ov9650摄像头驱动之——linux内核v4l2架构分析2

NO.2 Camera解码器、控制器

 

1.根据camera控制器的描述，图像传输有两个DMA通道，我们用的是C通道，所以先将DMA内存初始化，因为在V4L2操作中有把VIDIOC_REQBUFS中分配的数据缓存转换成物理地址的操作

所以DMA在用之前要初始化，包括实际物理地址的计算

init_image_buffer(camera_dev);// 初始化

 

 

 

static int __inline__ init_image_buffer(struct s5pc100_camera_device *cam)

{

unsigned long size;

unsigned int order;

cam->frame = img_buff;

 

size = MAX_WIDTH * MAX_HEIGHT * formats[3].depth / 8; //sizeof image buffer is 600KBytes 

 

 

printk("each image buffer is %dKBytes.\n", (int)(size/1024));

 

order = get_order(size); //系统函数，size应该是2的n次幂，内存按页分配

img_buff[0].order = order;

img_buff[0].virt_base = __get_free_pages(GFP_KERNEL|GFP_DMA, img_buff[0].order);//申请DMA空间，该函数可分配多个页并返回分配内存的首地址，分配的页数为2的order次幂，分配的页也不清零。order允许的最大值是10（即1024页）或者11（即2048页），具体依赖于硬件平台。

img_buff[0].img_size = size;

img_buff[0].phy_base = img_buff[0].virt_base - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET;// the DMA address.申请的DMA的物理地址，怎么计算的呢？首先要减去PAGE_OFFSET

why?因为在linux系统中，进程的4G空间被分为用户空间和内核空间两部分，用户空间的地址一般分布为0-3G（即RAGE_OFFSET）,这样剩下的3-4G为内核空间，然后再加上 +PHYS_OFFSET（这个是由具体的cpu决定的，RAM的物理起始地址），这样的话phy_base就对应上了真正的物理地址

printk("get pages for img_buff[0..3] done.\n");

return 0;

error0:

return -ENOMEM;

}

 

 

 

 

2.camera控制器的初始化

 

• 图像源的格式设置
• window cut的设置
• 目标图像格式的设置
• 图像的缩放、旋转设置
• （可选，如果是用本地LCD显示的话）将输出buffer地址定位在Framebuffer显存地址中（即内存重叠，这样的话LCD就能直接显示了），因为这里没用到LCD，所以这个就省略

 

具体代码：

 

init_camif_config(camera_dev);

 

static void init_camif_config(struct s5pc100_camera_device* c)

{

struct s5pc100_camera_device*cam = c;

 

cam->format = 3;// FIXME, C-path default format, see formats[] for detail.选择C通道

 

 

cam->srcHsize = 640;//  FIXME, the OV9650's horizontal output pixels.设置图像源的大小

 

cam->srcVsize = 480;// FIXME, the OV9650's verical output pixels.

 

设置图像源的大小

 

 

 

 

 

cam->wndHsize = 640;

 

cam->wndVsize = 480; //window cut的设置

 

cam->targetHsize = cam->wndHsize;//

目标图像格式的设置,与window图像重叠，全覆盖

 

cam->targetVsize = cam->wndVsize;

旋转没有设置

到目前为止，只是填充了cam的数据，但是camera控制器的源地址寄存器、目的地址寄存器都还没有配置

这两个寄存器的配置依赖于上面初始化的参数

 

update_camera_config(cam, (u32)-1);//这个函数中集成了一个函数，这个函数就是配置两个寄存器的操作

 

}

 

static void update_camera_config (struct s5pc100_camera_device *c, u32 cmdcode)

{

struct s5pc100_camera_device *cam = c;

update_camera_regs(cam);// config the regs directly.封装了下面的两个函数，其实没必要

}

 

static void __inline__ update_camera_regs(struct s5pc100_camera_device * cam)

{

update_source_fmt_regs(cam);

update_target_fmt_regs(cam);

}

 

 

 

初始化source寄存器

static void __inline__ update_source_fmt_regs(struct s5pc100_camera_device *c)
{
struct s5pc100_camera_device *cam = c;
u32 cfg;
 
cfg = (1<<31)// ITU-R BT.601 YCbCr 8-bit mode
|(0<<30)// CB,Cr value offset cntrol for YCbCr
|(640<<16)// target image width
|(0<<14)// input order is YCbYCr
|(640<<0);// source image height
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CISRCFMT);    //0xEE20_0000 + 0000_0000 图像源地址
printk("S5PC100_CIGCFMT = %x\n", readl(cam->reg_base + S5PC100_CISRCFMT));
 
cfg = (1<<15)
|(1<<14)
|(1<<30)
|(1<<29);
 
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CIWDOFST);///0xEE20_0000 + 0000_0004 清缓存fifo
cfg = (1<<26)
|(1<<29)
|(1<<16)
|(1<<7)
|(0<<0);
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CIGCTRL);///0xEE20_0000 + 0000_0008全局变量控制寄存器，包含了使能IRQ中断等操作
printk("S5PC100_CIGCTRL = %x\n", readl(cam->reg_base + S5PC100_CIGCTRL));
writel(0, cam->reg_base + S5PC100_CIWDOFST2);//0xEE20_0000 + 0000_0014窗口偏移寄存器
printk("OV9650_VGA mode\n");
}
 

 

初始化目的寄存器

static void __inline__ update_target_fmt_regs(struct s5pc100_camera_device * cam)
{
u32 cfg;
u32 h_shift;
u32 v_shift;
u32 prescaler_v_ratio;
u32 prescaler_h_ratio;
u32 main_v_ratio;
u32 main_h_ratio;
switch (formats[cam->format].pixelformat)
{
case V4L2_PIX_FMT_RGB565:
case V4L2_PIX_FMT_RGB24:
case V4L2_PIX_FMT_YUV420:
case V4L2_PIX_FMT_YUYV:
/* YCbCr 1 plane*/
printk("format V4L2_PIX_FMT_YUYV");
writel(img_buff[0].phy_base, cam->reg_base + S5PC100_CIOYSA1);//
 0xEE20_0000 + 0000_0018 
DMAY1输出开始地址寄存器
            将配置好的DMA物理开始地址赋给上述寄存器                                                                       
/* CIPRTRGFMT. */
cfg = (2 << 29) | (cam->targetHsize << 16)| (cam->targetVsize << 0)|(1<<13)|(1<<14)|(1<<15);
将cam里已经初始化好的大小信息移位，写入对应的位置
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CITRGFMT);    //
 0xEE20_0000 + 0000_0048 目标格式寄存器
/* CISCPRERATIO. */
calculate_prescaler_ratio_shift(cam->srcHsize, cam->targetHsize, &prescaler_h_ratio, &h_shift);//将源的横坐标进行压缩，返回 压缩率和移位数
calculate_prescaler_ratio_shift(cam->srcVsize, cam->targetVsize, &prescaler_v_ratio, &v_shift);//将源的纵坐标进行压缩
 
main_h_ratio = (cam->srcHsize << 8) / (cam->targetHsize << h_shift);
main_v_ratio = (cam->srcVsize << 8) / (cam->targetVsize << v_shift);
 
cfg = ((10 - (h_shift + v_shift)) << 28) | (prescaler_h_ratio << 16) | (prescaler_v_ratio << 0);       //移位因子，即共移位多少次
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CISCPRERATIO);//
 0xEE20_0000 + 0000_0050缩放比例寄存器，实现了图像的缩放处理
 
cfg = (cam->targetHsize << 16) | (cam->targetVsize << 0);
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CISCPREDST); //
 0xEE20_0000 + 0000_0054
最初的目的定位寄存器
 
cfg = (main_h_ratio << 16) | (main_v_ratio << 0);
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CISCCTRL); //main-scaler control Reg的配置
 
cfg = cam->targetVsize * cam->targetHsize;        //长*宽，0-27位，满足了
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_CITAREA);//输出目标区域大小寄存器
 
cfg = (cam->targetVsize << 0) | (cam->targetHsize << 16);
writel(cfg, cam->reg_base + S5PC100_ORGOSIZE); //
0xEE20_0000 + 0000_0184 
DMA图像开始坐标寄存器
break;
 
}
}
下面的函数的意思是:传进来两个参数，一个是源的大小，另个是目的的大小，如果源是目标的64倍以上就错了，否则进行缩放，即源的大小是目标的32-64倍之间，就返回ratio（缩放比例）和shift（2的多少次幂），缩放比例是2的多少次幂，这样做的目的是方便移位，因为移位都是2的倍数
int calculate_prescaler_ratio_shift(unsigned int SrcSize, unsigned int DstSize, unsigned int*ratio,unsigned int  *shift)
{
if(SrcSize>=64*DstSize) {
return -EINVAL;
}
else if(SrcSize>=32*DstSize) {
*ratio=32;
*shift=5;
}
else if(SrcSize>=16*DstSize) {
*ratio=16;
*shift=4;
}
else if(SrcSize>=8*DstSize) {
*ratio=8;
*shift=3;
}
else if(SrcSize>=4*DstSize) {
*ratio=4;
*shift=2;
}
else if(SrcSize>=2*DstSize) {
*ratio=2;
*shift=1;
}
else {
*ratio=1;
*shift=0;
} 
return 0;
}