id, csi_id, mclk_source; int ret = 0; struct v4l2_device *v4l2_dev; pr_debug("In MVC: init_camera_struct "); ret = of_property_read_u32(np, "ipu_id", &ipu_id); if (ret) { dev_err(&pdev->dev, "ipu_id missing or invalid "); return ret; } ret = of_property_read_u32(np, "csi_id", &csi_id); if (ret) { dev_err(&pdev->dev, "csi_id missing or invalid "); return ret; } ret = of_property_read_u32(np, "mclk_source", &mclk_source); if (ret) { dev_err(&pdev->dev, "sensor mclk missing or invalid "); return ret; } /* Default everything to 0 */ memset(cam, 0, sizeof(cam_data)); /* get devtype to distinguish if the cpu is imx5 or imx6 * IMX5_V4L2 specify the cpu is imx5 * IMX6_V4L2 specify the cpu is imx6q or imx6sdl */ if (of_id) pdev->id_entry = of_id->data; cam->devtype = pdev->id_entry->driver_data; cam->ipu = ipu_get_soc(ipu_id); if (cam->ipu == NULL) { pr_err("ERROR: v4l2 capture: failed to get ipu "); return -EINVAL; } else if (cam->ipu == ERR_PTR(-ENODEV)) { pr_err("ERROR: v4l2 capture: get invalid ipu "); return -ENODEV; } init_MUTEX(&cam->param_lock); init_MUTEX(&cam->busy_lock); cam->video_dev = video_device_alloc(); if (cam->video_dev == NULL) return -ENODEV; *(cam->video_dev) = mxc_v4l_template; video_set_drvdata(cam->video_dev, cam); dev_set_drvdata(&pdev->dev, (void *)cam); cam->video_dev->minor = -1; v4l2_dev = kzalloc(sizeof(*v4l2_dev), GFP_KERNEL); if (!v4l2_dev) { dev_err(&pdev->dev, "failed to allocate v4l2_dev structure "); video_device_release(cam->video_dev); return -ENOMEM; } if (v4l2_device_register(&pdev->dev, v4l2_dev) < 0) { dev_err(&pdev->dev, "register v4l2 device failed "); video_device_release(cam->video_dev); kfree(v4l2_dev); return -ENODEV; } cam->video_dev->v4l2_dev = v4l2_dev; init_waitqueue_head(&cam->enc_queue); init_waitqueue_head(&cam->still_queue); /* setup cropping */ cam->crop_bounds.left = 0; cam->crop_bounds.width = 640; cam->crop_bounds.top = 0; cam->crop_bounds.height = 480; cam->crop_current = cam->crop_defrect = cam->crop_bounds; ipu_csi_set_window_size(cam->ipu, cam->crop_current.width, cam->crop_current.height, cam->csi); ipu_csi_set_window_pos(cam->ipu, cam->crop_current.left, cam->crop_current.top, cam->csi); cam->streamparm.parm.capture.capturemode = 0; cam->standard.index = 0; cam->standard.id = V4L2_STD_UNKNOWN; cam->standard.frameperiod.denominator = 30; cam->standard.frameperiod.numerator = 1; cam->standard.framelines = 480; cam->standard_autodetect = true; cam->streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; cam->streamparm.parm.capture.timeperframe = cam->standard.frameperiod; cam->streamparm.parm.capture.capability = V4L2_CAP_TIMEPERFRAME; cam->overlay_on = false; cam->capture_on = false; cam->v4l2_fb.flags = V4L2_FBUF_FLAG_OVERLAY; cam->v2f.fmt.pix.sizeimage = 352 * 288 * 3 / 2; cam->v2f.fmt.pix.bytesperline = 288 * 3 / 2; cam->v2f.fmt.pix.width = 288; cam->v2f.fmt.pix.height = 352; cam->v2f.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUV420; cam->win.w.width = 160; cam->win.w.height = 160; cam->win.w.left = 0; cam->win.w.top = 0; cam->ipu_id = ipu_id; cam->csi = csi_id; cam->mclk_source = mclk_source; cam->mclk_on[cam->mclk_source] = false; cam->enc_callback = camera_callback; init_waitqueue_head(&cam->power_queue); spin_lock_init(&cam->queue_int_lock); spin_lock_init(&cam->dqueue_int_lock); cam->self = kmalloc(sizeof(struct v4l2_int_device), GFP_KERNEL); cam->self->module = THIS_MODULE; sprintf(cam->self->name, "mxc_v4l2_cap%d", cam->csi); cam->self->type = v4l2_int_type_master; cam->self->u.master = &mxc_v4l2_master; return 0; } 2.1.1 首先通过of_match_device函数根据pdev->dev里面的of_node项，从mxc_v4l2_dt_ids数组里面找出最匹配的一项of_device_id，然后将这个值赋给of_id。在这里of_id= { .compatible= "fsl,imx6q-v4l2-capture", .data= &imx_v4l2_devtype[IMX6_V4L2], },
2.1.2 然后通过三个of_property_read_u32函数，来分别读取pdev->dev.of_node里面的"ipu_id"，"csi_id"和"mclk_source"的值，并将他们分别保存在ipu_id和csi_id以及mclk_source中。之后调用memset将cam_data*cam中的其他变量设置为0. 然后通过pdev->id_entry= of_id->data;将pdev中的id_entry项设置为of_id->data。在这里就是pdev->id_entry= &imx_v4l2_devtype[IMX6_V4L2]. 然后就是cam->devtype=pdev->id_entry->driver_data;通过上一步，刚把pdev里面的id_entry赋值，所以这一步，就是将cam->devtype的值设置为IMX6_V4L2。
2.1.3 之后就是cam->ipu= ipu_get_soc(ipu_id); ipu_get_soc这个函数在ipu_common.c中定义，如下所示： struct ipu_soc *ipu_get_soc(int id) { if (id >= MXC_IPU_MAX_NUM) return ERR_PTR(-ENODEV); else if (!ipu_array[id].online) return ERR_PTR(-ENODEV); else return &(ipu_array[id]); } EXPORT_SYMBOL_GPL(ipu_get_soc); 其中这个ipu_array数组可以搜索看到，是在前面定义的一个全局数组，如下： static struct ipu_soc ipu_array[MXC_IPU_MAX_NUM]; #define MXC_IPU_MAX_NUM 2 目前为止，最多有2个ipu，ipu_get_soc函数从这个ipu_array数组中根据ipu_id取出相应的ipu。然后对ipu_id进行判断，如果它大于ipu的最大数目，就直接返回。然后判断ipu_array[id].online这一项，我们可以在ipu_soc结构体里面看到这一项，他是一个bool类型的变量，判断系统是否正在占用这一个ipu，如果系统正在占用这一个ipu的话，就只能返回了，如果以上两点都满足的话，就返回找到的这个ipu_soc结构体的地址。可以看这个cam_data结构体，它里面有一项成员是void*ipu，所以这个ipu_get_soc返回的是（structipu_soc *）类型。在本例中就是返回&(ipu_array[id])。 在这个ipu_soc函数中，它会返回成功的地址或者-ENODEV出错提示，在init_camera_struct函数中，它对这个函数的返回值进行了判断，如下所示： cam->ipu = ipu_get_soc(ipu_id); if (cam->ipu == NULL) { pr_err("ERROR: v4l2 capture: failed to get ipu "); return -EINVAL; } else if (cam->ipu == ERR_PTR(-ENODEV)) { pr_err("ERROR: v4l2 capture: get invalid ipu "); return -ENODEV; }
2.1.4 之后就是初始化一些互斥锁，为cam结构体里面的video_dev分配内存，然后通过*(cam->video_dev)= mxc_v4l_template;将video_device结构体指向了mxc_v4l_template，mxc_v4l_template如下所示： static struct video_device mxc_v4l_template = { .name = "Mxc Camera", .fops = &mxc_v4l_fops, .release = video_device_release, };static struct v4l2_file_operations mxc_v4l_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = mxc_v4l_open, .release = mxc_v4l_close, .read = mxc_v4l_read, .ioctl = mxc_v4l_ioctl, .mmap = mxc_mmap, .poll = mxc_poll, }; 通过这一步，就为用户空间提供了接口函数，当用户空间调用open,read, poll等函数的时候，就会调用到mxc_v4l_open,mxc_v4l_read, mxc_v4l_poll等函数。这些函数都在mxc_v4l2_capture.c里面提供了，后面再分析。
2.1.5 然后通过 video_set_drvdata(cam->video_dev, cam); dev_set_drvdata(&pdev->dev, (void *)cam); 这两个函数，分别将cam结构体设置为cam->video_dev和&pdev->dev里面的私有数据。即将cam->video_dev->dev->p->driver_data指向cam和将&pdev->dev->p->driver_data指向cam。 这两个函数就不具体分析了。
2.1.6 然后将cam->video_dev->minor设置为-1;在structvideo_device结构体中有这样的注释： /*'minor' is set to -1 if the registration failed */， 因为我们现在在init_camera_struct函数中，初始化的时候也把这个值设置成初始值。
2.1.7 之后就是为v4l2_dev结构体分配内存并清零，调用了v4l2_device_register(&pdev->dev,v4l2_dev)函数，这个函数将v4l2_dev这个结构体里面的一些成员函数进行了初始化，然后将pdev->dev->p指向v4l2_dev，然后通过cam->video_dev->v4l2_dev= v4l2_dev;将v4l2_dev添加到cam->video_dev结构体里面。
2.1.8 通过init_waitqueue_head(&cam->enc_queue); init_waitqueue_head(&cam->still_queue); 这两条语句，初始化cam结构体里面的这两个队列头，这两个队列在用到的时候再分析。
2.1.9 之后就是设置cam_data结构体里面的一些其他参数的初始值： cam->crop_bounds.left = 0; cam->crop_bounds.width = 640; cam->crop_bounds.top = 0; cam->crop_bounds.height = 480; 首先设置的是crop_bounds的值，也就是图像裁剪的大小和位置，这个结构体是v4l2_rect类型的, struct v4l2_rect { __s32 left; __s32 top; __u32 width; __u32 height; }; 为什么这个结构体采用这四个值呢？可以想象一下，如果想要裁剪显示屏幕上任意一块区域，只需要知道这一块区域的左上角坐标，同时知道区域的宽度和高度，这块区域其他3个点的坐标位置就可以通过这几个值计算出来。 然后通过cam->crop_current= cam->crop_defrect =cam->crop_bounds;这条语句将cam_data结构体里面其他两个相似的成员crop_current和crop_defrect赋值。将这三个值都初始化为左上角坐标为（0，0），区域大小都为640* 480。 之后通过ipu_csi_set_window_size(cam->ipu,cam->crop_current.width, cam->crop_current.height,cam->csi); 函数来设置显示窗口的大小范围，这个ipu_csi_set_window_size函数在ipu_capture.c中定义，先简略分析一下，核心就是下面这个函数： ipu_csi_write(ipu,csi, (width - 1) | (height - 1) << 16, CSI_ACT_FRM_SIZE); --->writel(value, ipu->csi_reg[csi] + offset); 其中value= (width - 1) | (height - 1) << 16, offset = CSI_ACT_FRM_SIZE，大致意思是根据cam->ipu和cam->csi（这两个变量之前刚设定好）将(width- 1) | (height - 1) <<16的值写到csi寄存器里面，这个csi寄存器的初始地址在通过ipu_get_soc函数获取ipu的时候已经获取到了，CSI_ACT_FRM_SIZE就是关于csi寄存器初始地址的偏移值，它在drivers/mxc/ipu3/ipu_regs.h中定义。 之后就是ipu_csi_set_window_pos(cam->ipu,cam->crop_current.left, cam->crop_current.top,cam->csi); 函数，这个函数同样在ipu_capture.c中定义，它会根据ipu和csi的值，设置底层的寄存器的值。
即上面设置了crop_bounds的4个初始值，然后就调用ipu_csi_set_window_size和ipu_csi_set_window_pos将这四个值写到底层的寄存器中去。
2.1.10 下面就是继续设置cam_data结构体里面成员初始值，分别设置了streamparm，standard，standard_autodetect，overlay_on，capture_on，v2f，win的值。这些就不分析了，后面用到的话再说。 然后继续设置其他值： cam->ipu_id = ipu_id; cam->csi = csi_id; cam->mclk_source = mclk_source; cam->mclk_on[cam->mclk_source] = false; 比较重要的是下面这个： cam->enc_callback=camera_callback;设置cam_data结构体中的enc_callback回调函数，这个函数在本文件中定义，它是一个中断处理函数，在视频采集过程中，如果一个buffer填充满的话，会产生一个中断信号，中断处理函数中最终会调用到这个函数来处理中断。
2.1.11 下面就是设置cam_data中的self结构体，self结构体为structv4l2_int_device类型的, cam->self = kmalloc(sizeof(struct v4l2_int_device), GFP_KERNEL); cam->self->module = THIS_MODULE; sprintf(cam->self->name, "mxc_v4l2_cap%d", cam->csi); cam->self->type = v4l2_int_type_master; cam->self->u.master = &mxc_v4l2_master; 首先分配内存，将module指向THIS_MODULE，然后将名字根据csi号设置为mxc_v4l2_cap%d的类型，分别设置self的type和u.master类型。将这个cam->self结构体作为一个master设备注册到int_list链表中。
至此，这个cam_data结构体初始化完毕了，这个结构体toobig了～～～
2.2 下面我们返回probe函数中继续分析： pdev->dev.release= camera_platform_release; 为device结构体中指定release函数，但是这个函数中什么都没有做，如果不添加这个函数的话就会报错，所以就添加一个空函数进去。
2.3 下面是 cam->self->priv= cam; v4l2_int_device_register(cam->self); cam_data结构体中self变量是v4l2_int_device类型的，首先将cam保存为v4l2_int_deviceself的私有数据，然后在操作cam->self结构体的时候，在很多函数中，行参只是v4l2_int_device类型的self，相要获得更外层的cam_data结构体的话，就可以从self->priv中获取。然后调用v4l2_int_device_register函数来注册v4l2_int_device。 这个函数在v4l2-int-device.c中定义，如下所示： int v4l2_int_device_register(struct v4l2_int_device *d) { if (d->type == v4l2_int_type_slave) sort(d->u.slave->ioctls, d->u.slave->num_ioctls, /* 按照序号存储,加快访问速度。*/ sizeof(struct v4l2_int_ioctl_desc), &ioctl_sort_cmp, NULL); mutex_lock(&mutex); list_add(&d->head, &int_list); //无论是slave还是master都会添加到int_list中 v4l2_int_device_try_attach_all(); //都会做匹配动作 mutex_unlock(&mutex); return 0; } EXPORT_SYMBOL_GPL(v4l2_int_device_register); 在前一节中已经具体分析这个