基于V4L2框架的linux驱动程序编写

6467T Vpif的V4L2 linux驱动程序框架

在linux中，使用V4L2框架来管理视频采集设备。V4L2框架主要包括两层：V4L2Device和V4L2 Subdevice，其中V4L2 Device是虚拟的设备，用以管理V4L2 Subdevice，而Subdevice才是真正的物理设备，例如各种视频AD芯片和sensor等。

从上图可以看出，对于imagesensor的驱动程序编写有两种方式，一种是直接将imagesensor作为video_device，另一种是将其作为subdevice供上一层调用。考虑到如果将imagesensor直接作为video_device来编写驱动程序的话，那需要自己处理一些内存管理的问题，这比较复杂，所以我们采用第二种方法。

编写image sensor驱动程序

由于Linux中已经有了用于视频设备驱动程序的V4L2框架，在编写sensor驱动程序时，主要功能就是对其进行初始化以及编写一些API函数。

首先，作为V4L2 subdevice，在sensor的驱动程序中的以下函数是必须实现的。

函数名

功能

__init int e2v570_mod_init()

模块初始化

__exit void e2v570_mod_exit()

模块退出时清理内存

e2v570_probe()

注册时对设备进行探测

e2v570_remove()

移除设备时运行

 

然后，由于vpif要调用sensor驱动程序，这过程中又会使用到另外一些函数，主要包括以下部分。

函数名

功能

e2v570_querystd()

查询sensor支持的视频格式

e2v570_s_stream()

使能/关闭sensor输出

e2v570_cropcap()

获取视频的裁剪功能

e2v570_s_std()

设置sensor输出的视频格式

 

另外，由于e2v570是使用SPI总线访问其寄存器，所以还需要编写寄存器访问函数，主要包括以下部分。

函数名

功能

reg_read()

读e2v570寄存器

reg_write()

写e2v570寄存器

e2v570_write_array()

向e2v570写一系列寄存器

reg_write16()

写16位寄存器

 

编写完所有基本API函数之后，使用以下代码将这些API函数传递给一些结构体，然后就可以实现内核的统一管理所有驱动程序。

// v4l2 子设备的视频操作函数static const struct v4l2_subdev_video_ops e2v570_subdev_video_ops = {         .querystd = e2v570_querystd,         .s_stream = e2v570_s_stream,         .cropcap  = e2v570_cropcap,};// v4l2子设备的核心操作函数static const struct v4l2_subdev_core_ops e2v570_subdev_core_ops = {         .s_std        = e2v570_s_std,         .g_chip_ident = e2v570_g_chip_ident,};// v4l2子设备的所有APIstatic const struct v4l2_subdev_ops e2v570_subdev_ops = {         .core         = & e2v570_subdev_core_ops,         .video        = & e2v570_subdev_video_ops,}; // 用于spi驱动程序的结构体，定义e2v570的spi设备ID，并添加到spi设备表static const struct spi_device_id e2v570_id[] = {         { " e2v570", 0 },         { }};MODULE_DEVICE_TABLE(spi, e2v570_id);//spi设备的驱动程序函数static struct spi_driver e2v570_ spi _driver = {         .driver = {                   .owner = THIS_MODULE,                   .name = " e2v570",         },         .probe                = e2v570_probe,         .remove            = e2v570_remove,         .id_table  = e2v570_id,};// 定义模块初始化和退出时运行的函数module_init(e2v570_mod_init);module_exit(e2v570_mod_exit);

系统上电时，内核在内存中解压并运行，这时首先会调用e2v570驱动程序中的初始化函数e2v570_mod_init()，添加spi设备及spi设备驱动程序，然后VPIF驱动程序初始化时会调用e2v570驱动程序中的e2v570_probe()函数，对e2v570进行一系列的初始化，并且注册为V4L2子设备。