基于Linux操作系統(tǒng)的視頻采集卡驅(qū)動程序設(shè)計

4.2 驅(qū)動程序的實現(xiàn)

下面討論視頻采集卡驅(qū)動程序的具體實現(xiàn)。

4.2.1 PCI驅(qū)動程序

本文采用的視頻采集卡是基于PCI總線的，因此在這里首先討論PCI驅(qū)動程序的結(jié)構(gòu)。

PCI設(shè)備是無跳線設(shè)備，可在引導(dǎo)階段自動配置。這樣設(shè)備驅(qū)動程序必須能夠訪問設(shè)備中的配置信息以便完成初始化。對于PCI設(shè)備來說，這些工作無需探測就可以完成[1][5]。

所有的PCI設(shè)備都有至少256字節(jié)的地址空間，前64字節(jié)是標準化的，其余的是設(shè)備相關(guān)的。這個空間也叫做PCI配置空間，它包含廠商標識，設(shè)備標識，設(shè)備類別，基地址寄存器，中斷引腳等等，編寫PCI的驅(qū)動程序就是利用這些域與設(shè)備進行“溝通”。

盡管PCI設(shè)備千差萬別，但是控制他們的結(jié)構(gòu)基本是類似的。

1)為了正確注冊到內(nèi)核，所有的PCI驅(qū)動程序需要創(chuàng)建pci_driver結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體由許多回調(diào)函數(shù)和變量組成。初始化該結(jié)構(gòu)體如下：

struct pci_driver saa7146_v4l2_driver = {

name: "saa7146 v4l2",

id_table: saa7146_v4l2_pci_tbl,

probe: saa7146_v4l2_init_one,

remove: saa7146_v4l2_remove_one,

suspend: saa7146_v4l2_suspend,

resume: saa7146_v4l2_resume,

};

為了把struct pci_driver注冊到PCI核心，需要調(diào)用以其為參數(shù)的pci_module_init函數(shù):

pci_module_init(saa7146_v4l2_driver);

2)如果上述函數(shù)返回為0，表示初始化成功，此時在驅(qū)動程序可以訪問PCI設(shè)備的任何設(shè)備資源之前（I/O區(qū)域或中斷），驅(qū)動程序必須調(diào)用pci_enable_device函數(shù)：

int pci_enable_device(struct pci_dev *dev);

3)上述函數(shù)將激活設(shè)備，此時驅(qū)動程序就需要讀取或?qū)懭肴齻€地址空間：內(nèi)存，I/O端口，配置空間。Linux把I/O空間和內(nèi)存空間都看作是系統(tǒng)的資源，使用前必須申請，即在系統(tǒng)中進行登記，避免資源使用的混亂。簡述如下：

首先調(diào)用pci_resource_start（）和pci_resource_len（）函數(shù)獲取資源信息，然后調(diào)用 request_mem_region（）函數(shù)分配I/O內(nèi)存區(qū)域，為了確保該內(nèi)存對內(nèi)核而言是可訪問的，必須還要建立映射，映射的建立由 ioremap（）函數(shù)完成，這樣設(shè)備驅(qū)動程序就可以訪問任意的I/O內(nèi)存地址。

4）與設(shè)備通信，即通過訪問I/O內(nèi)存的函數(shù)，諸如writel(),readl()等；以及進行I2C操作的函數(shù)對SAA7111a進行初始化。

4.2.2 驅(qū)動模塊的設(shè)計與實現(xiàn)

采集卡驅(qū)動程序主要由saa7146_v4l2,v4l2_extension,saa7111a三個模塊構(gòu)成，這三個模塊都要調(diào)用i2c- core模塊（Kernel提供）中的函數(shù)，即它們依賴于i2c-core模塊；saa7111a模塊具體負責通過I2C控制SAA7111a芯片，v4l2_extension模塊依賴于saa7146_v4l2模塊，它把自己注冊到saa7146核心模塊中。

重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)聲明

采集設(shè)備的擴展部分結(jié)構(gòu)：

struct saa7146_v4l2_extension{

char name[64]; /* 設(shè)備名 */

struct saa7146_v4l2_extension_ioctls* ioctls;

u32 irq_mask; /* 擴展部分處理的IRQ */

void (*irq_func)(struct capture_device*, u32* irq_mask);

/* 擴展部分的函數(shù)主要就是ioctl（）用于實現(xiàn)各種類型硬件控制 */

int (*ioctl)(void *id, unsigned int cmd, void *arg);

};

采集設(shè)備核心結(jié)構(gòu)：

struct capture_device{

struct v4l2_device v4l2;

struct v4l2_capability capability;

struct pci_dev *pci_device;

……

}