CMOS摄像头驱动解析

的函数 可以调用，因此在这里就不过多介绍。 前面已经介绍过，摄像接口都是通过 DMA 实现数据交换的。在 DMA 数据传递中，还要让 DMA 知道如何进行传递，即一次传输多 少个字节，这需要设置预览 DMA 控制相关寄存器 CIPRCTRL 的主 突发长度和剩余突发长度，这两个值也可以通过调用标准函数来求 得。另外在完成每一帧视频采集后，会触发一个视频中断。 接着有初始化了一个缓冲结构体，开辟四块内存： struct s3c2440camif_buffer img_buff[] = { { .state = CAMIF_BUFF_INVALID, .img_size = 0, .order = 0, .virt_base = (unsigned long)NULL, .phy_base = (unsigned long)NULL }, { .state = CAMIF_BUFF_INVALID, s3c2440 能够在 内存中各开辟四块乒乓存储 区域，用于实现 P 通道和 C 通道的快速数据传递。在 P 通道中，寄存 器 CIPRCLRSA1 、 CIPRCLRSA2 、 CIPRCLRSA3 和 CIPRCLRSA4 分别用于表 示这四块内存的首地址！ 批注[A11]: 给每块内存先提 供一个状态，其中状态可以 有：enum{ CAMIF_BUFF_INVALID = 0, CAMIF_BUFF_RGB565 = 1, CAMIF_BUFF_RGB24 = 2, CAMIF_BUFF_YCbCr420 = 3, CAMIF_BUFF_YCbCr422 = 4 };然后大小初始化为 0， 物理与虚拟地址待定，这待 会通过系统直接赋值！ 批注[A12]: .img_size = 0, .order = 0, .virt_base = (unsigned long)NULL, .phy_base = (unsigned long)NULL }, { .state = CAMIF_BUFF_INVALID, .img_size = 0, .order = 0, .virt_base = (unsigned long)NULL, .phy_base = (unsigned long)NULL }, { .state = CAMIF_BUFF_INVALID, .img_size = 0, .order = 0, .virt_base = (unsigned long)NULL, .phy_base = (unsigned long)NULL } }; 现在我们开始从驱动模块的最开始执行的函数讲起： static int __init camif_init(void) { int ret; struct s3c2440camif_dev * pdev; struct clk * camif_upll_clk; printk(KERN_ALERT"initializing s3c2440 camera interface......\n"); pdev = &camera; /* set gpio-j to camera mode. */ s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2440_GPJ0, S3C2440_GPJ0_CAMDATA0); ................. /* init camera's virtual memory. */ if (!request_mem_region((unsigned long)S3C2440_PA_CAMIF, S3C2440_SZ_CAMIF, CARD_NAME)) { ret = -EBUSY; goto error1; } 配置 GPIO口的 J 部分引脚为摄像头模式！ 批注[A13]: 给摄像头分配并 初始化虚拟内存，地址从 0x4F000000开始并大小 1M！ 批注[A14]: /* remap the virtual memory. */ camif_base_addr = (unsigned long)ioremap_nocache((unsigned long)S3C2440_PA_CAMIF, S3C2440_SZ_CAMIF); if (camif_base_addr == (unsigned long)NULL) { ret = -EBUSY; goto error2; } /* init camera clock. */ pdev->clk = clk_get(NULL, "camif"); if (IS_ERR(pdev->clk)) { ret = -ENOENT; goto error3; } clk_enable(pdev->clk); camif_upll_clk = clk_get(NULL, "camif-upll"); clk_set_rate(camif_upll_clk, 24000000); mdelay(100); 重映射虚拟内存！ 返回映射后的地址！ 批注[A15]: 这里初始化外设 的时钟，并将该外设的时钟 插入到外设时钟链表里，以 后有用到这时钟时仅需更根 据后面的 ID即“camif”来辨 认！然后 clk_enable(pdev->clk);便使能 了时钟！ 批注[A16]: 不知道怎么计算 出这个 24MHz的？ 批注[A17]: /* init reference counter and its mutex. */ mutex_init(&pdev->rcmutex); pdev->rc = 0; /* init image input source. */ pdev->input = 0; /* init camif state and its lock. */ pdev->state = CAMIF_STATE_FREE; /* init command code, command lock and the command wait queue. */ pdev->cmdcode = CAMIF_CMD_NONE; init_waitqueue_head(&pdev->cmdqueue); /* register to videodev layer. */ if (misc_register(&misc) < 0) { ret = -EBUSY; goto error4; } printk(KERN_ALERT"s3c2440 camif init done\n"); 接下去初始化结 构体，包括初始化互斥锁、 输入格式，状态、命令等！ 批注[A18]: 然后将该设备注 册为混杂设备！其中的行为 只有三个函数： static struct file_operations camif_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = camif_open, .release = camif_release, .read = camif_read, }; 批注[A19]: sccb_init(); hw_reset_camif(); has_ov9650 = s3c2440_ov9650_init() >= 0; s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG(4), 1); return 0; error4: clk_put(pdev->clk); error3: iounmap((void *)camif_base_addr); error2: release_mem_region((unsigned long)S3C2440_PA_CAMIF, S3C2440_SZ_CAMIF); error1: return ret; } 清除函数就不详细解析了！都是些释放内存，注销注册之类的函数！ 现在先讲一下 open函数！ static int camif_open(struct inode *inode, struct file *file) { struct s3c2440camif_dev *pdev; SCCB总线初始 化！ 批注[A20]: 硬件复位摄像头！批注[A21]: 初始化 ov9650芯 片！ 批注[A22]: 这条语句有什么 用？待解？ 批注[A23]: struct s3c2440camif_fh *fh; int ret; if (!has_ov9650) { return -ENODEV; } pdev = &camera; fh = kzalloc(sizeof(*fh),GFP_KERNEL); // alloc memory for filehandle if (NULL == fh) { return -ENOMEM; } fh->dev = pdev; pdev->state = CAMIF_STATE_READY; init_camif_config(fh); 注意这个结构体！ 内核中注释为打开文件操作 的结构体！其中的变量除了 s3c2440camif_dev，还有 master变量，这个变量内核注 释为：操作标志，仅仅操作 那些能执行“set”控制的文 件！ 批注[A24]: 这个是 ov9650初 始化函数返回的值，如果没 有则为 0！ 批注[A25]: 用 kzalloc申请 内存的时候， 效果等同于先 是用 kmalloc() 申请空间 , 然后用 memset() 来初始 化 ,所有申请的元素都被初 始化为 0. 批注[A26]: 现在可以将摄像 头状态置为已经准备好了！ 批注[A27]: 配置摄像头，其实 是填充 s3c2440camif_dev结 构体，比如将原视频尺寸设 为 1024*1280，即 SXGA的 标准！还有编码目标的尺寸 和预览目标的尺寸！ 批注[A28]: ret = init_image_buffer(); // init image buffer. if (ret < 0) { goto error1; } request_irq(IRQ_S3C2440_CAM_C, on_camif_irq_c, IRQF_DISABLED, "CAM_C", pdev); // setup ISRs if (ret < 0) { goto error2; } request_irq(IRQ_S3C2440_CAM_P, on_camif_irq_p, IRQF_DISABLED, "CAM_P", pdev); if (ret < 0) { goto error3; } clk_enable(pdev->clk); // and enable camif clock. soft_reset_camif(); 初始化视频缓冲 区！该函数首先计算出编码 通道与预览通道需要的大 小，然后取其最大的！接着 用到一个函数 get_order，这 个函数是用于当你用字节表 示内存大小时！然后填充缓 冲区的变量，有四个，比如 开辟的内存区 1中有： img_buff[0].order 、 img_buff[0].virt_base 、 img_buff[0].phy_base等， 就是物理地址、虚拟地址、 还有 order参数，这个在获 得分配的页内存函数 __get_free_pages中用到！ 批注[A29]: 之后注册两个重 要的中断函数，并初始化时 钟和软复位摄像头！ 批注[A30]: file->private_data = fh; fh->dev = pdev; update_camif_config(fh, 0); return 0; error3: free_irq(IRQ_S3C2440_CAM_C, pdev); error2: free_image_buffer(); error1: kfree(fh); return ret; } 然后是读函数： static ssize_t camif_read(struct file *file, char __user *data, size_t count, loff_t *ppos) { int i; struct s3c2440camif_fh * fh; struct s3c2440camif_dev * pdev; 在这里将 fh作为 私有变量赋给 file结构体，以 后可能会用到！ 批注[A31]: 记得再次更新配 置寄存器否则要是刚才的寄 存器遭到修改的话，结果就 与我们要求的相悖了！ 批注[A32]: fh = file->private_data; pdev = fh->dev; if (start_capture(pdev, 0) != 0) { return -ERESTARTSYS; } disable_irq(IRQ_S3C2440_CAM_C); disable_irq(IRQ_S3C2440_CAM_P); for (i = 0; i < 4; i++) { if (img_buff[i].state != CAMIF_BUFF_INVALID) { copy_to_user(data, (void *)img_buff[i].virt_base, count); img_buff[i].state = CAMIF_BUFF_INVALID; } } enable_irq(IRQ_S3C2440_CAM_P); enable_irq(IRQ_S3C2440_CAM_C); 刚才讲到的私有 数据现在用到了！这里为什 么要这样做，待会再解释！ 批注[A33]: 开始采集图像传 到用户空间！ 批注[A34]: 关闭中断！批注[A35]: 将所得的数据在 内存的四个区域依次拷贝到 用户空间里！然后将内存区 域重新置为不可用状态！ 批注[A36]: 接着在使能中断， 读取下一帧数据！ 批注[A37]: return count; } 对于 order变量还有以下知识： order 是你在请求的或释放的页数的以 2 为底的对数(即, log2N). 例 如, 如果你要一个页 order 为 0, 如果你请求 8 页就是 3. 如果 order 太大(没有那个大小的连续区可用), 页分配失败. get_order 函 数, 它使用一个整数参数, 可以用来从一个 size 中提取 order(它必 须是 2 的幂)给主机平台. order 允许的最大值是 10 或者 11 (对应 于 1024 或者 2048 页), 依赖于体系. 但是, 一个 order-10 的分配 在除了一个刚刚启动的有很多内存的系统中成功的机会是小的. 接着是释放函数，没什么好讲的，注意释放内存就是。现在重点讲解 中断函数以及采集视频函数！ 我们这里拿预览中断函数来做例子！ static irqreturn_t on_camif_irq_p(int irq, void * dev) { u32 ciprstatus; u32 frame; struct s3c2440camif_dev * pdev; ciprstatus = ioread32(S3C244X_CIPRSTATUS); if ((ciprstatus & (1<<21))== 0) CIPRSTATUS反 映 P通道数据的写入状态， 即 4组缓冲的哪一组。用户 程序采集图像数据时，应根 据状态寄存器当前状态，决 定从哪一组读出数据。 批注[A38]: { return IRQ_RETVAL(IRQ_NONE); } pdev = (struct s3c2440camif_dev *)dev; /* valid img_buff[x] just DMAed. */ frame = (ciprstatus&(3<<26))>>26; frame = (frame+4-1)%4; img_buff[frame].state = CAMIF_BUFF_RGB565; if (pdev->cmdcode & CAMIF_CMD_STOP) { stop_capture(pdev); pdev->state = CAMIF_STATE_READY; } else { if (pdev->cmdcode & CAMIF_CMD_P2C) { camif_c2p(pdev); 从这个计算 计算出哪组可以读出数据！ 为什么这么算请参考 S3C2440的技术手册第 542 页！ 批注[A39]: 将该组的状态置 为可以读出 RGB565格式的 数据！ 批注[A40]: 接下去的就是查 看有什么动作要做，比如是 不是停止采集了还是有预览 模式转为编码模式之类的判 断！ 批注[A41]: } if (pdev->cmdcode & CAMIF_CMD_WND) { update_target_wnd_regs(pdev); } if (pdev->cmdcode & CAMIF_CMD_TFMT) { update_target_fmt_regs(pdev); } if (pdev->cmdcode & CAMIF_CMD_ZOOM) { update_target_zoom_regs(pdev); } invalid_image_buffer(); } pdev->cmdcode = CAMIF_CMD_NONE; wake_up(&pdev->cmdqueue); 指所有的缓冲区 状态为不可用！ 批注[A42]: 唤醒等待队列！批注[A43]: return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED); } 编码通道的中断函数也与此类似！ 接下去讲一下数据采集函数： static int start_capture(struct s3c2440camif_dev * pdev, int stream) { int ret; u32 ciwdofst; u32 ciprscctrl; u32 ciimgcpt; ciwdofst = ioread32(S3C244X_CIWDOFST); ciwdofst |= (1<<30) // Clear the overflow indication flag of input CODEC FIFO Y |(1<<15) // Clear the overflow indication flag of input CODEC FIFO Cb |(1<<14) // Clear the overflow indication flag of input CODEC FIFO Cr |(1<<13) // Clear the overflow indication flag of input PREVIEW FIFO Cb |(1<<12);// Clear the overflow indication flag of input PREVIEW CIWDOFST：从输 入信号中截取中心部分的图 像寄存器 原理是：从输入信号中 截取中心部分的图像输出到 大小不变的输出图像缓冲 中，从而实现对图像的放大 或缩小。 ①配置该寄存器允许缩放或 不允许缩放。 ②X方向图像放大或缩小控 制，原理是截切掉左部和右 部的图像像素数。 ③Y方向图像放大或缩小控 制，原理是截切掉上部和下 部的图像像素数。 批注[A44]: FIFO Cr iowrite32(ciwdofst, S3C244X_CIWDOFST); ciprscctrl = ioread32(S3C244X_CIPRSCCTRL); ciprscctrl |= 1<<15; // preview scaler start iowrite32(ciprscctrl, S3C244X_CIPRSCCTRL); pdev->state = CAMIF_STATE_PREVIEWING; ciimgcpt = (1<<31) // camera interface global capture enable |(1<<29); // capture enable for preview scaler. iowrite32(ciimgcpt, S3C244X_CIIMGCPT); ret = 0; if (stream == 0) { pdev->cmdcode = CAMIF_CMD_STOP; ret = wait_event_interruptible(pdev->cmdqueue, pdev->cmdcode == CAMIF_CMD_NONE); } 预览模式控制寄 存器，第 15位置一代表启动 预览模式！ 批注[A45]: 这个寄存器必须 最后设置，是图像采集使能 寄存器，29位是使能预览模 式，31位是使能全局摄像头 接口！ 批注[A46]: 该函数的形参，在 read函数中调用到这个函数， 其中 stream是 0，所以会进入 这个 if语句中，然后就等待 中断了！只要中断已发生， 从摄像头采集到数据，就可 以立刻返回，执行到 read中 接下去的程序，将数据读回 到用户空间! 批注[A47]: return ret; } 以上便是 CMOS摄像头驱动的整个编写思路，其中还有一些函数未 能举例出来，大家可以下去好好看看！ 小兀 2012年 6月 10号 如有引用请注明出处！