Linux3.X下的Samsung MFC（Multi Format Codec） Firmware

作者：咕唧咕唧liukun321

来自：http://blog.csdn.net/liukun321

三星系列处理器，从S3c6410开始SOC上就集成了一个MFC（Multi Format Codec）多格式媒体编解码器硬件模块。并且三星的linux BSP开源了对它的驱动。看过MFC驱动的朋友，肯定发现了，在驱动初始化过程中，内核需要加载一个Samsung MFC 固件。没有它MFC是用不了的。下面我们就看看，这个固件是怎么和内核联系起来的。从哪能获得固件。

先看MFC固件的加载，这个过程如下，以exynos4412 Linux 3.5 的BSP为例，在linux-3.5\drivers\media\video\s5p-mfc\s5p_mfc.c：

static int s5p_mfc_open(struct file *file)
{
         structs5p_mfc_dev *dev = video_drvdata(file);
         structs5p_mfc_ctx *ctx = NULL;
         structvb2_queue *q;
         unsignedlong flags;
         intret = 0;
         exynos_cpufreq_lock_freq(1,MAX_CPU_FREQ);
#ifdef CONFIG_BUSFREQ_OPP
         dev_lock(dev->bus_dev,dev->device, BUSFREQ_400MHZ);
#endif

         mfc_debug_enter();
         dev->num_inst++;   /* It is guarded by mfc_mutex in vfd */
         /*Allocate memory for context */
         ctx= kzalloc(sizeof *ctx, GFP_KERNEL);
         if(!ctx) {
                   mfc_err("Notenough memory\n");
                   ret= -ENOMEM;
                   gotoerr_alloc;
         }
         v4l2_fh_init(&ctx->fh,video_devdata(file));
         file->private_data= &ctx->fh;
         v4l2_fh_add(&ctx->fh);
         ctx->dev= dev;
         INIT_LIST_HEAD(&ctx->src_queue);
         INIT_LIST_HEAD(&ctx->dst_queue);
         ctx->src_queue_cnt= 0;
         ctx->dst_queue_cnt= 0;
         /*Get context number */
         ctx->num= 0;
         while(dev->ctx[ctx->num]) {
                   ctx->num++;
                   if(ctx->num >= MFC_NUM_CONTEXTS) {
                            mfc_err("Toomany open contexts\n");
                            ret= -EBUSY;
                            gotoerr_no_ctx;
                   }
         }
         /*Mark context as idle */
         spin_lock_irqsave(&dev->condlock,flags);
         clear_bit(ctx->num,&dev->ctx_work_bits);
         spin_unlock_irqrestore(&dev->condlock,flags);
         dev->ctx[ctx->num]= ctx;
         if(s5p_mfc_get_node_type(file) == MFCNODE_DECODER) {
                   ctx->type= MFCINST_DECODER;
                   ctx->c_ops= get_dec_codec_ops();
                   /*Setup ctrl handler */
                   ret= s5p_mfc_dec_ctrls_setup(ctx);
                   if(ret) {
                            mfc_err("Failedto setup mfc controls\n");
                            gotoerr_ctrls_setup;
                   }
         }else if (s5p_mfc_get_node_type(file) == MFCNODE_ENCODER) {
                   ctx->type= MFCINST_ENCODER;
                   ctx->c_ops= get_enc_codec_ops();
                   /*only for encoder */
                   INIT_LIST_HEAD(&ctx->ref_queue);
                   ctx->ref_queue_cnt= 0;
                   /*Setup ctrl handler */
                   ret= s5p_mfc_enc_ctrls_setup(ctx);
                   if(ret) {
                            mfc_err("Failedto setup mfc controls\n");
                            gotoerr_ctrls_setup;
                   }
         }else {
                   ret= -ENOENT;
                   gotoerr_bad_node;
         }
         ctx->fh.ctrl_handler= &ctx->ctrl_handler;
         ctx->inst_no= -1;
         /*Load firmware if this is the first instance */
         if(dev->num_inst == 1) {
                   dev->watchdog_timer.expires= jiffies +
                                               msecs_to_jiffies(MFC_WATCHDOG_INTERVAL);
                   add_timer(&dev->watchdog_timer);
                   ret= s5p_mfc_power_on();
                   if(ret < 0) {
                            mfc_err("poweron failed\n");
                            gotoerr_pwr_enable;
                   }
                   s5p_mfc_clock_on();
                   ret = s5p_mfc_alloc_and_load_firmware(dev);
                   if(ret)
                            gotoerr_alloc_fw;
                   /*Init the FW */
                   ret= s5p_mfc_init_hw(dev);
                   if(ret)
                            gotoerr_init_hw;
                   s5p_mfc_clock_off();
         }
         /*Init videobuf2 queue for CAPTURE */
         q= &ctx->vq_dst;
         q->type= V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE;
         q->drv_priv= &ctx->fh;
         if(s5p_mfc_get_node_type(file) == MFCNODE_DECODER) {
                   q->io_modes= VB2_MMAP | VB2_DMABUF;
                   q->ops= get_dec_queue_ops();
         }else if (s5p_mfc_get_node_type(file) == MFCNODE_ENCODER) {
                   q->io_modes= VB2_MMAP | VB2_USERPTR | VB2_DMABUF;
                   q->ops= get_enc_queue_ops();
         }else {
                   ret= -ENOENT;
                   gotoerr_queue_init;
         }
         q->mem_ops= (struct vb2_mem_ops *)&vb2_dma_contig_memops;
         ret= vb2_queue_init(q);
         if(ret) {
                   mfc_err("Failedto initialize videobuf2 queue(capture)\n");
                   gotoerr_queue_init;
         }
         /*Init videobuf2 queue for OUTPUT */
         q= &ctx->vq_src;
         q->type= V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT_MPLANE;
         q->io_modes= VB2_MMAP;
         q->drv_priv= &ctx->fh;
         if(s5p_mfc_get_node_type(file) == MFCNODE_DECODER) {
                   q->io_modes= VB2_MMAP | VB2_DMABUF;
                   q->ops= get_dec_queue_ops();
         }else if (s5p_mfc_get_node_type(file) == MFCNODE_ENCODER) {
                   q->io_modes= VB2_MMAP | VB2_USERPTR | VB2_DMABUF;
                   q->ops= get_enc_queue_ops();
         }else {
                   ret= -ENOENT;
                   gotoerr_queue_init;
         }
         q->mem_ops= (struct vb2_mem_ops *)&vb2_dma_contig_memops;
         ret= vb2_queue_init(q);
         if(ret) {
                   mfc_err("Failedto initialize videobuf2 queue(output)\n");
                   gotoerr_queue_init;
         }
         init_waitqueue_head(&ctx->queue);
         mfc_debug_leave();
         returnret;
         /*Deinit when failure occured */
err_queue_init:
err_init_hw:
         s5p_mfc_release_firmware(dev);
err_alloc_fw:
         dev->ctx[ctx->num]= NULL;
         del_timer_sync(&dev->watchdog_timer);
         s5p_mfc_clock_off();
err_pwr_enable:
         if(dev->num_inst == 1) {
                   if(s5p_mfc_power_off() < 0)
                            mfc_err("poweroff failed\n");
                   s5p_mfc_release_firmware(dev);
         }
err_ctrls_setup:
         s5p_mfc_dec_ctrls_delete(ctx);
err_bad_node:
err_no_ctx:
         v4l2_fh_del(&ctx->fh);
         v4l2_fh_exit(&ctx->fh);
         kfree(ctx);
err_alloc:
         dev->num_inst--;
         mfc_debug_leave();
         returnret;
}

展开第83行函数ret = s5p_mfc_alloc_and_load_firmware(dev);：

int s5p_mfc_alloc_and_load_firmware(struct s5p_mfc_dev *dev)
{
    struct firmware *fw_blob;
    size_t bank2_base_phys;
    void *b_base;
    int err;

    /* Firmare has to be present as a separate file or compiled
     * into kernel. */
    mfc_debug_enter();
    err = request_firmware((const struct firmware **)&fw_blob,
                     "s5p-mfc.fw", dev->v4l2_dev.dev);
    if (err != 0) {
        mfc_err("Firmware is not present in the /lib/firmware directory nor compiled in kernel\n");
        return -EINVAL;
    }
    dev->fw_size = ALIGN(fw_blob->size, FIRMWARE_ALIGN);
    if (s5p_mfc_bitproc_buf) {
        mfc_err("Attempting to allocate firmware when it seems that it is already loaded\n");
        release_firmware(fw_blob);
        return -ENOMEM;
    }
    s5p_mfc_bitproc_buf = vb2_dma_contig_memops.alloc(
        dev->alloc_ctx[MFC_BANK1_ALLOC_CTX], dev->fw_size);
    if (IS_ERR(s5p_mfc_bitproc_buf)) {
        s5p_mfc_bitproc_buf = NULL;
        mfc_err("Allocating bitprocessor buffer failed\n");
        release_firmware(fw_blob);
        return -ENOMEM;
    }

只看关键部分，分析一下request_firmware((const struct firmware**)&fw_blob, "s5p-mfc.fw", dev->v4l2_dev.dev); 从函数名看，不难联想其功能：加载固件。 其实就是把固件中的数据搬到fw_blob 的一个成员指向的内存中，具体怎么搬，看后面分析。 说到这里，我们有必要再看一下struct firmware 这个结构的定义

struct firmware {

         size_t size;

         const u8*data;

         struct page**pages;

};

该说说固件加载的过程了，request_firmware执行过程中，会为实例化的struct firmware结构分配内存，并且函数将在 /sys/class/firmware 下创建一个以设备名为目录名的新目录，其中包含3 个属性:

loading ：这个属性应当被加载固件的用户空间进程设置为 1。当加载完毕, 它将被设为 0。被设为 -1 时，将中止固件加载。
data ：一个用来接收固件数据的二进制属性。在设置 loading 为1后, 用户空间进程将固件写入这个属性。
device ：一个链接到 /sys/devices 下相关入口项的符号链接。

一旦创建了 sysfs 入口项, 内核将为设备产生一个热插拔事件，并传递包括变量FIRMWARE的环境变量给处理热插拔的用户空间程序。FIRMWARE被设置为提供给 request_firmware 的固件文件名。

用户空间程序定位固件文件, 并将其拷贝到内核提供的二进制属性；若无法定位文件, 用户空间程序设置 loading 属性为 -1。

 

若固件请求在 10 秒内没有被服务, 内核就放弃并返回一个失败状态给驱动。超时周期可通过 sysfs 属性 /sys/class/firmware/timeout 属性改变。

 

说了这么多，其实还落了个重点。其实在执行request_firmware时还有这样一个过程：判断固件是否被编译进内核，如果在内核编译过程就加入了固件，上面说的那个过程就白扯了---用不到。看下面代码：

fw_priv =_request_firmware_prepare(firmware_p, name, device, true,false);

if (IS_ERR_OR_NULL(fw_priv))

         returnPTR_RET(fw_priv);

 

这是request_firmware函数开头的一小段代码，_request_firmware_prepare 函数执行过程，判断固件若被编译入内核，则从内核全局的固件地址（指针）处往目标地址进行拷贝，也就是拷贝到structfirmware data成员指向的内存处（最终完成立了固件的加载），然后_request_firmware_prepare返回空指针，进而request_firmware函数也返回了。此过程代码实现如下：

static struct firmware_priv *
_request_firmware_prepare(const struct firmware **firmware_p, const char *name,
              struct device *device, bool uevent, bool nowait)
{
    struct firmware *firmware;
    struct firmware_priv *fw_priv;

    if (!firmware_p)
        return ERR_PTR(-EINVAL);

    *firmware_p = firmware = kzalloc(sizeof(*firmware), GFP_KERNEL);
    if (!firmware) {
        dev_err(device, "%s: kmalloc(struct firmware) failed\n",
            __func__);
        return ERR_PTR(-ENOMEM);
    }

    if (fw_get_builtin_firmware(firmware, name)) {
        dev_dbg(device, "firmware: using built-in firmware %s\n", name);
        return NULL;
    }
。。。。。
}

上面扯了一堆固件加载过程的东西，其实不止是MFC，几乎所有的固件加载都是遵循上面的过程。

再来点实用的东西。

我们该从哪里获得固件呢？

1、找三星技术支持。

2、找第三方开发板售后。

3、从网上Down。

前两条就当是废话，三星不会搭理我们这些小用户。开发板售后？他们只会说：自己找一下，光盘里呢！光盘里是有，可我想要高版本的哪去搞？

这个也不难，google一下流行的发行版的linux内核分支，固件嘛好在是应用于全平台的。立马就有了。

下面附上我拿到的固件：

Samsung MFC 固件下载

共包含以下文件：

 * MFCv5 firmware (s5p-mfc.fw)
 * MFCv6 firmware, version 1 (s5p-mfc-v6.fw)
 * MFCv6 firmware, version 2 (s5p-mfc-v6-v2.fw)
 * MFCv7 firmware (s5p-mfc-v7.fw)
 * MFCv8 firmware (s5p-mfc-v8.fw)

在我的内核包里，用的是s5p-mfc.fw，也就是MFCv5。

另外还找到了一些关于MFC固件版本与处理器对应关系的信息：

s5p-mfc-v7.fw: Used in exynos 5420

s5p-mfc-v8.fw: Used in exynos 5800

 

本文的内容就这么多了，下篇文章希望能够接上篇，分析Live555服务器流程。Live555用的时间短，文字码出来，总感觉质量不行。好事多磨吧。