linux usb摄像头 源码,Linux USB摄像头驱动实现源码分析
Spac5xx的實現是按照標準的USB VIDEO設備的驅動框架編寫(其具體的驅動框架可參照/usr/src/linux/drivers/usb/usbvideo.c文件)，整個源程序由四個主體部分組成：
設備模塊的初始化模塊和卸載模塊，上層軟件接口模塊，數據傳輸模塊。
具體的模塊分析如下：
一、初始化設備模塊
該驅動采用了顯式的模塊初始化和消除函數，即調用module_init來初始化一個模塊，并在卸載時調用moduel-exit函數
其具體實現如下：
1、模塊初始化：
module_init (usb_spca5xx_init);
static int __init usb_spca5xx_init (void)
{
#ifdef CONFIG_PROC_FS
proc_spca50x_create ();//建立PROC設備文件
#endif /* CONFIG_PROC_FS */
if (usb_register (&spca5xx_driver) < 0) //注冊USB設備驅動
return -1;
info ("spca5xx driver %s registered", version);
return 0;
}
2、模塊卸載：
module_exit (usb_spca5xx_exit);
static void __exit usb_spca5xx_exit (void)
{
usb_deregister (&spca5xx_driver); //注銷USB設備驅動
info ("driver spca5xx deregistered");
#ifdef CONFIG_PROC_FS
proc_spca50x_destroy ();//撤消PROC設備文件
#endif /* CONFIG_PROC_FS */
}
關鍵數據結構USB驅動結構，即插即用功能的實現
static struct usb_driver spca5xx_driver = {
"spca5xx",
spca5xx_probe, //注冊設備自我偵測功能
spca5xx_disconnect,//注冊設備自我斷開功能
{NULL,NULL}
};
用兩個函數調用spca5xx_probe 和spca5xx_disconnect來支持USB設備的即插即用功能：
a --?spca5xx_probe具體實現如下：
static void * spca5xx_probe (struct usb_device *dev, unsigned int ifnum, const struct usb_device_id *id)
{
struct usb_interface_descriptor *interface; //USB設備接口描述符
struct usb_spca50x *spca50x; //物理設備數據結構
int err_probe;
int i;
if (dev->descriptor.bNumConfigurations != 1) //探測設備是不是可配置
goto nodevice;
if (ifnum > 0)
goto nodevice;
interface = &dev->actconfig->interface[ifnum].altsetting[0];
MOD_INC_USE_COUNT;
interface = &intf->altsetting[0].desc;
if (interface->bInterfaceNumber > 0)
goto nodevice;
if ((spca50x = kmalloc (sizeof (struct usb_spca50x), GFP_KERNEL)) == NULL) //分配物理地址空間
{
err ("couldn't kmalloc spca50x struct");
goto error;
}
memset (spca50x, 0, sizeof (struct usb_spca50x));
spca50x->dev = dev;
spca50x->iface = interface->bInterfaceNumber;
if ((err_probe = spcaDetectCamera (spca50x)) < 0) //具體物理設備查找，匹配廠商號，設備號(在子程序中)
{
err (" Devices not found !! ");
goto error;
}
PDEBUG (0, "Camera type %s ", Plist[spca50x->cameratype].name)
for (i = 0; i < SPCA50X_NUMFRAMES; i++)
init_waitqueue_head (&spca50x->frame[i].wq); //初始化幀等待隊列
init_waitqueue_head (&spca50x->wq); //初始化驅動等待隊列
if (!spca50x_configure (spca50x)) //物理設備配置(主要完成傳感器偵測和圖形參數配置)，主要思想是給控制寄存器寫值，讀回其返回值，以此判斷具體的傳感器型號
{
spca50x->user = 0;
init_MUTEX (&spca50x->lock); //信號量初始化
init_MUTEX (&spca50x->buf_lock);
spca50x->v4l_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
spca50x->buf_state = BUF_NOT_ALLOCATED;
}
else
{
err?("Failed?to?configure?camera");
goto?error;
}
/*?Init?video?stuff?*/
spca50x->vdev?=?video_device_alloc?();???????????//設備控制塊內存分配
if?(!spca50x->vdev)
goto?error;
memcpy?(spca50x->vdev,?&spca50x_template,?sizeof?(spca50x_template));
//系統調用的掛接，在此將驅動實現的系統調用，掛到內核中
video_set_drvdata?(spca50x->vdev,?spca50x);
if?(video_register_device?(spca50x->vdev,?VFL_TYPE_GRABBER,?video_nr)?
{
//video設備注冊
err?("video_register_device?failed");
goto?error;
}
spca50x->present?=?1;
if?(spca50x->force_rgb)
info?("data?format?set?to?RGB");
spca50x->task.sync?=?0;
spca50x->task.routine?=?auto_bh;
spca50x->task.data?=?spca50x;
spca50x->bh_requested?=?0;
MOD_DEC_USE_COUNT;?//增加模塊使用數
return?spca50x;?//返回數劇結構
error://錯誤處理
if?(spca50x->vdev)
{
if?(spca50x->vdev->minor?==?-1)
video_device_release?(spca50x->vdev);
else
video_unregister_device?(spca50x->vdev);
spca50x->vdev?=?NULL;
}
if?(spca50x)
{
kfree?(spca50x);
spca50x?=?NULL;
}
MOD_DEC_USE_COUNT;
return?NULL;
nodevice:
return?NULL;
}
b -- Spca5xx_disconnect 的具體實現如下：
static void spca5xx_disconnect (struct usb_device *dev, void *ptr)
{
struct usb_spca50x *spca50x = (struct usb_spca50x *) ptr;
int n;
MOD_INC_USE_COUNT; //增加模塊使用數
if (!spca50x)
return;
down (&spca50x->lock); //減少信號量
spca50x->present = 0; //驅動卸載置0
for (n = 0; n < SPCA50X_NUMFRAMES; n++) //標示所有幀ABORTING狀態
{
spca50x->frame[n].grabstate = FRAME_ABORTING;
spca50x->curframe = -1;
}
for (n = 0; n < SPCA50X_NUMFRAMES; n++) //喚醒所有等待進程
{
if (waitqueue_active (&spca50x->frame[n].wq))
wake_up_interruptible (&spca50x->frame[n].wq);
if (waitqueue_active (&spca50x->wq))
wake_up_interruptible (&spca50x->wq);
}
spca5xx_kill_isoc(spca50x); //子函數終止URB包的傳輸
PDEBUG (3,"Disconnect Kill isoc done");
up (&spca50x->lock); //增加信號量
while(spca50x->user) /如果還有進程在使用，進程切換
schedule();
down (&spca50x->lock);
if (spca50x->vdev)
{
video_unregister_device (spca50x->vdev); //注銷video設備
usb_driver_release_interface (&spca5xx_driver,&spca50x->dev->actconfig->interface[spca50x->iface]); //端口釋放
spca50x->dev = NULL;
}
up (&spca50x->lock);
#ifdef CONFIG_PROC_FS
destroy_proc_spca50x_cam (spca50x); //注銷PROC文件
#endif /* CONFIG_PROC_FS */
if (spca50x && !spca50x->user) //釋放內存空間
{
spca5xx_dealloc (spca50x);
kfree (spca50x);
spca50x = NULL;
}
MOD_DEC_USE_COUNT; //減少模塊記數
PDEBUG (3, "Disconnect complete");
}
二、上層軟件接口模塊：
該模塊通過file_operations數據結構，依據V4L協議規范，實現設備的關鍵系統調用，實現設備文件化的UNIX系統設計特點。作為攝相頭驅動，其功能在于數據采集，而沒有向攝相頭輸出的功能，因此在源碼中沒有實現write系統調用。
其關鍵的數據結構如下：
static?struct?video_device?spca50x_template?=?{
.owner?=?THIS_MODULE,
.name?=?"SPCA5XX?USB?Camera",
.type?=?VID_TYPE_CAPTURE,
.hardware?=?VID_HARDWARE_SPCA5XX,
.fops?=?&spca5xx_fops,
}；
static?struct?file_operations?spca5xx_fops?=?{
.owner?=?THIS_MODULE,
.open?=?spca5xx_open,?//open功能
.release?=?spca5xx_close,//close功能
.read?=?spca5xx_read,?//read功能
.mmap?=?spca5xx_mmap,?//內存映射功能
.ioctl?=?spca5xx_ioctl,?//文件信息獲取
.llseek?=?no_llseek,//文件定位功能未實現
};
《新程序員》：云原生和全面數字化實踐50位技術專家共同創作，文字、視頻、音頻交互閱讀總結
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