MTK 平台Camera 驱动架构

 android  将系统大致分为应用层、库文件和硬 件抽象层、Linux  内核三层。在底层的内核空间，Camera 的driver 将其驱动起来以后，将硬 件驱动的接**给硬件抽象层，android 上层的Camera 应用程序在android 实时系统中的虚 拟机中，加载android 留给Camera 公用的一些库文件，调用硬件抽象层的接口来控制Camera 硬件来实现功能。当然，如果是Raw 模式的Camera ，还需要在硬件抽象层调用一些参数来 控制Camera 的效果。      一般在 Linux 设备驱动模型中，我们只需要关心总线、设备、驱动这三个实体。总线会充当红娘对加载于其上的设备与驱动进行配对，对于 Camera 模块也不例外，下面从总线、设备、驱动的角度来分析 Camera 模块驱动的注册、匹配与加载过程。a)驱动的注册：在（ \custom\common\kernel\imgsensor\src\Kd_sensorlist.c） CAMERA_HW_i2C_init 这个函数里通过Platform_driver_register(&g_stCAMERA_HW_Driver)把 Camera 模块驱动注册到 Platform 总线上。而 g_stCAMERA_HW_Driver 是对结构体 Platform_driver 这个结构体的填充。(Kernel\include\linux\Platform_device.h)Platform_driver 这个结构体包含 Probe（）、 Remove（）等函数来完成驱动的填充。b)设备的注册：对 platform_device 的定义通常在 BSP 的板级文件（ kernel\arch\sh\boards\mach-ap325rxa\Setup.c）中实现，在板级文件中，将 platform_device归纳为一个数组，最终通过 platform_add_device()函数统一注册： c)总线的匹配：既 然 是 驱 动 Platform_device 那 对 应 的 设 备 必 然 是 挂 载 Platform 总 线 上 的Platform_device， Platform 总线是 Linux 系统提供的一种机制，不同于 I2C、 I2S 等总线，它是一种虚拟的总线。Linux 系统为 Platform 总线定义了一个 bus_type 的实例 Platform_bus_type：（ Kernel\drivers\base\platform.c）Platform 总线通过 platform_match 这个成员函数来确定 platform_device 与 platform_driver 如何进行匹配：Camera驱动工作流程：从上图可以清晰的了解到 Camera 的一个工作流程主要分为这么七步：1. 打开 Camera Power LDO，让 Camera 有能量保证。2. 打开 IIC，设置 PDN 引脚，使 Camera 退出出 Standby 模式，按照要求让 Reset 脚做一个复位动作。3. 读一下 sensor 的版本 ID，这样可以让你确认是否连接上你想要的 sensor。4. 对 Sensor 进行初始化下载最基本的参数让 Sensor 工作起来，可能包括软复位。5. 下载 preview 的参数，为预览动作准备。6. 下载 Capture 的参数，为拍照动作准备。7. 设置 PDN 引脚,使 Sensor 进入 Standby 模式，或者关掉 LDO 等动作，退出 Camera。我们都知道， Linux 内核是通过模块的机制来加载设备驱动的，那么接下来我们就从设备模块加载的角度来看下 Camera 工作流程的驱动代码是如何工作的。在-alps\mediatek\custom\common\kernel\imgsensor\src\kd_sensorlist.c 中可以看到：module_init(CAMERA_HW_i2C_init);module_exit(CAMERA_HW_i2C_exit);在这里 Linux 内核加载和卸载 Camera 模块static struct platform_driver g_stCAMERA_HW_Driver = {.probe = CAMERA_HW_probe,.remove = CAMERA_HW_remove,.suspend = CAMERA_HW_suspend,.resume = CAMERA_HW_resume,.driver = {.name = "image_sensor",.owner = THIS_MODULE,}};Camera 模块初始化开始向总线注册驱动，在 Platform_driver 的成员函数.probe()中， 通过 i2c_add_driver(&CAMERA_HW_i2c_driver)向 I2C 申请，而 CAMERA_HW_i2c_driver 这个结构体里填充的是将 Camera 作为一个字符设备在 I2C 上进行注册：struct i2c_driver CAMERA_HW_i2c_driver = {    .probe = CAMERA_HW_i2c_probe,    .remove = CAMERA_HW_i2c_remove,    .driver.name = CAMERA_HW_DRVNAME1,    .id_table = CAMERA_HW_i2c_id,};/******************************************************************************* * i2c relative start********************************************************************************//******************************************************************************** CAMERA_HW_i2c_probe********************************************************************************/static int CAMERA_HW_i2c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id){    int i4RetValue = 0;    PK_DBG("[CAMERA_HW] Attach I2C \n");    //get sensor i2c client    spin_lock(&kdsensor_drv_lock);    g_pstI2Cclient = client;    //set I2C clock rate    g_pstI2Cclient->timing = 300;//200k    spin_unlock(&kdsensor_drv_lock);    //Register char driver    i4RetValue = RegisterCAMERA_HWCharDrv();    if(i4RetValue){        PK_ERR("[CAMERA_HW] register char device failed!\n");        return i4RetValue;    }    //spin_lock_init(&g_CamHWLock);    PK_DBG("[CAMERA_HW] Attached!! \n");    return 0;}在 RegisterCAMERA_HWCharDrv（） 中cdev_init(g_pCAMERA_HW_CharDrv, &g_stCAMERA_HW_fops);对设备进行初始化，并将g_stCAMERA_HW_fops 这个文件操作函数作为上层对 Camera 设备操作的接口留给上层进行调用：static const struct file_operations g_stCAMERA_HW_fops ={    .owner = THIS_MODULE,    .open = CAMERA_HW_Open,    .release = CAMERA_HW_Release,    .unlocked_ioctl = CAMERA_HW_Ioctl};其中成员函数 open（）只是初始化一个原子变量留给系统调用。 ioctl（）才是整个 Camera驱动的入口：CAMERA_HW_Ioctl（）是上层文件操作系统操作底层硬件的方法，它先对 Camera 需要的Buffer 做一个初始化，然后建立对 Cameraopen、 getinfo 等操作的接口：/******************************************************************************** CAMERA_HW_Ioctl********************************************************************************/static long CAMERA_HW_Ioctl(    struct file * a_pstFile,    unsigned int a_u4Command,    unsigned long a_u4Param){    int i4RetValue = 0;    void * pBuff = NULL;    u32 *pIdx = NULL;    mutex_lock(&kdCam_Mutex);    if(_IOC_NONE == _IOC_DIR(a_u4Command)) {    }    else {        pBuff = kmalloc(_IOC_SIZE(a_u4Command),GFP_KERNEL);        if(NULL == pBuff) {            PK_DBG("[CAMERA SENSOR] ioctl allocate mem failed\n");            i4RetValue = -ENOMEM;            goto CAMERA_HW_Ioctl_EXIT;        }        if(_IOC_WRITE & _IOC_DIR(a_u4Command)){            if(copy_from_user(pBuff , (void *) a_u4Param, _IOC_SIZE(a_u4Command))) {                kfree(pBuff);                PK_DBG("[CAMERA SENSOR] ioctl copy from user failed\n");                i4RetValue =  -EFAULT;                goto CAMERA_HW_Ioctl_EXIT;            }        }    }    pIdx = (u32*)pBuff;    switch(a_u4Command) {#if 0        case KDIMGSENSORIOC_X_POWER_ON:            i4RetValue = kdModulePowerOn((CAMERA_DUAL_CAMERA_SENSOR_ENUM) *pIdx, true, CAMERA_HW_DRVNAME);            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_POWER_OFF:            i4RetValue = kdModulePowerOn((CAMERA_DUAL_CAMERA_SENSOR_ENUM) *pIdx, false, CAMERA_HW_DRVNAME);            break;#endif        case KDIMGSENSORIOC_X_SET_DRIVER:            i4RetValue = kdSetDriver((unsigned int*)pBuff);            break;        case KDIMGSENSORIOC_T_OPEN:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_Open();            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_GETINFO:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_GetInfo(pBuff);            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_GETRESOLUTION:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_GetResolution(pBuff);            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_FEATURECONCTROL:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_FeatureControl(pBuff);            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_CONTROL:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_Control(pBuff);            break;        case KDIMGSENSORIOC_T_CLOSE:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_Close();            break;        case KDIMGSENSORIOC_T_CHECK_IS_ALIVE:            i4RetValue = adopt_CAMERA_HW_CheckIsAlive();            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_GET_SOCKET_POS:            i4RetValue = kdGetSocketPostion((unsigned int*)pBuff);            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_SET_I2CBUS:            //i4RetValue = kdSetI2CBusNum(*pIdx);            break;        case KDIMGSENSORIOC_X_RELEASE_I2C_TRIGGER_LOCK:            //i4RetValue = kdReleaseI2CTriggerLock();            break;    default :    PK_DBG("No such command \n");    i4RetValue = -EPERM;    break;    }    if(_IOC_READ & _IOC_DIR(a_u4Command)) {        if(copy_to_user((void __user *) a_u4Param , pBuff , _IOC_SIZE(a_u4Command))) {            kfree(pBuff);            PK_DBG("[CAMERA SENSOR] ioctl copy to user failed\n");            i4RetValue =  -EFAULT;            goto CAMERA_HW_Ioctl_EXIT;        }    }    kfree(pBuff);CAMERA_HW_Ioctl_EXIT:    mutex_unlock(&kdCam_Mutex);    return i4RetValue;}通过判断 Sensor 状态的逻辑值来进行具体的操作， 对于这个值的定义在：Mediatek\custom\common\kernel\imgsensor\inc\Kd_imgsensor.h 中//sensorOpen//This command will TBD#define KDIMGSENSORIOC_T_OPEN            _IO(IMGSENSORMAGIC,0)//sensorGetInfo//This command will TBD#define KDIMGSENSORIOC_X_GETINFO            _IOWR(IMGSENSORMAGIC,5,ACDK_SENSOR_GETINFO_STRUCT)//sensorGetResolution//This command will TBD#define KDIMGSENSORIOC_X_GETRESOLUTION      _IOWR(IMGSENSORMAGIC,10,ACDK_SENSOR_RESOLUTION_INFO_STRUCT)//sensorFeatureControl//This command will TBD#define KDIMGSENSORIOC_X_FEATURECONCTROL    _IOWR(IMGSENSORMAGIC,15,ACDK_SENSOR_FEATURECONTROL_STRUCT)//sensorControl//This command will TBD#define KDIMGSENSORIOC_X_CONTROL            _IOWR(IMGSENSORMAGIC,20,ACDK_SENSOR_CONTROL_STRUCT)//sensorClose//This command will TBD#define KDIMGSENSORIOC_T_CLOSE            _IO(IMGSENSORMAGIC,25)//sensorSearch #define KDIMGSENSORIOC_T_CHECK_IS_ALIVE     _IO(IMGSENSORMAGIC, 30) //set sensor driver#define KDIMGSENSORIOC_X_SET_DRIVER         _IOWR(IMGSENSORMAGIC,35,SENSOR_DRIVER_INDEX_STRUCT)//get socket postion#define KDIMGSENSORIOC_X_GET_SOCKET_POS     _IOWR(IMGSENSORMAGIC,40,u32)//set I2C bus #define KDIMGSENSORIOC_X_SET_I2CBUS     _IOWR(IMGSENSORMAGIC,45,u32)//set I2C bus #define KDIMGSENSORIOC_X_RELEASE_I2C_TRIGGER_LOCK     _IO(IMGSENSORMAGIC,50)//Set Shutter Gain Wait Done#define KDIMGSENSORIOC_X_SET_SHUTTER_GAIN_WAIT_DONE   _IOWR(IMGSENSORMAGIC,55,u32)//HDR//set mclk#define KDIMGSENSORIOC_X_SET_MCLK_PLL         _IOWR(IMGSENSORMAGIC,60,ACDK_SENSOR_MCLK_STRUCT)在 KdSetDriver（）中通过判断 name 和 ID 匹配具体型号的 sensor 的驱动，判断它是主摄还是次摄，并对它进行初始化：/******************************************************************************** kdSetDriver********************************************************************************/int kdSetDriver(unsigned int* pDrvIndex){    ACDK_KD_SENSOR_INIT_FUNCTION_STRUCT *pSensorList = NULL;    u32 drvIdx[KDIMGSENSOR_MAX_INVOKE_DRIVERS] = {0,0};    u32 i;    PK_XLOG_INFO("pDrvIndex:0x%08x/0x%08x \n",pDrvIndex[KDIMGSENSOR_INVOKE_DRIVER_0],pDrvIndex[KDIMGSENSOR_INVOKE_DRIVER_1]);    //set driver for MAIN or SUB sensor    if (0 != kdGetSensorInitFuncList(&pSensorList))    {        PK_ERR("ERROR:kdGetSensorInitFuncList()\n");        return -EIO;    }    for ( i = KDIMGSENSOR_INVOKE_DRIVER_0; i        //        spin_lock(&kdsensor_drv_lock);        g_bEnableDriver[i] = FALSE;        g_invokeSocketIdx[i] = (CAMERA_DUAL_CAMERA_SENSOR_ENUM)((pDrvIndex[i] & KDIMGSENSOR_DUAL_MASK_MSB)>>KDIMGSENSOR_DUAL_SHIFT);spin_unlock(&kdsensor_drv_lock);        drvIdx[i] = (pDrvIndex[i] & KDIMGSENSOR_DUAL_MASK_LSB);        //        if ( DUAL_CAMERA_NONE_SENSOR == g_invokeSocketIdx[i] ) { continue; }/*if( DUAL_CAMERA_MAIN_2_SENSOR == g_invokeSocketIdx[i] ) {spin_lock(&kdsensor_drv_lock);gI2CBusNum = SUPPORT_I2C_BUS_NUM2;spin_unlock(&kdsensor_drv_lock);PK_XLOG_INFO("kdSetDriver: switch I2C BUS2\n");}else {spin_lock(&kdsensor_drv_lock);gI2CBusNum = SUPPORT_I2C_BUS_NUM1;spin_unlock(&kdsensor_drv_lock);PK_XLOG_INFO("kdSetDriver: switch I2C BUS1\n");}*///ToDo: remove print informationPK_XLOG_INFO("[kdSetDriver] i,g_invokeSocketIdx[%d] = %d :\n",i,i,drvIdx[i]);PK_XLOG_INFO("[kdSetDriver] i,drvIdx[%d] = %d :\n",i,i,drvIdx[i]);        //        if ( MAX_NUM_OF_SUPPORT_SENSOR > drvIdx[i] ) {            if (NULL == pSensorList[drvIdx[i]].SensorInit) {           PK_ERR("ERROR:kdSetDriver()\n");           return -EIO;       }            pSensorList[drvIdx[i]].SensorInit(&g_pInvokeSensorFunc[i]);            if (NULL == g_pInvokeSensorFunc[i]) {                PK_ERR("ERROR:NULL g_pSensorFunc[%d]\n",i);            return -EIO;       }            //            spin_lock(&kdsensor_drv_lock);            g_bEnableDriver[i] = TRUE;            g_CurrentInvokeCam = g_invokeSocketIdx[i];spin_unlock(&kdsensor_drv_lock);       //get sensor name            memcpy((char*)g_invokeSensorNameStr[i],(char*)pSensorList[drvIdx[i]].drvname,sizeof(pSensorList[drvIdx[i]].drvname));        //return sensor ID            //pDrvIndex[0] = (unsigned int)pSensorList[drvIdx].SensorId;            PK_XLOG_INFO("[kdSetDriver] :[%d][%d][%d][%s][%d]\n",i,g_bEnableDriver[i],g_invokeSocketIdx[i],g_invokeSensorNameStr[i],sizeof(pSensorList[drvIdx[i]].drvname));        }    }    return 0;}typedef struct{MUINT32 SensorId;MUINT8  drvname[32];    MUINT32 (* SensorInit)(PSENSOR_FUNCTION_STRUCT *pfFunc);} ACDK_KD_SENSOR_INIT_FUNCTION_STRUCT, *PACDK_KD_SENSOR_INIT_FUNCTION_STRUCT;通过 NAME 和 ID 匹配完成后会将 PSENSOR_FUNCTION_STRUCT *pfFunc 这个结构体匹配到具体型号的驱动代码中：SENSOR_FUNCTION_STRUCT SensorFuncGC0329YUV={GC0329Open,GC0329GetInfo,GC0329GetResolution,GC0329FeatureControl,GC0329Control,GC0329Close};到这里，整个 Camera 驱动从总线注册到完成具体 sensor 的初始化的流程就完成了，CAMERA_HW_Ioctl（）中其他的 ioctl 操作函数最后都会在$sensor$_sensor.c 中实现。