一、概述
關於 RN6752V1 這個晶片這裡就不做介紹了，看到這篇筆記的小夥伴應該都明白，雖然說 RN6752V1 晶片是 AHD 訊號的解碼晶片，但是也可以把晶片當做是一個 YUV 訊號的 MIPI 攝像頭，所以驅動的編寫和 MIPI 攝像頭無太大的區別。這裡主要是介紹具體的函式，關於 MIPI 驅動的框架程式看我之前的筆記：Linux MIPI 攝像頭驅動框架編寫（RN6752解碼晶片）
二、RN6752 幀格式
RN6752 支援 DVP 和 MIPI 訊號，這裡我主要是對 MIPI 訊號的使用，當然 DVP 通訊的操作也可以做參考。
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寄存地配置
透過代理商提供的標頭檔案中可以獲取到相關暫存器的配置，如下所示：static const struct sensor_register rn6752_fhd_1080P25_video[] = { { 0x19, 0x0A }, // 影片格式檢測滯後控制 { 0x81, 0x01 }, // 開啟影片解碼器 { 0xDF, 0xFE }, // 啟用HD格式 { 0xF0, 0xC0 }, // 使能 FIFO 和 144 MHz 解碼器輸出 { 0xA3, 0x04 }, // 啟用 HD 輸出 { 0x88, 0x40 }, // 禁用 SCLK1 輸出 { 0xF6, 0x40 }, // 禁用 SCLK3A 輸出 /* 切換到ch0（預設；可選） */ { 0xFF, 0x00 }, // 暫存器集選擇 { 0x33, 0x10 }, // 檢測中的影片 { 0x4A, 0xA8 }, // 檢測中的影片 { 0x00, 0x20 }, // internal use* { 0x06, 0x08 }, // internal use* { 0x07, 0x63 }, // 高畫質格式 { 0x2A, 0x01 }, // 濾波器控制 { 0x3A, 0x24 }, // 在SAV/EAV程式碼中插入通道ID { 0x3F, 0x10 }, // 通道ID { 0x4C, 0x37 }, // 均衡器 { 0x4F, 0x03 }, // 同步控制 { 0x50, 0x03 }, // 1080p解析度 { 0x56, 0x02 }, // 144M 和 BT656模式 { 0x5F, 0x44 }, // 消隱電平 { 0x63, 0xF8 }, // 濾波器控制 { 0x59, 0x00 }, // 擴充套件暫存器存取 { 0x5A, 0x48 }, // 擴充套件暫存器的資料 { 0x58, 0x01 }, // 啟用擴充套件暫存器寫入 { 0x59, 0x33 }, // 擴充套件暫存器存取 { 0x5A, 0x23 }, // 擴充套件暫存器的資料 { 0x58, 0x01 }, // 啟用擴充套件暫存器寫入 { 0x51, 0xF4 }, // 比例因子1 { 0x52, 0x29 }, // 比例因子2 { 0x53, 0x15 }, // 比例因子3 { 0x5B, 0x01 }, // H-標度控制 { 0x5E, 0x08 }, // 啟用H縮放控制 { 0x6A, 0x87 }, // H-標度控制 { 0x28, 0x92 }, // 剪裁 { 0x03, 0x80 }, // 飽和 { 0x04, 0x80 }, // 顏色 { 0x05, 0x04 }, // 尖銳 { 0x57, 0x23 }, // 黑色/白色拉伸 { 0x68, 0x00 }, // coring { 0x37, 0x33 }, // { 0x61, 0x6C }, // #ifdef USE_BLUE_SCREEN { 0x3A, 0x24 }, // AHD 斷開連結時，螢幕為藍色 #else { 0x3A, 0x2C }, // AHD 斷開連結時，螢幕為黑色 { 0x3B, 0x00 }, // { 0x3C, 0x80 }, // { 0x3D, 0x80 }, // #endif { 0x2E, 0x30 }, // 強制不播放影片 { 0x2E, 0x00 }, // 迴歸平常 /* mipi 連線 */ { 0xFF, 0x09 }, // 切換到 mipi tx1 { 0x00, 0x03 }, // enable bias { 0xFF, 0x08 }, // 切換到 mipi csi1 { 0x04, 0x03 }, // csi1 和 tx1 重置 { 0x6C, 0x11 }, // 禁用 ch 輸出，開啟 ch0 #ifdef USE_MIPI_4LANES { 0x06, 0x7C }, // mipi 4 線 #else { 0x06, 0x4C }, // mipi 2 線 #endif { 0x21, 0x01 }, // 啟用 hs 時鐘 { 0x34, 0x06 }, // { 0x35, 0x0B }, // { 0x78, 0xC0 }, // ch0 的 Y/C 計數 { 0x79, 0x03 }, // ch0 的 Y/C 計數 { 0x6C, 0x01 }, // 啟用 ch 輸出 { 0x04, 0x00 }, // csi1 和 tx1 重置完成 { 0x20, 0xAA }, // #ifdef USE_MIPI_NON_CONTINUOUS_CLOCK { 0x07, 0x05 }, // 啟用非連續時鐘 #else { 0x07, 0x04 }, // 啟用連續時鐘 #endif { 0xFF, 0x0A }, // 切換到 mipi csi3 { 0x6C, 0x10 }, // 禁用 ch 輸出；關閉 ch0~3 {REG_NULL, 0x00}, };注意： 其他格式的暫存器我這裡就不附上了，可以參考代理商提供的標頭檔案
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將配置資訊存入幀列表中
static const struct rn6752_framesize rn6752_mipi_framesizes[] = { { .width = 1280, .height = 720, .max_fps = { .numerator = 10000, .denominator = 250000, }, .regs = rn6752_fhd_720P25_video, }, { .width = 1280, .height = 720, .max_fps = { .numerator = 10000, .denominator = 300000, }, .regs = rn6752_fhd_720P30_video, }, { .width = 1920, .height = 1080, .max_fps = { .numerator = 10000, .denominator = 250000, }, .regs = rn6752_fhd_1080P25_video, }, { .width = 1920, .height = 1080, .max_fps = { .numerator = 10000, .denominator = 300000, }, .regs = rn6752_fhd_1080P30_video, }, { .width = 1280, .height = 960, .max_fps = { .numerator = 10000, .denominator = 250000, }, .regs = rn6752_fhd_960P25_video, }, { .width = 1280, .height = 960, .max_fps = { .numerator = 10000, .denominator = 300000, }, .regs = rn6752_fhd_960P30_video, } }; -
配置預設幀
在 rn6752_probe 函式中存入預設支援的幀列表，如下所示static void rn6752_get_default_format(struct rn6752 *rn6752, struct v4l2_mbus_framefmt *format) { format->width = rn6752->framesize_cfg[2].width; /* 設定預設寬度 */ format->height = rn6752->framesize_cfg[2].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 */ } /* 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像幀格式 */ rn6752_get_default_format(rn6752, &rn6752->format); rn6752->frame_size = &rn6752->framesize_cfg[2]; /* 設定幀大小 */ rn6752->format.width = rn6752->framesize_cfg[2].width; /* 設定寬度 */ rn6752->format.height = rn6752->framesize_cfg[2].height; /* 設定高度 */ rn6752->fps = DIV_ROUND_CLOSEST( rn6752->framesize_cfg[2].max_fps.denominator, rn6752->framesize_cfg[2].max_fps.numerator); /* 設定最大幀速率 */注意：
- 首先將所有支援的幀列表存入了 rn6752->framesize_cfg 中
- 將支援的列表數量存入 rn6752->cfg_num 中
- 將預設支援的幀格式和大小存入 rn6752->format 中，這個在使用者空間可以檢視
- 將預設支援的幀大小存入 rn6752->frame_size 中
- 將預設支援的幀率存入 rn6752->fps 中
- 以上這些預設變數將在後面的函式中經常用到，所以需要特別注意一下，不然很難理解資料從哪裡來的
三、Media 裝置節點
之前在 Media 子系統中提到過模組之間的關係檢視命令media-ctl -p -d /dev/mediaX ，透過命令可以得到驅動中的一些資訊，如下圖所示
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Media 幀大小
Media 幀大小是在驅動初始化時，透過 rn6752_get_fmt 函式獲取的，程式如下static int rn6752_get_fmt(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg, struct v4l2_subdev_format *fmt) { struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd); /* 獲取i2c_client指標 */ struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd); /* 使用dev_dbg列印日誌，顯示當前函式進入 */ // dev_info(&client->dev, "%s enter\n", __func__); /* 條件成立時，表示要獲取正在嘗試的格式 */ if (fmt->which == V4L2_SUBDEV_FORMAT_TRY) { #ifdef CONFIG_VIDEO_V4L2_SUBDEV_API struct v4l2_mbus_framefmt *mf; /* 獲取正在嘗試的格式 */ mf = v4l2_subdev_get_try_format(sd, cfg, 0); mutex_lock(&rn6752->lock); fmt->format = *mf; mutex_unlock(&rn6752->lock); return 0; #else return -ENOTTY; #endif } /* 條件不成立時，表示要獲取當前的格式 */ mutex_lock(&rn6752->lock); fmt->format = rn6752->format; mutex_unlock(&rn6752->lock); /* 使用dev_dbg列印日誌，顯示當前格式的程式碼值、寬度和高度 */ dev_dbg(&client->dev, "%s: %x %dx%d\n", __func__, rn6752->format.code, rn6752->format.width, rn6752->format.height); return 0; } -
幀格式判斷
Media 裝置是透過 rn6752_enum_frame_sizes 和 rn6752_enum_frame_interval 函式列舉了幀大小和幀率，這兩個函式主要起到判斷的作用，確實當前幀率是否是驅動支援的，程式如下static int rn6752_enum_frame_sizes(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg, struct v4l2_subdev_frame_size_enum *fse) { struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd); struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd); int i = ARRAY_SIZE(rn6752_formats); printk(KERN_INFO "rn6752_enum_frame_sizes................................................\n"); dev_dbg(&client->dev, "%s:\n", __func__); if (fse->index >= rn6752->cfg_num) return -EINVAL; while (--i) if (fse->code == rn6752_formats[i].code) break; fse->code = rn6752_formats[i].code; fse->min_width = rn6752->framesize_cfg[fse->index].width; fse->max_width = fse->min_width; fse->max_height = rn6752->framesize_cfg[fse->index].height; fse->min_height = fse->max_height; return 0; } static int rn6752_enum_frame_interval(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg, struct v4l2_subdev_frame_interval_enum *fie) { struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd); printk(KERN_INFO "rn6752_enum_frame_interval index: %d....................\n", fie->index ); /* 檢查傳入的 fie 結構體中的 index 欄位是否超出了 rn6752 所支援的幀間隔配置數量（cfg_num） */ if (fie->index >= rn6752->cfg_num) return -EINVAL; /* 檢查傳入的 fie 結構體中的 code 欄位是否與期望的媒體匯流排格式（MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_2X8）匹配 */ if (fie->code != MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_2X8) return -EINVAL; fie->width = rn6752->framesize_cfg[fie->index].width; /* 寬 */ fie->height = rn6752->framesize_cfg[fie->index].height; /* 高 */ fie->interval = rn6752->framesize_cfg[fie->index].max_fps; /* 最大幀率 */ return 0; } -
幀大小設定
可以透過 rn6752_set_fmt 函式設定幀的大小，程式如下tatic int rn6752_set_fmt(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg, struct v4l2_subdev_format *fmt) { struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd); int index = ARRAY_SIZE(rn6752_formats); struct v4l2_mbus_framefmt *mf = &fmt->format; const struct rn6752_framesize *size = NULL; struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd); printk(KERN_INFO "rn6752_set_fmt................................................\n"); dev_info(&client->dev, "%s enter\n", __func__); /* 根據傳入的引數調整幀大小和幀速率，並返回適合的幀大小和幀速率 */ __rn6752_try_frame_size_fps(rn6752, mf, &size, rn6752->fps); /* 遍歷rn6752_formats陣列 */ while (--index >= 0) if (rn6752_formats[index].code == mf->code) break; if (index < 0) return -EINVAL; /* 色彩空間為sRGB，場為無 */ mf->colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB; mf->code = rn6752_formats[index].code; mf->field = V4L2_FIELD_NONE; mutex_lock(&rn6752->lock); if (fmt->which == V4L2_SUBDEV_FORMAT_TRY) { #ifdef CONFIG_VIDEO_V4L2_SUBDEV_API mf = v4l2_subdev_get_try_format( sd, cfg, fmt->pad); /* 使用v4l2_subdev_get_try_format函式獲取正在嘗試的格式 */ *mf = fmt->format; #else return -ENOTTY; #endif } else { if (rn6752->streaming) { mutex_unlock(&rn6752->lock); return -EBUSY; } /* 分別設定為獲取到的幀大小和傳入的格式 */ rn6752->frame_size = size; rn6752->format = fmt->format; } mutex_unlock(&rn6752->lock); return 0; } -
幀間隔獲取
static int rn6752_g_frame_interval(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_subdev_frame_interval *fi) { struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd); printk(KERN_INFO "rn6752_g_frame_interval................................................\n"); mutex_lock(&rn6752->lock); fi->interval = rn6752->frame_size->max_fps; mutex_unlock(&rn6752->lock); return 0; }
四、匯流排編碼格式
之前有提到過，RN6752 支援 DVP 和 MIPI 匯流排格式，所以可以在一個驅動中實現兩個功能，這裡我就是寫了 MIPI 的通訊方式，我目前對 DVP 也不瞭解，以後在補上。
剛好驅動中提供了兩個函式可以獲取驅動匯流排的格式，如下所示
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獲取當前媒體匯流排配置的函式
static int rn6752_g_mbus_config(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_mbus_config *config) { printk(KERN_INFO "rn6752_g_mbus_config................................................\n"); /* 匯流排型別是CSI-2 */ config->type = V4L2_MBUS_CSI2; config->flags = V4L2_MBUS_CSI2_4_LANE | V4L2_MBUS_CSI2_CHANNEL_0 | V4L2_MBUS_CSI2_CHANNEL_1 | V4L2_MBUS_CSI2_CONTINUOUS_CLOCK; return 0; } -
列舉所有支援的媒體匯流排編碼和格式
static int rn6752_enum_mbus_code(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_subdev_pad_config *cfg, struct v4l2_subdev_mbus_code_enum *code) { struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd); printk(KERN_INFO "rn6752_enum_mbus_code................................................\n"); dev_dbg(&client->dev, "%s:\n", __func__); if (code->index >= ARRAY_SIZE(rn6752_formats)) return -EINVAL; code->code = rn6752_formats[code->index].code; return 0; }
五、電源管理
攝像頭每次開啟和關閉時，都需要透過電源管理函式配置攝像頭電源
static int rn6752_power(struct v4l2_subdev *sd, int on)
{
struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd);
struct i2c_client *client = rn6752->client;
int ret = 0;
/* 使用dev_info列印日誌，顯示當前函式和行號，並列印on引數的值 */
dev_dbg(&client->dev, "%s(%d) on(%d)\n", __func__, __LINE__, on);
mutex_lock(&rn6752->lock);
if (rn6752->power_on == !! on)
goto unlock_and_return;
if (on) {
ret = pm_runtime_get_sync(&client->dev);
if (ret < 0) {
pm_runtime_put_noidle(&client->dev);
goto unlock_and_return;
}
rn6752->power_on = true;
} else {
pm_runtime_put(&client->dev);
rn6752->power_on = false;
}
unlock_and_return:
mutex_unlock(&rn6752->lock);
return ret;
}
六、攝像頭控制
由於這裡我沒有實現太多的控制功能，所以只實現了必要的兩個控制，最主要的是復位時執行的 RKMODULE_SET_QUICK_STREAM 功能
static long rn6752_ioctl(struct v4l2_subdev *sd, unsigned int cmd, void *arg)
{
struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd);
// struct rkmodule_hdr_cfg *hdr;
long ret = 0;
u32 stream = 0;
// dev_dbg(KERN_INFO "rn6752_ioctl 0x%x..........\n", cmd);
switch (cmd) {
case RKMODULE_GET_MODULE_INFO:
rn6752_get_module_info(rn6752, (struct rkmodule_inf *)arg);
break;
case RKMODULE_SET_QUICK_STREAM:
stream = *((u32 *)arg);
rn6752_set_streaming(rn6752, !!stream);
break;
default:
ret = -ENOIOCTLCMD;
break;
}
return ret;
}
#ifdef CONFIG_COMPAT
static long rn6752_compat_ioctl32(struct v4l2_subdev *sd, unsigned int cmd,
unsigned long arg)
{
void __user *up = compat_ptr(arg);
struct rkmodule_inf *inf;
struct rkmodule_awb_cfg *cfg;
long ret;
u32 stream = 0;
// dev_dbg(KERN_INFO "rn6752_compat_ioctl32..........\n");
switch (cmd) {
case RKMODULE_GET_MODULE_INFO:
inf = kzalloc(sizeof(*inf), GFP_KERNEL);
if (!inf) {
ret = -ENOMEM;
return ret;
}
ret = rn6752_ioctl(sd, cmd, inf);
if (!ret)
ret = copy_to_user(up, inf, sizeof(*inf));
kfree(inf);
break;
case RKMODULE_AWB_CFG:
cfg = kzalloc(sizeof(*cfg), GFP_KERNEL);
if (!cfg) {
ret = -ENOMEM;
return ret;
}
ret = copy_from_user(cfg, up, sizeof(*cfg));
if (!ret)
ret = rn6752_ioctl(sd, cmd, cfg);
kfree(cfg);
break;
case RKMODULE_SET_QUICK_STREAM:
ret = copy_from_user(&stream, up, sizeof(u32));
if (!ret)
ret = rn6752_ioctl(sd, cmd, &stream);
break;
default:
ret = -ENOIOCTLCMD;
break;
}
return 0;
}
#endif
七、資料流控制
整個驅動最重要的便是流控制函式，透過此函式完成了攝像頭的啟動和停止
static int rn6752_set_streaming(struct rn6752 *rn6752, int on)
{
struct i2c_client *client = rn6752->client;
int ret = 0;
dev_info(&client->dev, "%s: on: %d\n", __func__, on);
if (on)
{
ret = rn6752_write(client, 0x80, 0x31);
usleep_range(200, 500);
ret |= rn6752_write(client, 0x80, 0x30);
if (ret)
{
dev_err(&client->dev, "rn6752 soft reset failed\n");
return ret;
}
ret = rn6752_write_array(client, rn6752->frame_size->regs);
if (ret)
dev_err(&client->dev, "rn6752 start initialization failed\n");
}
else
{
ret = rn6752_write(client, 0x80, 0x00);
if (ret)
dev_err(&client->dev, "rn6752 soft standby failed\n");
}
return ret;
}
static int rn6752_s_stream(struct v4l2_subdev *sd, int on)
{
struct i2c_client *client = v4l2_get_subdevdata(sd);
struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd);
int ret = 0;
unsigned int fps;
/* 計算幀率和延遲時間 */
fps = DIV_ROUND_CLOSEST(rn6752->frame_size->max_fps.denominator,
rn6752->frame_size->max_fps.numerator);
dev_info(&client->dev, "%s: on: %d, %dx%d@%d\n", __func__, on,
rn6752->frame_size->width, rn6752->frame_size->height,
DIV_ROUND_CLOSEST(rn6752->frame_size->max_fps.denominator,
rn6752->frame_size->max_fps.numerator));
mutex_lock(&rn6752->lock);
on = !!on;
if (rn6752->streaming == on)
goto unlock;
rn6752->streaming = on;
if (on) {
ret = pm_runtime_get_sync(&client->dev);
if (ret < 0)
{
pm_runtime_put_noidle(&client->dev);
goto unlock;
}
ret = rn6752_set_streaming(rn6752, on);
if (ret)
{
rn6752->streaming = !on;
pm_runtime_put(&client->dev);
}
}
else
{
ret = rn6752_set_streaming(rn6752, on);
pm_runtime_put(&client->dev);
}
unlock:
mutex_unlock(&rn6752->lock);
return ret;
}
注意： 攝像頭驅動中並沒有影像接收之類的關係，而資料流操作函式主要的作用是對晶片進行初始化，使攝像頭進入工作模式。從上面的驅動程式可以看出，整個驅動並沒有其他特別的功能，就是一個 I2C 控制功能，所以攝像頭的驅動其實就是一個 I2C 驅動程式。
由於筆記內容有點多，這裡我就不附上完成的驅動程式了，其次是驅動程式也比較簡單，看完的小夥伴應該都能明白。主要的難度都在除錯攝像頭驅動上面，我也折騰了很久，有需要的小夥變可以看我後面的筆記
參考資料
- gc2145.c 和 imx335.c 驅動程式
- MIPI、CSI基礎：http://681314.com/A/3SUXTEc3LN
- linux V4L2子系統——v4l2架構（1）：https://blog.csdn.net/u013836909/article/details/125359789
- Camera | 2.MIPI、CSI基礎 (681314.com)：http://681314.com/A/3SUXTEc3LN
- linux v4l2-i2c 框架學習：https://blog.csdn.net/oqqYuJi12345678/article/details/93755475