v4l2_device

介绍

日期	作者	说明
2024/04/04	Manfredxxc	初版

内核版本：kernel-4.1.15
参考源码：drivers/media/platform/omap3isp/isp.c

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在v4l2框架里struct v4l2_device代表了一个video设备；相应的，struct v4l2_subdev代表video设备下的子设备，如csi、isp、sensor等

下图是v4l2_device与v4l2_subdev之间的拓扑结构示例，所有的子设备都链接在链表上（v4l2_device->subdevs）

输入设备

数据类型简要说明

struct v4l2_device一般嵌入一个更大的私有结构体，构成一个video输入设备

struct isp_device {
    struct v4l2_device v4l2_dev; // 该结构体的嵌入，构成一个omap3isp设备
	struct v4l2_async_notifier notifier; // 用于异步注册v4l2_device
	struct media_device media_dev; // 用于media framework
	struct device *dev;
}

struct v4l2_device {
    struct device *dev; // 赋值为isp->dev
    struct list_head *subdevs; // 由子设备组成的链表
}

API简要说明

v4l2_device_register

• 描述：注册一个v4l2输入设备，让@dev->driver_data 指向 @v4l2_dev
• 原型：int v4l2_device_register(struct device *dev, struct v4l2_device *v4l2_dev)

子设备

数据结构简要说明

struct v4l2_subdev一般嵌入到一个更大的私有结构体，构成一个子设备

struct isp_csi2_device {
    struct v4l2_subdev subdev; // 该结构体的嵌入，构成一个csi2子设备
}

struct v4l2_subdev {
#if defined(CONFIG_MEDIA_CONTROLLER)
	struct media_entity entity;
#endif
	struct list_head list; // 子设备链表
	u32 flags; // I2C|SPI|DEVNODE|EVENTS 标记子设备类型（i2c/spi）| 需要创建子设备节点/dev/v4l-subdev<X> | 子设备可创建事件
	struct v4l2_device *v4l2_dev; // 指向绑定的v4l2_device
	const struct v4l2_subdev_ops *ops; // 子设备支持的操作
	const struct v4l2_subdev_internal_ops *internal_ops; // 内部操作 registered | unregistered | open | close | release 时触发
	char name[V4L2_SUBDEV_NAME_SIZE]; // 唯一的子设备名
	u32 grp_id; // 归类子设备
	void *dev_priv; // 指向私有数据 v4l2_set_subdevdata()/v4l2_get_subdevdata()
	void *host_priv; // 指向子设备连接的设备使用的私有数据 v4l2_set_subdev_hostdata()/v4l2_get_subdev_hostdata()
}

API简要说明

v4l2_subdev_init

• 描述：初始化一个struct v4l2_subdev
• 原型：void v4l2_subdev_init(struct v4l2_subdev *sd, const struct v4l2_subdev_ops *ops)

v4l2_device_register_subdev

• 描述：向v4l2输入设备注册一个子设备
• 原型：int v4l2_device_register_subdev(struct v4l2_device *v4l2_dev, struct v4l2_subdev *sd)
• 参数：NA
• 1. 将sd->ctrl_hander纳入v4l2_dev统一管理
  2. 注册一个media_entity
  3. 调用sd->internal_ops->registered(sd)（如果存在）
  4. 将sd链接到v4l2_dev->subdevs

层次结构

访问

video输入设备（struct isp）、子设备（struct isp_csi2_device）、v4l2_dev（struct v4l2_device）、sd（struct v4l2_subdev）

1. v4l2_dev => sd
   按子设备名遍历链表即可
2. v4l2_dev => 输入设备
   container_of(v4l2_dev, struct isp, v4l2_dev)
3. sd => v4l2_dev
   sd->v4l2_dev
4. sd => 子设备
   v4l2_get_subdevdata(sd)

信息交流

1. 访问子设备并执行相应操作
   v4l2_device_call_all
   • 描述：对符合条件（@group_id == sd->grpid）的子设备调用o->f(args)
   • 原型：v4l2_device_call_all(v4l2_dev, grpid, o, f, args...)
2. 子设备通知v4l2_dev
   需要实现v4l2_dev->notify()，子设备在需要时调用v4l2_subdev_notify()通知v4l2_dev
   v4l2_subdev_notify
   • 描述：通知v4l2_device
   • 原型：static inline void v4l2_subdev_notify(struct v4l2_subdev *sd, unsigned int notification, void *arg)
   • 参数：
     • @sd：指向&struct v4l2_subdev
     • @notification：驱动自定义的通知类型
     • @arg：配合@notification使用的参数
   • 使用：在v4l2_dev->notify()中，根据notification执行不同的操作

节点注册

节点注册最终都是通过调用__video_register_device()，需要一个struct video_device，会根据vfl_devnode_type创建不同类型的节点
存在如下类型：

1. video
2. vbi
3. ratio
4. v4l-subdev
5. swradio
6. v4l-touch

本文主要分析v4l2_device/subdev，这里提下v4l-subdev类型节点的注册：
v4l2_device_register_subdev_nodes

• 描述：为该v4l2_dev上的所有标记为V4L2_SUBDEV_FL_HAD_DEVNODE的子设备创建节点/dev/v4l-subdev
• 原型：int __must_check v4l2_device_register_subdev_nodes(struct v4l2_device *v4l2_dev)
• 不需要用户提供fops：open/close使用sd->internal_ops->open/close，其余由v4l2核心层支持