Linux RN6752 驱动编写
一、概述
关于 RN6752V1 这个芯片这里就不做介绍了，看到这篇笔记的小伙伴应该都明白，虽然说 RN6752V1 芯片是 AHD 信号的解码芯片，但是也可以把芯片当做是一个 YUV 信号的 MIPI 摄像头，所以驱动的编写和 MIPI 摄像头无太大的区别。这里主要是介绍具体的函数，关于 MIPI 驱动的框架程序看我之前的笔记：Linux MIPI 摄像头驱动框架编写（RN6752解码芯片）
二、RN6752 帧格式
RN6752 支持 DVP 和 MIPI 信号，这里我主要是对 MIPI 信号的使用，当然 DVP 通信的操作也可以做参考。
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寄存地配置
通过代理商提供的头文件中可以获取到相关寄存器的配置，如下所示：static const struct sensor_register rn6752_fhd_1080P25_video[] = { { 0x19, 0x0A }, // 视频格式检测滞后控制 { 0x81, 0x01 }, // 打开视频解码器 { 0xDF, 0xFE }, // 启用HD格式 { 0xF0, 0xC0 }, // 使能 FIFO 和 144 MHz 解码器输出 { 0xA3, 0x04 }, // 启用 HD 输出 { 0x88, 0x40 }, // 禁用 SCLK1 输出 { 0xF6, 0x40 }, // 禁用 SCLK3A 输出 /* 切换到ch0（默认；可选） */ { 0xFF, 0x00 }, // 寄存器集选择 { 0x33, 0x10 }, // 检测中的视频 { 0x4A, 0xA8 }, // 检测中的视频 { 0x00, 0x20 }, // internal use* { 0x06, 0x08 }, // internal use* { 0x07, 0x63 }, // 高清格式 { 0x2A, 0x01 }, // 滤波器控制 { 0x3A, 0x24 }, // 在SAV/EAV代码中插入通道ID { 0x3F, 0x10 }, // 通道ID { 0x4C, 0x37 }, // 均衡器 { 0x4F, 0x03 }, // 同步控制 { 0x50, 0x03 }, // 1080p分辨率 { 0x56, 0x02 }, // 144M 和 BT656模式 { 0x5F, 0x44 }, // 消隐电平 { 0x63, 0xF8 }, // 滤波器控制 { 0x59, 0x00 }, // 扩展寄存器存取 { 0x5A, 0x48 }, // 扩展寄存器的数据 { 0x58, 0x01 }, // 启用扩展寄存器写入 { 0x59, 0x33 }, // 扩展寄存器存取 { 0x5A, 0x23 }, // 扩展寄存器的数据 { 0x58, 0x01 }, // 启用扩展寄存器写入 { 0x51, 0xF4 }, // 比例因子1 { 0x52, 0x29 }, // 比例因子2 { 0x53, 0x15 }, // 比例因子3 { 0x5B, 0x01 }, // H-标度控制 { 0x5E, 0x08 }, // 启用H缩放控制 { 0x6A, 0x87 }, // H-标度控制 { 0x28, 0x92 }, // 剪裁 { 0x03, 0x80 }, // 饱和 { 0x04, 0x80 }, // 颜色 { 0x05, 0x04 }, // 尖锐 { 0x57, 0x23 }, // 黑色/白色拉伸 { 0x68, 0x00 }, // coring { 0x37, 0x33 }, // { 0x61, 0x6C }, // #ifdef USE_BLUE_SCREEN { 0x3A, 0x24 }, // AHD 断开链接时，屏幕为蓝色 #else { 0x3A, 0x2C }, // AHD 断开链接时，屏幕为黑色 { 0x3B, 0x00 }, // { 0x3C, 0x80 }, // { 0x3D, 0x80 }, // #endif { 0x2E, 0x30 }, // 强制不播放视频 { 0x2E, 0x00 }, // 回归平常 /* mipi 连接 */ { 0xFF, 0x09 }, // 切换到 mipi tx1 { 0x00, 0x03 }, // enable bias { 0xFF, 0x08 }, // 切换到 mipi csi1 { 0x04, 0x03 }, // csi1 和 tx1 重置 { 0x6C, 0x11 }, // 禁用 ch 输出，打开 ch0 #ifdef USE_MIPI_4LANES { 0x06, 0x7C }, // mipi 4 线 #else { 0x06, 0x4C }, // mipi 2 线 #endif { 0x21, 0x01 }, // 启用 hs 时钟 { 0x34, 0x06 }, // { 0x35, 0x0B }, // { 0x78, 0xC0 }, // ch0 的 Y/C 计数 { 0x79, 0x03 }, // ch0 的 Y/C 计数 { 0x6C, 0x01 }, // 启用 ch 输出 { 0x04, 0x00 }, // csi1 和 tx1 重置完成 { 0x20, 0xAA }, // #ifdef USE_MIPI_NON_CONTINUOUS_CLOCK { 0x07, 0x05 }, // 启用非连续时钟 #else { 0x07, 0x04 }, // 启用连续时钟 #endif { 0xFF, 0x0A }, // 切换到 mipi csi3 { 0x6C, 0x10 }, // 禁用 ch 输出；关闭 ch0~3 {REG_NULL, 0x00}, };注意： 其他格式的寄存器我这里就不附上了，可以参考代理商提供的头文件
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将配置信息存入帧列表中
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, } }; -
配置默认帧
在 rn6752_probe 函数中存入默认支持的帧列表，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; /* 设置默认宽度 */ format->height = rn6752->framesize_cfg[2].height; /* 设置默认高度 */ format->colorspace = V4L2_COLORSPACE_SRGB; /* 设置默认色彩空间为标准的 sRGB 色彩空间 */ format->code = rn6752_formats[0].code; /* 设置默认编码格式 */ format->field = V4L2_FIELD_NONE; /* 设置默认场模式 */ } /* rn6752_mipi_framesizes 是 rn6752 mipi 通信支持的所有帧格式 */ rn6752->framesize_cfg = rn6752_mipi_framesizes; rn6752->cfg_num = ARRAY_SIZE(rn6752_mipi_framesizes); /* 获取摄像头传感器支持的图像帧格式 */ rn6752_get_default_format(rn6752, &rn6752->format); rn6752->frame_size = &rn6752->framesize_cfg[2]; /* 设置帧大小 */ rn6752->format.width = rn6752->framesize_cfg[2].width; /* 设置宽度 */ rn6752->format.height = rn6752->framesize_cfg[2].height; /* 设置高度 */ rn6752->fps = DIV_ROUND_CLOSEST( rn6752->framesize_cfg[2].max_fps.denominator, rn6752->framesize_cfg[2].max_fps.numerator); /* 设置最大帧速率 */注意：
- 首先将所有支持的帧列表存入了 rn6752->framesize_cfg 中
- 将支持的列表数量存入 rn6752->cfg_num 中
- 将默认支持的帧格式和大小存入 rn6752->format 中，这个在用户空间可以查看
- 将默认支持的帧大小存入 rn6752->frame_size 中
- 将默认支持的帧率存入 rn6752->fps 中
- 以上这些默认变量将在后面的函数中经常用到，所以需要特别注意一下，不然很难理解数据从哪里来的
三、Media 设备节点
之前在 Media 子系统中提到过模块之间的关系查看命令media-ctl -p -d /dev/mediaX ，通过命令可以得到驱动中的一些信息，如下图所示
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Media 帧大小
Media 帧大小是在驱动初始化时，通过 rn6752_get_fmt 函数获取的，程序如下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); /* 获取i2c_client指针 */ struct rn6752 *rn6752 = to_rn6752(sd); /* 使用dev_dbg打印日志，显示当前函数进入 */ // dev_info(&client->dev, "%s enter\n", __func__); /* 条件成立时，表示要获取正在尝试的格式 */ if (fmt->which == V4L2_SUBDEV_FORMAT_TRY) { #ifdef CONFIG_VIDEO_V4L2_SUBDEV_API struct v4l2_mbus_framefmt *mf; /* 获取正在尝试的格式 */ 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 } /* 条件不成立时，表示要获取当前的格式 */ mutex_lock(&rn6752->lock); fmt->format = rn6752->format; mutex_unlock(&rn6752->lock); /* 使用dev_dbg打印日志，显示当前格式的代码值、宽度和高度 */ dev_dbg(&client->dev, "%s: %x %dx%d\n", __func__, rn6752->format.code, rn6752->format.width, rn6752->format.height); return 0; } -
帧格式判断
Media 设备是通过 rn6752_enum_frame_sizes 和 rn6752_enum_frame_interval 函数枚举了帧大小和帧率，这两个函数主要起到判断的作用，确实当前帧率是否是驱动支持的，程序如下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 ); /* 检查传入的 fie 结构体中的 index 字段是否超出了 rn6752 所支持的帧间隔配置数量（cfg_num） */ if (fie->index >= rn6752->cfg_num) return -EINVAL; /* 检查传入的 fie 结构体中的 code 字段是否与期望的媒体总线格式（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; /* 宽 */ fie->height = rn6752->framesize_cfg[fie->index].height; /* 高 */ fie->interval = rn6752->framesize_cfg[fie->index].max_fps; /* 最大帧率 */ return 0; } -
帧大小设置
可以通过 rn6752_set_fmt 函数设置帧的大小，程序如下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__); /* 根据传入的参数调整帧大小和帧速率，并返回适合的帧大小和帧速率 */ __rn6752_try_frame_size_fps(rn6752, mf, &size, rn6752->fps); /* 遍历rn6752_formats数组 */ while (--index >= 0) if (rn6752_formats[index].code == mf->code) break; if (index < 0) return -EINVAL; /* 色彩空间为sRGB，场为无 */ 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函数获取正在尝试的格式 */ *mf = fmt->format; #else return -ENOTTY; #endif } else { if (rn6752->streaming) { mutex_unlock(&rn6752->lock); return -EBUSY; } /* 分别设置为获取到的帧大小和传入的格式 */ rn6752->frame_size = size; rn6752->format = fmt->format; } mutex_unlock(&rn6752->lock); return 0; } -
帧间隔获取
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、总线编码格式
之前有提到过，RN6752 支持 DVP 和 MIPI 总线格式，所以可以在一个驱动中实现两个功能，这里我就是写了 MIPI 的通信方式，我目前对 DVP 也不了解，以后在补上。
刚好驱动中提供了两个函数可以获取驱动总线的格式，如下所示
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获取当前媒体总线配置的函数
static int rn6752_g_mbus_config(struct v4l2_subdev *sd, struct v4l2_mbus_config *config) { printk(KERN_INFO "rn6752_g_mbus_config................................................\n"); /* 总线类型是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; } -
枚举所有支持的媒体总线编码和格式
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、电源管理
摄像头每次开启和关闭时，都需要通过电源管理函数配置摄像头电源
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打印日志，显示当前函数和行号，并打印on参数的值 */
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、摄像头控制
由于这里我没有实现太多的控制功能，所以只实现了必要的两个控制，最主要的是复位时执行的 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、数据流控制
整个驱动最重要的便是流控制函数，通过此函数完成了摄像头的启动和停止
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;
/* 计算帧率和延迟时间 */
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： 摄像头驱动中并没有图像接收之类的关系，而数据流操作函数主要的作用是对芯片进行初始化，使摄像头进入工作模式。从上面的驱动程序可以看出，整个驱动并没有其他特别的功能，就是一个 I2C 控制功能，所以摄像头的驱动其实就是一个 I2C 驱动程序。
由于笔记内容有点多，这里我就不附上完成的驱动程序了，其次是驱动程序也比较简单，看完的小伙伴应该都能明白。主要的难度都在调试摄像头驱动上面，我也折腾了很久，有需要的小伙变可以看我后面的笔记
参考资料
- gc2145.c 和 imx335.c 驱动程序
- MIPI、CSI基础：http://681314.com/A/3SUXTEc3LN
- linux V4L2子系统——v4l2架构（1）：https://blog.csdn.net/u013836909/article/details/125359789
- Camera | 2.MIPI、CSI基础 (681314.com)：http://681314.com/A/3SUXTEc3LN
- linux v4l2-i2c 框架学习：https://blog.csdn.net/oqqYuJi12345678/article/details/93755475
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