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关键流程设计

3 Mar 2025
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初始化流程

DVP 驱动的初始化过程总体分为两大部分:

  1. 阶段一:由 probe() 接口完成资源申请、注册 subdev、注册 buf、注册 notifier 等操作。
  2. 阶段二:由 notifier 的 complete() 接口完成,需要等 Sensor 执行完初始化(其 probe()接口)后才能执行,完成的操作有:注册 device、注册 device、配置 link 等。

Probe 过程


dvp_probe_flow

1. DVP 驱动的注册过程
  • 初始化 media device。

  • 注册 subdev,提供 subdev_ops(其中定义了 pad_ops)。

  • 注册 pad,包括为 subdev 注册两个 pad:source + sink。为 device 注册一个 pad。

  • 注册 buf,初始化 vb2_queue,需要提供 vb2_ops(驱动相关)和 vb2_mem_ops(内存分配的回调)

  • 注册 V4L2 device,主要是将 DVP 的 dev 关联到 v4l2_device->dev

  • 注册 notifier,为了解决 Sensor 和 DVP 控制器之间的初始化顺序依赖问题,需要 DTS 中定义好 endpoint,并提供 notifier_ops。

初始化 notifier 时,会去调用 v4l2_fwnode_endpoint_parse ()解析 DTS 中关于 endpoint 中的配置,包括 bus-type(BT656 等)、极性等,将这些信息保存在 vep->bus 中(在 aic_dvp->bus 需要有备份)。

notifier 初始化过程

在 Sensor 的 probe() 过程中也会调用 Notifier 注册,因为 DTS 中两个设备用 remote-endpoint 已经有关联,DVP 驱动注册过的 notifier_ops->bound() 接口首先会被触发,对方(Sensor)会传过来一个 pad 编号,DVP 将其记录下来方便后续使用(调用 Sensor 的 subdev 接口完成 stream 启动、停止操作)。


v4l2_notify_call

2. V4L2 中 notify 的调用过程

随后,DVP 的 notifier_ops->complete() 接口也会被触发调用,DVP 驱动中完成后续的初始化,包括:


v4l2_notify_complete

3. V4L2 中 notify 的 complete 处理流程
  • 关联 v4l2_device 和 subdev

  • 注册 video device,

  • 注册 media device

  • 创建 pad 之间的 link,会用到 media_link 结构

注:

media device 出现了两次,是为了在所有 media graph 完全初始化之前就可以提供 media device 给用户态空间。所以一开始先用一部分 entity 初始化 media device。

其中:

  • Master 设备执行 probe 函数的时候,先使用 component_match_add() 接口声明一个 match 队列。

  • 然后,使用 component_master_add_with_match 函数将自己作为 master 注册到 component 框架。

  • 各 component slave 设备执行 probe 函数的时候,仅使用 component_add()完成 slave 注册。

  • 以上各模块的 probe()函数调用先后顺序并不影响。

  • 各个 component 都要实现自己的 bind()和 unbind()接口(struct component_ops),component 框架在判断所有 match 队列中的模块都完成了 probe,就会按 先 slave、后 master 的去调用他们的 bind() 接口。而各模块真正的初始化动作都是在各自的 bind() 中去实现。

  • 在执行各 bind() 接口时,各 slave 间的先后顺序和 match 队列一致。Component 保证 master 最后执行。

  • aicfb->bind() 中,主要完成 Framebuffer 申请、fb 设备注册、使能 UI 图层、使能 panel 等动作。

Buf 管理

DVP 的 Buf 管理需要用到 V4L2 框架提供的 Video queue 机制外,还需要用到 dma-buf 和 CMA(详见 DE 设计文档中的描述)。

对于每一帧图像数据来说,DVP 的输出有两个 plane:Y 和 UV。针对 DVP 的两种输出格式:YUV422_COMBINED_NV16 和 YUV420_COMBINED_NV12,两个 plane 的空间大小如下表:

-

YUV422_COMBINED_NV16

YUV420_COMBINED_NV12

Plane Y

Width * height

Width * height

Plane UV

Width * height

Width * height / 2

根据前面对“Buf 队列管理”的分析可知:我们要分配的内存空间至少要有 3 个 Buf,每个 Buf 有两个 Plane。

对应到 Buf 的 ioctl 接口,我们要用到 _MPLANE 结尾的接口。

注册 video queue 时提需要提供 vb2_ops,其中需要 DVP 驱动实现的有五个接口:

  • queue_setup

    在 APP 发起申请 buf 时调用,这里面主要设置 plane 个数、各 plane 的大小。

  • buf_prepare 和 buf_queue

    在 APP 每次调用 QBuf 时会调用,分别完成获取 Buf 物理地址、同步 Qbuf list 的处理。

  • Stream start 和 stream stop

    启动和停止媒体数据(处理流程详见下节描述)。

Stream 启动流程

Stream 的启动是由 APP 发起的,APP 通过 ioctl 接口传入命令 VIDIOC_STREAMON(相应的,停止的命令是 VIDIOC_STREAMOFF)。


dvp_stream_on

4. DVP 驱动中 Stream 启动过程

Stream 的停止流程相对简单很多,会调用到 Sensor 的停止传输接口:


dvp_stream_off

5. DVP 驱动中 Stream 停止过程