相机驱动层–V4L2框架解析

一、概览

相机驱动层位于HAL Moudle与硬件层之间，借助linux内核驱动框架，以文件节点的方式暴露接口给用户空间，让HAL Module通过标准的文件访问接口，从而能够将请求顺利地下发到内核中，而在内核中，为了更好的支持视频流的操作，早先提出了v4l视频处理框架，但是由于操作复杂，并且代码无法进行较好的重构，难以维护等原因，之后便衍生出了v4l2框架。

按照v4l2标准，它将一个数据流设备抽象成一个videoX节点，从属的子设备都对应着各自的v4l2_subdev实现，并且通过media controller进行统一管理，整个流程复杂但高效，同时代码的扩展性也较高。

而对高通平台而言，高通整个内核相机驱动是建立在v4l2框架上的，并且对其进行了相应的扩展，创建了一个整体相机控制者的CRM，它以节点video0暴露给用户空间，主要用于管理内核中的Session、Request以及与子设备，同时各个子模块都实现了各自的v4l2_subdev设备，并且以v4l2_subdev节点暴露给用户空间，与此同时，高通还创建了另一个video1设备Camera SYNC，该设备主要用于同步数据流，保证用户空间和内核空间的buffer能够高效得进行传递。

再往下与相机驱动交互的便是整个相机框架的最底层Camera Hardware了，驱动部分控制着其上下电逻辑以及寄存器读取时序并按照I2C协议进行与硬件的通信，和根据MIPI CSI协议传递数据，从而达到控制各个硬件设备，并且获取图像数据的目的。

V4L2英文是Video for Linux 2，该框架是诞生于Linux系统，用于提供一个标准的视频控制框架，其中一般默认会嵌入media controller框架中进行统一管理，v4l2提供给用户空间操作节点，media controller控制对于每一个设备的枚举控制能力，于此同时，由于v4l2包含了一定数量的子设备，而这一系列的子设备都是处于平级关系，但是在实际的图像采集过程中，子设备之间往往还存在着包含于被包含的关系，所以为了维护并管理这种关系，media controller针对多个子设备建立了的一个拓扑图，数据流也就按照这个拓扑图进行流转