MTK平台camera驱动架构分析

景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器(Sensor)表面上,然后转为模拟的电信号,经过 A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理,再通过 IO 接口传输到 CPU 中处理,通过 LCD 就可以看到图像了。

2、Camera 常见的数据输出格式:

CAMERA驱动整个框架分为：三个部分hal部分逻辑调用，kernel层的通用驱动sensorlist.c 和具体IC的驱动xxxx_mipi_raw.c

这里主要介绍kernel部分和HAL层部分。

camera开机流程：poweron上电开机，然后通过i2c地址匹配i2c通讯，rest和powerdown上电（上电代码在kd_camera_hw.c中的kdCISModulePowerOn，主要有VCAM:主要给ISP供电，VCAM_IO：数字IO电源，主要给I2C供电,VCAMA：模拟供电，主要给感光区和ADC部分供电,VCAMAF：主要给对焦马达供电；具体根据datasheet添加，有时会影响cts） ，读取sensor的ID（具体ic驱动里面的open和get_imgsensor_id都有读取id的操作，sensor id只要大于0、小于0xffffffff都是合法的。），然后软复位，下载preview参数为预览做准备，下载capture为拍照做准备，然后执行下电操作。

总结：

HAL层运行Search sensor这个线程

HAL层遍历sensorlist列表并挂载HAL层性能3A等一些参数获取的接口

HAL层下达setDriver的cmd，并下传正在遍历的sensorlist列表中的ID

Driver层根据这个ID，挂载Driver层sensorlist中对应的Sensorlist中对应的Sensor和具体Sensor底层操作接口（例如Sub_GC2355_MIPI_RAW_SensorInit）

HAL层对正确遍历的sensor下达check ID的指令

Driver层为对应sensor上电，通过I2C读取预存在寄存器中的sensor id

比较读取ID结果（配置的和读到的ID），不匹配，return error，继续遍历

匹配，HAL层下达其他指令收集sensor信息

最后sensor下电

一、MT6580 平台 Camera 驱动整体框架

整个框架分为三个部分hal部分逻辑调用，kernel层的通用驱动sensorlist.c 和具体IC的驱动 xxxx_mipi_raw.c，kernel起来后不会直接去访问硬件sensor,而是会注册相关的驱动，之后Android系统起来后会启动相关的服务如：camera_service，在camera服务中会直接去访问hal,kernel驱动，进而操作camera。

二、 Camera 驱动的具体实现

从vendor/mediatek/proprietary/hardware/mtkcam/legacy/platform/mt6580/hal/sensor/imgsensor_drv.cpp中的impSearchSensor()函数说起。

———————–HAL 层部分—————————-

GetSensorInitFuncList(&m_pstSensorInitFunc);

LOG_MSG(“SENSOR search start \n”);

…

获取sensor列表后，紧接着通过：

1. 针对前后摄注册platform 设备和驱动

主摄平台驱动的定义：

副摄平台驱动的定义：

主副摄cam在dts中（注册设备）定义设备信息：

当内核启动后，会解析dts编译生成的dtb文件，注册里面定义的device,如果和驱动中定义compatible字段一致，则挂载启动。上面注册了两个platform 驱动g_stCAMERA_HW_Driver，g_stCAMERA_HW_Driver2，

如果compatible匹配成功会调用各自的probe函数CAMERA_HW_probe，CAMERA_HW_probe2

2. 平台probe 函数的实现
   主摄probe，CAMERA_HW_probe的实现如下：
   static int CAMERA_HW_probe(struct platform_device *pdev)
   {
   
   #if !defined(CONFIG_MTK_LEGACY)
   mtkcam_gpio_init(pdev);
   mtkcam_pin_mux_init(pdev);
   #endif
   return i2c_add_driver(&CAMERA_HW_i2c_driver);
   }
   副摄probe，CAMERA_HW_probe的实现如下：
   static int CAMERA_HW_probe2(struct platform_device *pdev)
   {
   
   return i2c_add_driver(&CAMERA_HW_i2c_driver2);
   }
   从上可以看出在main/sub 的平台probe中分别注册了各自的i2c驱动CAMERA_HW_i2c_driver，
   CAMERA_HW_i2c_driver2，main sensor 的CAMERA_HW_i2c_driver定义如下：
   #ifdef CONFIG_OF
   static const struct of_device_id CAMERA_HW_i2c_of_ids[] = {
   
   { .compatible = “mediatek,camera_main”, },
   {}
   };
   #endif
   struct i2c_driver CAMERA_HW_i2c_driver = {
   
   .probe = CAMERA_HW_i2c_probe,
   .remove = CAMERA_HW_i2c_remove,
   .driver = {
   
   .name = CAMERA_HW_DRVNAME1,
   .owner = THIS_MODULE,
   #ifdef CONFIG_OF
   .of_match_table = CAMERA_HW_i2c_of_ids,
   #endif
   },
   .id_table = CAMERA_HW_i2c_id,
   };
   sub sensor 的CAMERA_HW_i2c_driver定义如下：
   #ifdef CONFIG_OF
   static const struct of_device_id CAMERA_HW2_i2c_driver_of_ids[] = {
   
   { .compatible = “mediatek,camera_sub”, },
   {}
   };
   #endif
   struct i2c_driver CAMERA_HW_i2c_driver2 = {
   
   .probe = CAMERA_HW_i2c_probe2,
   .remove = CAMERA_HW_i2c_remove2,
   .driver = {
   
   .name = CAMERA_HW_DRVNAME2,
   .owner = THIS_MODULE,
   #ifdef CONFIG_OF
   .of_match_table = CAMERA_HW2_i2c_driver_of_ids,
   #endif
   },
   .id_table = CAMERA_HW_i2c_id2,
   };
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
3. I2c probe的实现
   从上可以看出main/sub sensor在各自的平台probe中，注册了i2c_driver,当各自的i2c_driver和设备匹配
   匹配规则：
   （1）当在dts有创建设备节点注册设备的时候：当i2c_driver和i2c_device的.compatible字段一致，就会执行i2c_driver里面的probe入口函数
   （2）当调用i2c_register_board_info注册i2c设备时，当i2c_driver驱动中ids_table中name字段匹配i2c设备中的name就可调用i2c_driver驱动中的probe函数。
   成功后，会调用各自的i2c_probe函数。
   
   
   
   
   

main sensor 的i2c_probe函数

sub sensor 的i2c_probe函数

/* Attatch file operation. /
cdev_init(g_pCAMERA_HW_CharDrv2, &g_stCAMERA_HW_fops0);//初始化字符设备
/

Add to system */
cdev_add(g_pCAMERA_HW_CharDrv2, g_CAMERA_HWdevno2, 1));//注册到内核
//创建目录 /sys/class/sensordrv2/
sensor2_class = class_create(THIS_MODULE, “sensordrv2”);
//创建目录/sys/class/sensordrv2/kd_camera_hw_bus2
sensor_device2 = device_create(sensor2_class, NULL, g_CAMERA_HWdevno2, NULL, CAMERA_HW_DRVNAME2);
…
return 0;
}

main/sub 创建各自的字符设备过程中绑定各自的 fops（fops是上层操作底层驱动的函数接口）,g_stCAMERA_HW_fops和g_stCAMERA_HW_fops0

};

};

从上可以看出各自的fops指定了相同的Ioctl函数，意味着上层操作main/sub sensor 只需要对应一个底层的ioctl即可，至于sensor的区分可以借助idx,后面会讲到

/*

• CAMERA_HW_Ioctl
  /
  

}

这里ioctl和上层一一对应，上层要控制camera 只需要传入相应的cmd和data即可。

——————- HAL 调用Kernel 层驱动的逻辑 ————————-

前面介绍了HAL层调用ioctl 和 kernel层注册驱动，接下来继续分析，HAL层调用后驱动具体的实现流程。

4. ioctl 底层的实现

4.1 先来看ioctl(m_fdSensor, KDIMGSENSORIOC_X_SET_DRIVER,&id[KDIMGSENSOR_INVOKE_DRIVER_0] );

当 KDIMGSENSORIOC_X_SET_DRIVER 被传下时，会调用 kernel 层的 kdSetDriver 接口

kdGetSensorInitFuncList(&pSensorList)) //获得sensor初始化列表

for (i = KDIMGSENSOR_INVOKE_DRIVER_0; i < KDIMGSENSOR_MAX_INVOKE_DRIVERS; i++) {

UINT32 GC5025MIPI_RAW_SensorInit(PSENSOR_FUNCTION_STRUCT pfFunc)
{

/

To Do : Check Sensor status here */
if (pfFunc!=NULL)
pfFunc=&sensor_func;
return ERROR_NONE;
} /

GC5025MIPI_RAW_SensorInit */

从中可以看出，gc5025的Init函数地址传给了pfFunc，也就是后面在通用驱动中可以直接凭借pfun指针调用sensorlist中的驱动

4.2 再来看 ioctl(m_fdSensor, KDIMGSENSORIOC_T_CHECK_IS_ALIVE);

当 KDIMGSENSORIOC_T_CHECK_IS_ALIVE 被传下时，会调用kernel层的 adopt_CAMERA_HW_Feature

Control接口

…

在kdModulePowerOn中又调用_kdCISModulePowerOn

在_kdCISModulePowerOn又调用 kdCISModulePowerOn 函数

文件：kernel-3.18/drivers/misc/mediatek/imgsensor/src/mt6580/camera_hw/kd_camera_hw.c

u32 pinSetIdx = 0; /* default main sensor */

printk(“fangkuiccm %d ,currSensorName = %s pinSetIdx = %d “,LINE,currSensorName,pinSetIdx );

mdelay(50);

mdelay(10);

mdelay(10);

mdelay(10);

mdelay(50);

上电操作完成后，紧接着读取SensorID，通用驱动使用 SensorFeatureControl 来读取ID如：

g_pSensorFunc->SensorFeatureControl(g_invokeSocketIdx[i],SENSOR_FEATURE_CHECK_SENSOR_ID,(MUINT8 *) &sensorID,&retLen);

此时传入的cmd为SENSOR_FEATURE_CHECK_SENSOR_ID，就会调用 feature_control 中的get_imgsensor_id 再看 get_imgsensor_id 的实现

再看return_sensor_id的实现

return get_byte;

}

文件：kernel-3.18/drivers/misc/mediatek/imgsensor/src/mt6580/kd_sensorlist.c

/* Remove i2c ack error log during search sensor /
/
PK_ERR(“g_pstI2Cclient->ext_flag: %d”, g_IsSearchSensor); */
if (g_IsSearchSensor == 1) {

g_pstI2Cclient->ext_flag = (g_pstI2Cclient->ext_flag) | I2C_A_FILTER_MSG;
} else {

g_pstI2Cclient->ext_flag = (g_pstI2Cclient->ext_flag) & (~I2C_A_FILTER_MSG);
}

/* Remove i2c ack error log during search sensor /
/
PK_ERR(“g_pstI2Cclient2->ext_flag: %d”, g_IsSearchSensor); */
if (g_IsSearchSensor == 1) {

g_pstI2Cclient2->ext_flag = (g_pstI2Cclient2->ext_flag) | I2C_A_FILTER_MSG;
} else {

g_pstI2Cclient2->ext_flag = (g_pstI2Cclient2->ext_flag) & (~I2C_A_FILTER_MSG);
}
spin_unlock(&kdsensor_drv_lock);
i4RetValue = i2c_master_send(g_pstI2Cclient2, a_pSendData, a_sizeSendData);
if (i4RetValue != a_sizeSendData) {

PK_ERR(“[CAMERA SENSOR] I2C send failed!!, Addr = 0x%x\n”, a_pSendData[0]);
return -1;
}

这一步完成I2c的读取，也就是说如果I2c配置正确，并且上电正确，到这一步就可以正确的读取ID，整个camera也就基本就调通了。

三、总结

通过上述分析，我们可以看出，camera驱动先是注册platform平台驱动，再注册I2c驱动，然后又为前后摄注册字符设备，封装底层方法CAMERA_HW_Ioctl,，上层访问底层驱动时候先是使用setdriver将具体IC的驱动入口获取，然后使用checkisalive对sensorlist中的IC进行上电，上电完成就通过i2c读取设备ID，到此为止，上层应用与底层驱动挂接完成，紧接着就是预览和拍照，不过这都是具体IC驱动的实现了。

简要概括过程：

1.开机时，camera完成了sensor框架的初始化，id检测，以及上下电操作；

Hal层在开机初始化调用文件vendor/mediatek/proprietary/hardware/mtkcam/legacy/platform/mt6580/hal/sensor/imgsensor_drv.cpp中的

impSearchSensor(pfExIdChk pExIdChkCbf) 函数，这个函数执行4个功能：

1).用GetSensorInitFuncList(&m_pstSensorInitFunc)函数获取目前所有的camera sensor（需加log打印确认一下是获取全部sensor还是ProjectConfig.mk中配置的sensor）列表，这些 前后 camera 都在 projectconfig. mk已经设置。

2).用KDIMGSENSORIOC_X_SET_DRIVER向Kd_sensorlist.c(kernel-3.18\drivers\misc\mediatek\imgsensor\src\mt6580) 中的CAMERA_HW_Ioctl传值，通过case分支最终调用kdSetDriver函数，根据在projectconfig.mk文件里面的main sub camera的配置，找到相应的前后camera具体的驱动文件，即对于正在遍历的这颗sensor，挂接上具体的底层驱动接口Init函数。

3).用KDIMGSENSORIOC_T_CHECK_IS_ALIVE向Kd_sensorlist.c 中的CAMERA_HW_Ioctl（即前面讲到的上层操作底层的接口）传值，通过case分支最终调用adopt_CAMERA_HW_CheckIsAlive函数，在这个函数里开始给前面找到的所有camera上电，并通过向具体驱动里面的ioctrl函数传递SENSOR_FEATURE_CHECK_SENSOR_ID参数，最终通过case分支调用对应的函数通过I2C读取并核对是否为该sensor的 id，去识别具体的camera sensor id。

4).分别对前后已经配对了sensor id的camera执行m_pSubSensorInfo =m_pstSensorInitFunc.pSensorInfo;通过这个函数会调用具体驱动（这里以GC2145M 的前摄像头为例） UINT32GC2145mipiGetInfo()函数，这个函数是获取sensor IC preview capture video时的帧率 丢帧 打开时候的默认窗口，数据传输的type等基本信息。通过上面的4步，kernel内核已经识别了主板上的硬件camera IC了，并获取具体sensorIC的基本信息。