OpenHarmony设备开发 标准系统方案之瑞芯微RK3568移植案例(上)
本文章是基于瑞芯微RK3568芯片的DAYU200开发板,进行标准系统相关功能的移植,主要包括产品配置添加,内核启动、升级,音频ADM化,Camera,TP,LCD,WIFI,BT,vibrator、sensor、图形显示模块的适配案例总结,以及相关功能的适配。
产品配置和目录规划
产品配置
在产品//productdefine/common/device
目录下创建以rk3568名字命名的json文件,并指定CPU的架构。//productdefine/common/device/rk3568.json
配置如下:
{
"device_name": "rk3568",
"device_company": "rockchip",
"target_os": "ohos",
"target_cpu": "arm",
"kernel_version": "",
"device_build_path": "device/board/hihope/rk3568",
"enable_ramdisk": true, //是否支持ramdisk二级启动
"build_selinux": true // 是否支持selinux权限管理
}
在//productdefine/common/products
目录下创建以产品名命名的rk3568.json文件。该文件用于描述产品所使用的SOC 以及所需的子系统。配置如下
{
"product_name": "rk3568",
"product_company" : "hihope",
"product_device": "rk3568",
"version": "2.0",
"type": "standard",
"parts":{
"ace:ace_engine_standard":{},
"ace:napi":{},
...
"xts:phone_tests":{}
}
}
主要的配置内容包括:
- product_device:配置所使用的SOC。
- type:配置系统的级别, 这里直接standard即可。
- parts:系统需要启用的子系统。子系统可以简单理解为一块独立构建的功能块。
已定义的子系统可以在//build/subsystem_config.json
中找到。当然你也可以定制子系统。
这里建议先拷贝Hi3516DV300开发板的配置文件,删除掉hisilicon_products这个子系统。这个子系统为Hi3516DV300 SOC编译内核,不适合rk3568。
目录规划
参考Board和SoC解耦的设计思路,并把芯片适配目录规划为:
device
├── board --- 单板厂商目录
│ └── hihope --- 单板厂商名字:
│ └── rk3568 --- 单板名:rk3568,主要放置开发板相关的驱动业务代码
└── soc --- SoC厂商目录
└── rockchip --- SoC厂商名字:rockchip
└── rk3568 --- SoC Series名:rk3568,主要为芯片原厂提供的一些方案,以及闭源库等
vendor
└── hihope
└── rk3568 --- 产品名字:产品、hcs以及demo相关
内核启动
二级启动
二级启动简单来说就是将之前直接挂载sytem,从system下的init启动,改成先挂载ramdsik,从ramdsik中的init 启动,做些必要的初始化动作,如挂载system,vendor等分区,然后切到system下的init 。
Rk3568适配主要是将主线编译出来的ramdisk 打包到boot_linux.img中,主要有以下工作:
1.使能二级启动
在productdefine/common/device/rk3568.json 中使能enable_ramdisk。
{
"device_name": "rk3568",
"device_company": "hihope",
"target_os": "ohos",
"target_cpu": "arm",
"kernel_version": "",
"device_build_path": "device/hihope/build",
"enable_ramdisk": true,
"build_selinux": true
}
2.把主线编译出来的ramdsik.img 打包到boot_linux.img
配置:
由于rk 启动uboot 支持从ramdisk 启动,只需要在打包boot_linux.img 的配置文件中增加ramdisk.img ,因此没有使用主线的its格式,具体配置就是在内核编译脚本make-ohos.sh 中增加:
function make_extlinux_conf()
{
dtb_path=$1
uart=$2
image=$3
echo "label rockchip-kernel-5.10" > ${EXTLINUX_CONF}
echo " kernel /extlinux/${image}" >> ${EXTLINUX_CONF}
echo " fdt /extlinux/${TOYBRICK_DTB}" >> ${EXTLINUX_CONF}
if [ "enable_ramdisk" == "${ramdisk_flag}" ]; then
echo " initrd /extlinux/ramdisk.img" >> ${EXTLINUX_CONF}
fi
cmdline="append earlycon=uart8250,mmio32,${uart} root=PARTUUID=614e0000-0000-4b53-8000-1d28000054a9 rw rootwait rootfstype=ext4"
echo " ${cmdline}" >> ${EXTLINUX_CONF}
}
打包
增加了打包boot镜像的脚本make-boot.sh,供编译完ramdisk,打包boot 镜像时调用, 主要内容:
genext2fs -B ${blocks} -b ${block_size} -d boot_linux -i 8192 -U boot_linux.img
调用make-boot.sh 的修改可以参考如下pr:
https://gitee.com/openharmony/build/pulls/569/files
INIT配置
init相关配置请参考启动子系统的规范要求即可
音频
RK3568 Audio总体结构图
ADM适配方案介绍
RK3568平台适配ADM框架图
- ADM Drivers adapter
主要完成Codec/DMA/I2S驱动注册,使得ADM可以加载驱动节点;并注册ADM与Drivers交互的接口函数 - ADM Drivers impl
主要完成ADM Drivers adapter接口函数的实现,以及Codec_config.hcs/dai_config.hcs等配置信息的获取,并注册到对应的设备 - Linux Drivers
ADM Drivers impl可以直接阅读硬件手册,完成驱动端到端的配置;也可以借用Linux原生驱动实现与接口,减少开发者工作量。
目录结构
./device/board/hihope/rk3568/audio_drivers
├── codec
│ └── rk809_codec
│ ├── include
│ │ ├── rk809_codec_impl.h
│ │ └── rk817_codec.h
│ └── src
│ ├── rk809_codec_adapter.c
│ ├── rk809_codec_linux_driver.c
│ └── rk809_codec_ops.c
├── dai
│ ├── include
│ │ ├── rk3568_dai_linux.h
│ │ └── rk3568_dai_ops.h
│ └── src
│ ├── rk3568_dai_adapter.c
│ ├── rk3568_dai_linux_driver.c
│ └── rk3568_dai_ops.c
├── dsp
│ ├── include
│ │ └── rk3568_dsp_ops.h
│ └── src
│ ├── rk3568_dsp_adapter.c
│ └── rk3568_dsp_ops.c
├── include
│ ├── audio_device_log.h
│ └── rk3568_audio_common.h
└── soc
├── include
│ └── rk3568_dma_ops.h
└── src
├── rk3568_dma_adapter.c
└── rk3568_dma_ops.c
RK3568适配ADM详细过程
梳理平台Audio框架
梳理目标平台的Audio结构,明确数据流与控制流通路。
- 针对RK3568平台,Audio的结构相对简单见RK3568 Audio总体结构图,Codec作为一个独立设备。I2C完成对设备的控制,I2S完成Codec设备与CPU之间的交互。
- 结合原理图整理I2S通道号,对应的引脚编号;I2C的通道号,地址等硬件信息。
- 获取Codec对应的datasheet,以及RK3568平台的Datasheet(包含I2S/DMA通道等寄存器的介绍)。
熟悉并了解ADM结构
ADM结构框图如下,Audio Peripheral Drivers和Platform Drivers为平台适配需要完成的工作。
结合第1步梳理出来的Audio结构分析,Audio Peripheral Drivers包含Rk809的驱动,Platform Drivers包含DMA驱动和I2S驱动。
需要适配的驱动 | ADM对应模块 | 接口文件路径 |
RK809驱动 | Accessory | drivers/framework/include/audio/audio_accessory_if.h |
DMA驱动 | platform | drivers/framework/include/audio/audio_platform_if.h |
I2S驱动 | DAI | drivers/framework/include/audio/audio_dai_if.h.h |
搭建驱动代码框架
配置HCS文件
在device_info.hcs文件中Audio下注册驱动节点
audio :: host {
hostName = "audio_host";
priority = 60;
device_dai0 :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 1;
priority = 50;
preload = 0;
permission = 0666;
moduleName = "DAI_RK3568";
serviceName = "dai_service";
deviceMatchAttr = "hdf_dai_driver";
}
}
device_codec :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 1;
priority = 50;
preload = 0;
permission = 0666;
moduleName = "CODEC_RK809";
serviceName = "codec_service_0";
deviceMatchAttr = "hdf_codec_driver";
}
}
device_codec_ex :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 1;
priority = 50;
preload = 0;
permission = 0666;
moduleName = "CODEC_RK817";
serviceName = "codec_service_1";
deviceMatchAttr = "hdf_codec_driver_ex";
}
}
device_dsp :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 1;
priority = 50;
preload = 0;
permission = 0666;
moduleName = "DSP_RK3568";
serviceName = "dsp_service_0";
deviceMatchAttr = "hdf_dsp_driver";
}
}
device_dma :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 1;
priority = 50;
preload = 0;
permission = 0666;
moduleName = "DMA_RK3568";
serviceName = "dma_service_0";
deviceMatchAttr = "hdf_dma_driver";
}
}
......
}
c
根据接入的设备,选择Codec节点还是Accessory节点,配置硬件设备对应的私有属性(包含寄存器首地址,相关control寄存器地址)涉及Codec_config.hcs和DAI_config.hcs
配置相关介绍见Audio hcs配置章节以及ADM框架的audio_parse模块代码。
codec/accessory模块
- 将驱动注册到HDF框架中,代码片段如下,启动moduleName与HCS文件的中moduleName一致
struct HdfDriverEntry g_codecDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "CODEC_HI3516",
.Bind = CodecDriverBind,
.Init = CodecDriverInit,
.Release = CodecDriverRelease,
};
HDF_INIT(g_codecDriverEntry);
2.Codec模块需要填充:
g_codecData:codec设备的操作函数集和私有数据集。
g_codecDaiDeviceOps:codecDai的操作函数集,包括启动传输和参数配置等函数接口。
g_codecDaiData:codec的数字音频接口的操作函数集和私有数据集。
3.完成 bind、init和release函数的实现
4.验证
在bind和init函数加调试日志,编译版本并获取系统系统日志:
[ 1.548624] [E/"rk809_codec_adapter"] [Rk809DriverBind][line:258]: enter
[ 1.548635] [E/"rk809_codec_adapter"] [Rk809DriverBind][line:260]: success
[ 1.548655] [E/"rk809_codec_adapter"] [Rk809DriverInit][line:270]: enter
[ 1.549050] [E/"rk809_codec_adapter"] [GetServiceName][line:226]: enter
[ 1.549061] [E/"rk809_codec_adapter"] [GetServiceName][line:250]: success
[ 1.549072] [E/"rk809_codec_adapter"] [Rk809DriverInit][line:316]: g_chip->accessory.drvAccessoryName = codec_service_1
[ 1.549085] [E/audio_core] [AudioSocRegisterDai][line:86]: Register [accessory_dai] success.
[ 1.549096] [E/audio_core] [AudioRegisterAccessory][line:120]: Register [codec_service_1] success.
[ 1.549107] [E/"rk809_codec_adapter"] [Rk809DriverInit][line:323]: success!
DAI模块
- 将I2S驱动注册到HDF框架中,代码片段如下,启动moduleName与HCS文件的中moduleName一致
struct HdfDriverEntry g_daiDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "DAI_RK3568",
.Bind = DaiDriverBind,
.Init = DaiDriverInit,
.Release = DaiDriverRelease,
};
HDF_INIT(g_daiDriverEntry);
c
2.DAI模块填充:
struct AudioDaiOps g_daiDeviceOps = {
.Startup = Rk3568DaiStartup,
.HwParams = Rk3568DaiHwParams,
.Trigger = Rk3568NormalTrigger,
};
struct DaiData g_daiData = {
.Read = Rk3568DeviceReadReg,
.Write = Rk3568DeviceWriteReg,
.DaiInit = Rk3568DaiDeviceInit,
.ops = &g_daiDeviceOps,
};
c
3.完成 bind、init和release函数的实现
4.验证
在bind/init函数加调试日志,编译版本并获取系统系统日志
[ 1.549193] [I/device_node] launch devnode dai_service
[ 1.549204] [E/HDF_LOG_TAG] [DaiDriverBind][line:38]: entry!
[ 1.549216] [E/HDF_LOG_TAG] [DaiDriverBind][line:55]: success!
[ 1.549504] [E/audio_core] [AudioSocRegisterDai][line:86]: Register [dai_service] success.
[ 1.549515] [E/HDF_LOG_TAG] [DaiDriverInit][line:116]: success.
Platform模块
- 将DMA驱动注册到HDF框架中,代码片段如下,启动moduleName与HCS文件的中moduleName一致
struct HdfDriverEntry g_platformDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "DMA_RK3568",
.Bind = PlatformDriverBind,
.Init = PlatformDriverInit,
.Release = PlatformDriverRelease,
};
HDF_INIT(g_platformDriverEntry);
2.DMA模块需要填充:
struct AudioDmaOps g_dmaDeviceOps = {
.DmaBufAlloc = Rk3568DmaBufAlloc,
.DmaBufFree = Rk3568DmaBufFree,
.DmaRequestChannel = Rk3568DmaRequestChannel,
.DmaConfigChannel = Rk3568DmaConfigChannel,
.DmaPrep = Rk3568DmaPrep,
.DmaSubmit = Rk3568DmaSubmit,
.DmaPending = Rk3568DmaPending,
.DmaPause = Rk3568DmaPause,
.DmaResume = Rk3568DmaResume,
.DmaPointer = Rk3568PcmPointer,
};
struct PlatformData g_platformData = {
.PlatformInit = AudioDmaDeviceInit,
.ops = &g_dmaDeviceOps,
};
c
3.完成 bind、init和release函数的实现
4.验证
在bind和init函数加调试日志,编译版本并获取系统系统日志
[ 1.548469] [E/rk3568_platform_adapter] [PlatformDriverBind][line:42]: entry!
[ 1.548481] [E/rk3568_platform_adapter] [PlatformDriverBind][line:58]: success!
[ 1.548492] [E/rk3568_platform_adapter] [PlatformDriverInit][line:100]: entry.
[ 1.548504] [E/rk3568_platform_adapter] [PlatformGetServiceName][line:67]: entry!
[ 1.548515] [E/rk3568_platform_adapter] [PlatformGetServiceName][line:91]: success!
[ 1.548528] [E/audio_core] [AudioSocRegisterPlatform][line:63]: Register [dma_service_0] success.
[ 1.548536] [E/rk3568_platform_adapter] [PlatformDriverInit][line:119]: success.
驱动适配
code/accessory模块
- 读取DTS文件,获取到对应设备节点,使用Linux原生的驱动注册函数,获取到对应device。
static int rk817_platform_probe(struct platform_device *pdev) {
rk817_pdev = pdev;
dev_info(&pdev->dev, "got rk817-codec platform_device");
return 0;
}
static struct platform_driver rk817_codec_driver = {
.driver = {
.name = "rk817-codec", // codec node in dts file
.of_match_table = rk817_codec_dt_ids,
},
.probe = rk817_platform_probe,
.remove = rk817_platform_remove,
};
2.读写寄存器函数封装 根据上述获取到的device, 使用Linux的regmap函数,开发者不需要获取模块的基地址 获取rk817的regmap代码段
g_chip = devm_kzalloc(&rk817_pdev->dev, sizeof(struct Rk809ChipData), GFP_KERNEL);
if (!g_chip) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("no memory");
return HDF_ERR_MALLOC_FAIL;
}
g_chip->pdev = rk817_pdev;
struct rk808 *rk808 = dev_get_drvdata(g_chip->pdev->dev.parent);
if (!rk808) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("%s: rk808 is NULL\n", __func__);
ret = HDF_FAILURE;
RK809ChipRelease();
return ret;
}
g_chip->regmap = devm_regmap_init_i2c(rk808->i2c,
&rk817_codec_regmap_config);
if (IS_ERR(g_chip->regmap)) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("failed to allocate regmap: %ld\n", PTR_ERR(g_chip->regmap));
RK809ChipRelease();
return ret;
}
寄存器读写函数代码段
int32_t Rk809DeviceRegRead(uint32_t reg, uint32_t *val)
{
if (regmap_read(g_chip->regmap, reg, val)) {
AUDIO_DRIVER_LOG_ERR("read register fail: [%04x]", reg);
return HDF_FAILURE;
}
return HDF_SUCCESS;
}
int32_t Rk809DeviceRegWrite(uint32_t reg, uint32_t value) {
if (regmap_write(g_chip->regmap, reg, value)) {
AUDIO_DRIVER_LOG_ERR("write register fail: [%04x] = %04x", reg, value);
return HDF_FAILURE;
}
return HDF_SUCCESS;
}
int32_t Rk809DeviceRegUpdatebits(uint32_t reg, uint32_t mask, uint32_t value) {
if (regmap_update_bits(g_chip->regmap, reg, mask, value)) {
AUDIO_DRIVER_LOG_ERR("update register bits fail: [%04x] = %04x", reg, value);
return HDF_FAILURE;
}
return HDF_SUCCESS;
}
3.寄存器初始化函数
因为使用Linux的regmap函数,所以需要自行定义RegDefaultInit函数,读取hcs中initSeqConfig的寄存器以及数值来进行配置
RK809RegDefaultInit代码段
int32_t RK809RegDefaultInit(struct AudioRegCfgGroupNode **regCfgGroup)
{
int32_t i;
struct AudioAddrConfig *regAttr = NULL;
if (regCfgGroup == NULL || regCfgGroup[AUDIO_INIT_GROUP] == NULL ||
regCfgGroup[AUDIO_INIT_GROUP]->addrCfgItem == NULL || regCfgGroup[AUDIO_INIT_GROUP]->itemNum <= 0) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("input invalid parameter.");
return HDF_ERR_INVALID_PARAM;
}
regAttr = regCfgGroup[AUDIO_INIT_GROUP]->addrCfgItem;
for (i = 0; i < regCfgGroup[AUDIO_INIT_GROUP]->itemNum; i++) {
Rk809DeviceRegWrite(regAttr[i].addr, regAttr[i].value);
}
return HDF_SUCCESS;
}
c
4.封装控制接口的读写函数
设置控制读写函数为RK809CodecReadReg和RK809CodecWriteReg
struct CodecData g_rk809Data = {
.Init = Rk809DeviceInit,
.Read = RK809CodecReadReg,
.Write = RK809CodecWriteReg,
};
struct AudioDaiOps g_rk809DaiDeviceOps = {
.Startup = Rk809DaiStartup,
.HwParams = Rk809DaiHwParams,
.Trigger = RK809NormalTrigger,
};
struct DaiData g_rk809DaiData = {
.DaiInit = Rk809DaiDeviceInit,
.ops = &g_rk809DaiDeviceOps,
};
c
封装控制接口的读写函数
因为原来的读写原型,涉及三个参数(unsigned long virtualAddress,uint32_t reg, uint32_t *val),其中virtualAddress我们并不需要用到,所以封装个接口即可,封装如下
int32_t RK809CodecReadReg(unsigned long virtualAddress,uint32_t reg, uint32_t *val)
{
if (val == NULL) {
AUDIO_DRIVER_LOG_ERR("param val is null.");
return HDF_FAILURE;
}
if (Rk809DeviceRegRead(reg, val)) {
AUDIO_DRIVER_LOG_ERR("read register fail: [%04x]", reg);
return HDF_FAILURE;
}
ADM_LOG_ERR("read reg 0x[%02x] = 0x[%02x]",reg,*val);
return HDF_SUCCESS;
}
int32_t RK809CodecWriteReg(unsigned long virtualAddress,uint32_t reg, uint32_t value)
{
if (Rk809DeviceRegWrite(reg, value)) {
AUDIO_DRIVER_LOG_ERR("write register fail: [%04x] = %04x", reg, value);
return HDF_FAILURE;
}
ADM_LOG_ERR("write reg 0x[%02x] = 0x[%02x]",reg,value);
return HDF_SUCCESS;
}
c
5.其他ops函数
- Rk809DeviceInit,读取hcs文件,初始化Codec寄存器,同时将对应的control配置(/* reg, rreg, shift, rshift, min, max, mask, invert, value */添加到kcontrol,便于dispatch contro进行控制
- Rk809DaiStartup, 读取hcs文件,配置可选设备(codec/accessory)的控制寄存器
- Rk809DaiHwParams, 根据hal下发的audio attrs(采样率、format、channel等),配置对应的寄存器
- RK809NormalTrigger,根据hal下发的操作命令码,操作对应的寄存器,实现Codec的启动停止、录音和放音的切换等
DAI(i2s)模块
- 读写寄存器函数 思路与Codec模块的一致,读取Linux DTS文件,使用Linux的regmap函数完成寄存器的读写操作
int32_t Rk3568DeviceReadReg(unsigned long regBase, uint32_t reg, uint32_t *val)
{
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("entry");
(void)regBase;
struct device_node *dmaOfNode = of_find_node_by_path("/i2s@fe410000");
if(dmaOfNode == NULL) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("of_node is NULL.");
}
struct platform_device *platformdev = of_find_device_by_node(dmaOfNode);
struct rk3568_i2s_tdm_dev *i2s_tdm = dev_get_drvdata(&platformdev->dev);
(void)regBase;
if (regmap_read(i2s_tdm->regmap, reg, val)) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("read register fail: [%04x]", reg);
return HDF_FAILURE;
}
return HDF_SUCCESS;
}
int32_t Rk3568DeviceWriteReg(unsigned long regBase, uint32_t reg, uint32_t value)
{
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("entry");
(void)regBase;
struct device_node *dmaOfNode = of_find_node_by_path("/i2s@fe410000");
if(dmaOfNode == NULL) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("of_node is NULL.");
}
struct platform_device *platformdev = of_find_device_by_node(dmaOfNode);
struct rk3568_i2s_tdm_dev *i2s_tdm = dev_get_drvdata(&platformdev->dev);
if (regmap_write(i2s_tdm->regmap, reg, value)) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("write register fail: [%04x] = %04x", reg, value);
return HDF_FAILURE;
}
return HDF_SUCCESS;
}
c
2.其他ops函数
- Rk3568DaiDeviceInit 原始框架,主要完成DAI_config.hcs参数列表的读取,与HwParams结合,完成参数的设置。
- Rk3568DaiHwParams 主要完成I2S MCLK/BCLK/LRCLK时钟配置。
- 根据不同采样率计算MCLK
int32_t RK3568I2sTdmSetSysClk(struct rk3568_i2s_tdm_dev *i2s_tdm, const struct AudioPcmHwParams *param)
{
/* Put set mclk rate into rockchip_i2s_tdm_set_mclk() */
uint32_t sampleRate = param->rate;
uint32_t mclk_parent_freq = 0;
switch (sampleRate) {
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_8000:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_16000:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_24000:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_32000:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_48000:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_64000:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_96000:
mclk_parent_freq = i2s_tdm->bclk_fs * AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_192000;
break;
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_11025:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_22050:
case AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_44100:
mclk_parent_freq = i2s_tdm->bclk_fs * AUDIO_DEVICE_SAMPLE_RATE_176400;
break;
default:
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("Invalid LRCK freq: %u Hz\n", sampleRate);
return HDF_FAILURE;
}
i2s_tdm->mclk_tx_freq = mclk_parent_freq;
i2s_tdm->mclk_rx_freq = mclk_parent_freq;
return HDF_SUCCESS;
}
c
2.根据获取的mclk,计算BCLK/LRclk分频系数
- Rk3568NormalTrigger 根据输入输出类型,以及cmd(启动/停止/暂停/恢复),完成一系列配置:
- mclk的启停
- DMA搬运的启停
- 传输的启停 详细实现见代码,参考Linux原生I2s驱动对应接口函数
// 启动/恢复流程
if (streamType == AUDIO_RENDER_STREAM) {
clk_prepare_enable(i2s_tdm->mclk_tx);
regmap_update_bits(i2s_tdm->regmap, I2S_DMACR,
I2S_DMACR_TDE_ENABLE,
I2S_DMACR_TDE_ENABLE);
} else {
clk_prepare_enable(i2s_tdm->mclk_rx);
regmap_update_bits(i2s_tdm->regmap, I2S_DMACR,
I2S_DMACR_RDE_ENABLE,
I2S_DMACR_RDE_ENABLE);
if (regmap_read(i2s_tdm->regmap, I2S_DMACR, &val)) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("read register fail: [%04x]", I2S_DMACR);
return ;
}
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("i2s reg: 0x%x = 0x%x ", I2S_DMACR, val);
}
if (atomic_inc_return(&i2s_tdm->refcount) == 1) {
regmap_update_bits(i2s_tdm->regmap, I2S_XFER,
I2S_XFER_TXS_START |
I2S_XFER_RXS_START,
I2S_XFER_TXS_START |
I2S_XFER_RXS_START);
if (regmap_read(i2s_tdm->regmap, I2S_XFER, &val)) {
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("read register fail: [%04x]", I2S_XFER);
return ;
}
AUDIO_DEVICE_LOG_ERR("i2s reg: 0x%x = 0x%x ", I2S_XFER, val);
}
c
Platform(DMA)模块
ops函数相关函数
- Rk3568DmaBufAlloc/Rk3568DmaBufFree
获取DMA设备节点,参考I2s设备获取方式,使用系统函数dma_alloc_wc/dma_free_wc,完成DMA虚拟内存与物理内存的申请/释放 - Rk3568DmaRequestChannel
使用Linux DMA原生接口函数获取DMA传输通道,dma_request_slave_channel
dmaRtd->dmaChn[streamType] = dma_request_slave_channel(dmaDevice, dmaChannelNames[streamType]);
- Rk3568DmaConfigChannel
- Rk3568DmaSubmit/Rk3568DmaPending
使用Linux DMA原生接口函数dmaengine_prep_dma_cyclic,初始化一个具体的周期性的DMA传输描述符dmaengine_submit接口将该描述符放到传输队列上,然后调用dma_async_issue_pending接口,启动传输。 - Rk3568PcmPointer
第4步完成之后,ADM框架调用Rk3568PcmPointer,循环写cirBuf,计算pointer
dma_chn = dmaRtd->dmaChn[DMA_TX_CHANNEL];
buf_size = data->renderBufInfo.cirBufSize;
dmaengine_tx_status(dma_chn, dmaRtd->cookie[DMA_TX_CHANNEL], &dma_state);
if (dma_state.residue) {
currentPointer = buf_size - dma_state.residue;
*pointer = BytesToFrames(data->pcmInfo.frameSize, currentPointer);
} else {
*pointer = 0;
}
- Rk3568DmaPause
使用Linux DMA原生接口函数dmaengine_terminate_async,停止DMA传输
dmaengine_terminate_async(dmaChan);
- Rk3568DmaResume
暂停使用的DMA停止函数,对应恢复,相当于重启DMA传输,执行Rk3568DmaSubmit/Rk3568DmaPending相关操作即可完成
适配中遇到问题与解决方案
- 播放一段时间后,停止播放,持续有尖锐的很小的声音 问题原因:播放停止后,Codec相关器件没有下电 解决方案:注册Codec的trigger函数,当接收到Cmd为Stop时,对Codec进行下电
- 播放一段时间后,停止播放,然后重新播放没有声音 问题原因:DMA驱动的PAUSE接口函数,并未停止DMA传输 解决方案:暂停状态不再使用DMA的PAUSE函数,而是使用DAM传输停止接口; 相对应的,恢复函数的业务逻辑相当于重启DMA传输,执行 Rk3568DmaSubmit/Rk3568DmaPending相关操作即可完成
- 播放存在杂音 问题原因:DMA数据搬运pointer位置不正确 解决方案:Rk3568PcmPointer函数返回值为DMA搬运的内存位置,用缓存区buf与dma_state.residue的差值计算
- 可以放音,但Mclk引脚没有时钟信号 问题原因:DTS文件pin-ctrl没有配置mclk的引脚 解决方案:修改DTS文件
Camera
基本概念
OpenHarmony相机驱动框架模型对上实现相机HDI接口,对下实现相机Pipeline模型,管理相机各个硬件设备。各层的基本概念如下。
- HDI实现层:对上实现OHOS相机标准南向接口。
- 框架层:对接HDI实现层的控制、流的转发,实现数据通路的搭建、管理相机各个硬件设备等功能。
- 适配层:屏蔽底层芯片和OS差异,支持多平台适配。
Camera驱动框架介绍
源码框架介绍
Camera 驱动框架所在的仓为:drivers_peripheral,源码目录为:“drivers/peripheral/camera”。
|-- README_zh.md
|-- figures
| -- logic-view-of-modules-related-to-this-repository_zh.png
|-- hal
| |-- BUILD.gn #Camera驱动框架构建入口
| |-- adapter #平台适配层,适配平台
| |-- buffer_manager
| |-- camera.gni #定义组件所使用的全局变量
| |-- device_manager
| |-- hdi_impl
| |-- include
| |-- init #demo sample
| |-- pipeline_core
| |-- test #测试代码
| |-- utils
|-- hal_c #为海思平台提供专用C接口
| |-- BUILD.gn
| |-- camera.gni
| |-- hdi_cif
| |-- include
|-- interfaces #HDI接口
|-- hdi_ipc
|-- hdi_passthrough
|-- include
Camera hcs文件是每个chipset可配置的。所以放在chipset相关的仓下。以rk3568为例。仓名为: vendor_hihope,源码目录为:“vendor/hihope/rk3568/hdf_config/uhdf/camera”。
├── hdi_impl
│ └── camera_host_config.hcs
└── pipeline_core
├── config.hcs
├── ipp_algo_config.hcs
└── params.hcs
Camera chipset 相关代码路径以3568为例仓名为:device_hihope。路径为:device/board/hihope/rk3568/camera/
├── BUILD.gn
├── demo
│ └── include
│ └── project_camera_demo.h
├── device_manager
│ ├── BUILD.gn
│ ├── include
│ │ ├── imx600.h
│ │ ├── project_hardware.h
│ │ └── rkispv5.h
│ └── src
│ ├── imx600.cpp
│ └── rkispv5.cpp
├── driver_adapter
│ └── test
│ ├── BUILD.gn
│ ├── unittest
│ │ ├── include
│ │ │ └── utest_v4l2_dev.h
│ │ └── src
│ │ └── utest_v4l2_dev.cpp
│ └── v4l2_test
│ └── include
│ └── project_v4l2_main.h
└── pipeline_core
├── BUILD.gn
└── src
├── ipp_algo_example
│ └── ipp_algo_example.c
└── node
├── rk_codec_node.cpp
└── rk_codec_node.h
Camera 驱动框架配置
RK3568 配置文件路径:
“vendor/hihope/rk3568/hdf_config/uhdf/device_info.hcs”。说明:其他平台可参考RK3568适配。
hdi_server :: host {
hostName = "camera_host";
priority = 50;
caps = ["DAC_OVERRIDE", "DAC_READ_SEARCH"];
camera_device :: device {
device0 :: deviceNode {
policy = 2;
priority = 100;
moduleName = "libcamera_hdi_impl.z.so";
serviceName = "camera_service";
}
}
...
}
参数说明: Host:一个host节点即为一个独立进程,如果需要独立进程,新增属于自己的host节点。 Policy: 服务发布策略,HDI服务请设置为“2” moduleName: 驱动实现库名。 serviceName:服务名称,请保持全局唯一性。
Camera_host驱动实现入口
文件路径:drivers/peripheral/camera/interfaces/hdi_ipc/server/src/camera_host_driver.cpp
分发设备服务消息 cmd Id:请求消息命令字。 Data:其他服务或者IO请求数据。 Reply:存储返回消息内容数据。
static int32_t CameraServiceDispatch(struct HdfDeviceIoClient *client, int cmdId,
struct HdfSBuf *data, struct HdfSBuf *reply)
{
HdfCameraService *hdfCameraService = CONTAINER_OF(client->device->service, HdfCameraService, ioservice);
return CameraHostServiceOnRemoteRequest(hdfCameraService->instance, cmdId, data, reply);
}
绑定设备服务:初始化设备服务对象和资源对象。
int HdfCameraHostDriverBind(HdfDeviceObject *deviceObject)
{
HDF_LOGI("HdfCameraHostDriverBind enter!");
if (deviceObject == nullptr) {
HDF_LOGE("HdfCameraHostDriverBind: HdfDeviceObject is NULL !");
return HDF_FAILURE;
}
驱动初始化函数: 探测并初始化驱动程序
int HdfCameraHostDriverInit(struct HdfDeviceObject *deviceObject)
{
return HDF_SUCCESS;
}
驱动资源释放函数 : 如已经绑定的设备服务对象
void HdfCameraHostDriverRelease(HdfDeviceObject *deviceObject)
{
if (deviceObject == nullptr || deviceObject->service == nullptr) {
HDF_LOGE("%{public}s deviceObject or deviceObject->service is NULL!", __FUNCTION__);
return;
}
HdfCameraService *hdfCameraService = CONTAINER_OF(deviceObject->service, HdfCameraService, ioservice);
if (hdfCameraService == nullptr) {
HDF_LOGE("%{public}s hdfCameraService is NULL!", __FUNCTION__);
return;
}
定义驱动描述符:将驱动代码注册给驱动框架。
struct HdfDriverEntry g_cameraHostDriverEntry = {
.moduleVersion = 1,
.moduleName = "camera_service",
.Bind = HdfCameraHostDriverBind,
.Init = HdfCameraHostDriverInit,
.Release = HdfCameraHostDriverRelease,
};
Camera配置信息介绍
Camera模块内部,所有配置文件使用系统支持的HCS类型的配置文件,HCS类型的配置文件,在编译时,会转成HCB文件,最终烧录到开发板里的配置文件即为HCB格式,代码中通过HCS解析接口解析HCB文件,获取配置文件中的信息。
hc_gen("build_camera_host_config") {
sources = [ rebase_path(
"$camera_product_name_path/hdf_config/uhdf/camera/hdi_impl/camera_host_config.hcs") ]
}
ohos_prebuilt_etc("camera_host_config.hcb") {
deps = [ ":build_camera_host_config" ]
hcs_outputs = get_target_outputs(":build_camera_host_config")
source = hcs_outputs[0]
relative_install_dir = "hdfconfig"
install_images = [ chipset_base_dir ]
subsystem_name = "hdf"
part_name = "camera_device_driver"
}
Camera适配介绍
新产品平台适配简介
drivers/peripheral/camera/hal/camera.gni 文件中可根据编译时传入的product_company product_name和device_name调用不同chipset的product.gni
if (defined(ohos_lite)) {
import("//build/lite/config/component/lite_component.gni")
import(
"//device/soc/hisilicon/common/hal/media/camera/hi3516dv300/linux_standard/camera/product.gni")
} else {
import("//build/ohos.gni")
if ("${product_name}" == "ohos-arm64") {
import(
"//drivers/peripheral/camera/hal/adapter/chipset/rpi/rpi3/device/camera/product.gni")
} else if ("${product_name}" == "Hi3516DV300") {
import(
"//device/soc/hisilicon/common/hal/media/camera/hi3516dv300/linux_standard/camera/product.gni")
} else if ("${product_name}" == "watchos") {
import(
"//device/soc/hisilicon/common/hal/media/camera/hi3516dv300/linux_standard/camera/product.gni")
} else {
import(
"//device/board/${product_company}/${device_name}/camera/product.gni")
}
}
在如下路径的product.gni指定了编译不同chipset相关的代码的路径:
device/${product_company}/${device_name}/camera/
如下是rk3568的product.gni:
camera_device_name_path = "//device/board/${product_company}/${device_name}"
is_support_v4l2 = true
if (is_support_v4l2) {
is_support_mpi = false
defines += [ "SUPPORT_V4L2" ]
chipset_build_deps = "$camera_device_name_path/camera/:chipset_build"
camera_device_manager_deps =
"$camera_device_name_path/camera/src/device_manager:camera_device_manager"
camera_pipeline_core_deps =
"$camera_device_name_path/camera/src/pipeline_core:camera_pipeline_core"
}
product.gni中指定了chipset_build_deps camera_device_manager_deps 和 camera_pipeline_core_deps 三个代码编译路径。该路径在drivers/peripheral/camera/hal/BUILD.gn中会被使用
框架适配介绍
![dayu200-camera-01.png](/doc_v3.2Beta_1679447453/zh-cn/device-dev/porting/figures/dayu200/dayu200-camera-01.png)
以V4l2为例,pipeline的连接方式是在HCS配置文件中配置连接,数据源我们称之为SourceNode,主要包括硬件设备的控制、数据流的轮转等。 ISPNode可根据需要确定是否添加此Node,因为在很多操作上其都可以和SensorNode统一为SourceNode。SinkNode为pipeline中数据传输的重点,到此处会将数据传输回buffer queue中。
pipeline中的Node是硬件/软件模块的抽象,所以对于其中硬件模块Node,其是需要向下控制硬件模块的,在控制硬件模块前,需要先获取其对应硬件模块的deviceManager,通过deviceManager向下传输控制命令/数据buffer,所以deviceManager中有一个v4l2 device manager抽象模块,用来创建各个硬件设备的manager、controller.如上sensorManager、IspManager,sensorController等,所以v4l2 device manager其实是各个硬件设备总的一个管理者。
deviceManager中的controller和驱动适配层直接交互。
基于以上所描述,如需适配一款以linux v4l2框架的芯片平台,只需要修改适配如上图中颜色标记模块及HCS配置文件(如为标准v4l2框架,基本可以延用当前已适配代码),接下来单独介绍修改模块。
主要适配添加如下目录:
“vendor/hihope/rk3568/hdf_config/uhdf/camera/”:当前芯片产品的HCS配置文件目录。
“device/hihope/rk3568/camera/”:当前芯片产品的代码适配目录。
“drivers/peripheral/camera/hal/adapter/platform/v4l2”:平台通用公共代码。
HCS配置文件适配介绍
├── hdi_impl
│ └── camera_host_config.hcs
└── pipeline_core
├── config.hcs
├── ipp_algo_config.hcs
└── params.hcs
以RK3568开发板为例,其hcs文件应该放在对应的路径中。
vendor/${product_company}/${product_name}/ hdf_config/uhdf/camera/
template ability {
logicCameraId = "lcam001";
physicsCameraIds = [
"CAMERA_FIRST",
"CAMERA_SECOND"
];
metadata {
aeAvailableAntiBandingModes = [
"OHOS_CONTROL_AE_ANTIBANDING_MODE_OFF",
"OHOS_CONTROL_AE_ANTIBANDING_MODE_50HZ",
"OHOS_CONTROL_AE_ANTIBANDING_MODE_60HZ",
"OHOS_CONTROL_AE_ANTIBANDING_MODE_AUTO"
];
hdi_impl下的“camera_host_config.hcs”为物理/逻辑Camera配置、能力配置,此处的物理/逻辑Camera配置,需要在hal内部使用,逻辑Camera及能力配置需要上报给上层,请按照所适配的芯片产品添加其能力配置。其中所用的能力值为键值对,定义在//drivers/peripheral/camera/hal/hdi_impl/include/camera_host/metadata_enum_map.h中。
normal_preview :: pipeline_spec {
name = "normal_preview";
v4l2_source :: node_spec {
name = "v4l2_source#0";
status = "new";
out_port_0 :: port_spec {
name = "out0";
peer_port_name = "in0";
peer_port_node_name = "sink#0";
direction = 1;
width = 0;
height = 0;
format = 0;
}
}
sink :: node_spec {
name = "sink#0";
status = "new";
stream_type = "preview";
in_port_0 :: port_spec {
name = "in0";
peer_port_name = "out0";
peer_port_node_name = "v4l2_source#0";
direction = 0;
}
}
}
pipeline_core下的“config.hcs”为pipeline的连接方式,按场景划分每一路流由哪些Node组成,其连接方式是怎样的。
上面为preview场景的示例,normal_preview为该场景的名称,source和sink为Node,source为数据数据源端,sink为末端,source为第一个node,node的名称是source#0,status、in/out_port分别为Node状态及输入/输出口的配置。
以in_port_0为例,name = “in0”代表它的输入为“port0”,它的对端为source node的port口out0口,direction为它的源Node和对端Node是否为直连方式。如新添加芯片产品,必须按实际连接方式配置此文件。
新增功能node时需继承NodeBase类,且在cpp文件中注册该node。具体可参考//drivers/peripheral/camera/hal/pipeline_core/nodes/src下已经实现的node。
root {
module = "";
template stream_info {
id = 0;
name = "";
}
template scene_info {
id = 0;
name = "";
}
preview :: stream_info {
id = 0;
name = "preview";
}
video :: stream_info {
id = 1;
name = "video";
}
param.hcs为场景、流类型名及其id定义,pipeline内部是以流id区分流类型的,所以此处需要添加定义。
Chipset 和Platform适配介绍
platform为平台性公共代码,如linux标准v4l2适配接口定义,为v4l2框架适配的通用node.以及为v4l2框架适配的通用device_manager等。目录结构如下:
drivers/peripheral/camera/hal/adapter/platform
├── mpp
│ └── src
│ ├── device_manager
│ └── pipeline_core
└── v4l2
└── src
├── device_manager
├── driver_adapter
└── pipeline_core
“platform”目录下的“v4l2”包含了“src”, “src”中“driver_adapter”为linux v4l2标准适配接口,如有定制化功能需求,可继承driver_adapter,将定制化的具体功能接口放在chipset中实现。如无芯片定制化功能,可直接使用已有的driver_adapter。
platform目录下的Nodes为依据linux v4l2标准实现的硬件模块v4l2_source_node和uvc_node(usb热插拔设备,此模块也为linux标准接口,可直接使用),如下图为v4l2_source_node的接口声明头文件。
namespace OHOS::Camera {
class V4L2SourceNode : public SourceNode {
public:
V4L2SourceNode(const std::string& name, const std::string& type);
~V4L2SourceNode() override;
RetCode Init(const int32_t streamId) override;
RetCode Start(const int32_t streamId) override;
RetCode Flush(const int32_t streamId) override;
RetCode Stop(const int32_t streamId) override;
RetCode GetDeviceController();
void SetBufferCallback() override;
RetCode ProvideBuffers(std::shared_ptr<FrameSpec> frameSpec) override;
private:
std::mutex requestLock_;
std::map<int32_t, std::list<int32_t>> captureRequests_ = {};
std::shared_ptr<SensorController> sensorController_ = nullptr;
std::shared_ptr<IDeviceManager> deviceManager_ = nullptr;
};
} // namespace OHOS::Camera
Init接口为模块初始化接口。
Start为使能接口,比如start stream功能等。
Stop为停止接口。
GetDeviceController为获取deviceManager对应的controller接口。
chipset为具体某芯片平台相关代码,例如,如和“rk3568”开发板 为例。device_manager目录下可存放该开发板适配过的sensor的相关配置文件。pipeline_core路径下可以存放由chipset开发者为满足特点需求增加的pipeline node等。
device/board/hihope/rk3568/camera
├── BUILD.gn
├── camera_demo
│ └── project_camera_demo.h
├── include
│ └── device_manager
├── product.gni
└── src
├── device_manager
├── driver_adapter
└── pipeline_core
device/board/hihope/rk3568/camera/目录包含了“include”和“src”,“camera_demo”“src”中“device_manager”中包含了chipset 适配的sensor的文件,配合platform下device_manager的设备管理目录,主要对接pipeline,实现平台特有的硬件处理接口及数据buffer的下发和上报、metadata的交互。
下图为device_manager的实现框图,pipeline控制管理各个硬件模块,首先要获取对应设备的manager,通过manager获取其对应的controller,controller和对应的驱动进行交互 。
deviceManager中需要实现关键接口介绍。
class SensorController : public IController {
public:
SensorController();
explicit SensorController(std::string hardwareName);
virtual ~SensorController();
RetCode Init();
RetCode PowerUp();
RetCode PowerDown();
RetCode Configure(std::shared_ptr<CameraStandard::CameraMetadata> meta);
RetCode Start(int buffCont, DeviceFormat& format);
RetCode Stop();
RetCode SendFrameBuffer(std::shared_ptr<FrameSpec> buffer);
void SetNodeCallBack(const NodeBufferCb cb);
void SetMetaDataCallBack(const MetaDataCb cb);
void BufferCallback(std::shared_ptr<FrameSpec> buffer);
void SetAbilityMetaDataTag(std::vector<int32_t> abilityMetaDataTag);
}
PowerUp为上电接口,OpenCamera时调用此接口进行设备上电操作。 PowerDown为下电接口,CloseCamera时调用此接口进行设备下电操作。 Configures为Metadata下发接口,如需设置metadata参数到硬件设备,可实现此接口进行解析及下发。 Start为硬件模块使能接口,pipeline中的各个node进行使能的时候,会去调用,可根据需要定义实现,比如sensor的起流操作就可放在此处进行实现。 Stop和Start为相反操作,可实现停流操作。 SendFrameBuffer为每一帧buffer下发接口,所有和驱动进行buffer交互的操作,都是通过此接口进行的。 SetNodeCallBack为pipeline,通过此接口将buffer回调函数设置到devicemanager。 SetMetaDataCallBack为metadata回调接口,通过此接口将从底层获取的metadata数据上报给上层。 BufferCallback上传每一帧已填充数据buffer的接口,通过此接口将buffer上报给pipeline。 SetAbilityMetaDataTag设置需要从底层获取哪些类型的metadata数据,因为框架支持单独获取某一类型或多类型的硬件设备信息,所以可以通过此接口,获取想要的metadata数据。
其余接口可参考“drivers/peripheral/camera/hal/adapter/platform/v4l2/src/device_manager/”
IPP适配介绍
IPP是pipeline 中的一个算法插件模块,由ippnode加载,对流数据进行算法处理,ippnode支持同时多路数据输入,只支持一路数据输出。ippnode加载算法插件通过如下hcs文件指定: vendor/${product_company}/${product_name}/hdf_config/uhdf/camera/pipeline_core/ipp_algo_config.hcs 其中:
root {
module="sample";
ipp_algo_config {
algo1 {
name = "example";
description = "example algorithm";
path = "libcamera_ipp_algo_example.z.so";
mode = "IPP_ALGO_MODE_NORMAL";
}
}
}
name:算法插件名称 description:描述算法插件的功能 path:算法插件所在路径 mode:算法插件所运行的模式
算法插件可运行的模式由 drivers/peripheral/camera/hal/pipeline_core/ipp/include/ipp_algo.h中的IppAlgoMode提供,可以根据需要进行扩展。
enum IppAlgoMode {
IPP_ALGO_MODE_BEGIN,
IPP_ALGO_MODE_NORMAL = IPP_ALGO_MODE_BEGIN,
IPP_ALGO_MODE_BEAUTY,
IPP_ALGO_MODE_HDR,
IPP_ALGO_MODE_END
};
算法插件由gn文件 device/${product_company}/${device_name}/camera/BUILD.gn进行编译,算法插件需实现如下接口(接口由ipp_algo.h指定)供ippnode调用:
typedef struct IppAlgoFunc {
int (*Init)(IppAlgoMeta* meta);
int (*Start)();
int (*Flush)();
int (*Process)(IppAlgoBuffer* inBuffer[], int inBufferCount, IppAlgoBuffer* outBuffer, IppAlgoMeta* meta);
int (*Stop)();
} IppAlgoFunc;
1) Init : 算法插件初始化接口,在起流前被ippnode 调用,其中IppAlgoMeta 定义在ipp_algo.h 中,为ippnode和算法插件提供非图像数据的传递通道,如当前运行的场景,算法处理后输出的人脸坐标等等,可根据实际需求进行扩展。 2) Start:开始接口,起流时被ippnode 调用 3) Flush:刷新数据的接口,停流之前被ippnode 调用。此接口被调用时,算法插件需尽可能快地停止处理。 4) Process: 数据处理接口,每帧数据都通过此接口输入至算法插件进行处理。inBuffer是一组输入buffer,inBufferCount是输入buffer 的个数,outBuffer是输出buffer,meta是算法处理时产生的非图像数据,IppAlgoBuffer在ipp_algo.h中定义 5) Stop:停止处理接口,停流时被ippnode调用
typedef struct IppAlgoBuffer {
void* addr;
unsigned int width;
unsigned int height;
unsigned int stride;
unsigned int size;
int id;
} IppAlgoBuffer;
其中上边代码中的id指的是和ippnode对应的port口id,比如inBuffer[0]的id为0,则对应的是ippnode 的第0个输入port口。需要注意的是outBuffer可以为空,此时其中一个输入buffer 被ippnode作为输出buffer传递到下个node,inBuffer至少有一个buffer不为空。输入输出buffer 由pipeline配置决定。 比如在普通预览场景无算法处理且只有一路拍照数据传递到ippnode的情况下,输入buffer只有一个,输出buffer为空,即对于算法插件输入buffer 进行了透传; 比如算法插件进行两路预览图像数据进行合并的场景,第一路buffer需要预览送显示。把第二路图像拷贝到第一路的buffer即可,此时输入buffer有两个,输出buffer为空; 比如在算法插件中进行预览数据格式转换的场景,yuv转换为RGBA,那么只有一个yuv格式的输入buffer的情况下无法完成RGBA格式buffer的输出,此时需要一个新的buffer,那么ippnode的输出port口buffer作为outBuffer传递到算法插件。也即输入buffer只有一个,输出buffer也有一个。
ippnode的port口配置请查看3.3小节的config.hcs的说明。
适配V4L2驱动实例
本章节目的是在v4l2框架下适配RK3568开发板。
区分V4L2 platform相关代码并将其放置“drivers/peripheral/camera/hal/adapter/platform/v4l2”目录下,该目录中包含了“device_manager”“driver_adapter”和“pipeline_core”三个目录。其中“driver_adapter”目录中存放着v4l2协议相关代码。可通过它们实现与v4l2底层驱动交互。该目录下“Pipeline_core”目录与“drivers/peripheral/camera/hal/pipeline_core”中代码组合为pipeline框架。v4l2_source_node 和 uvc_node为v4l2专用Node。device_manager目录存放着向北与pipeline向南与v4l2 adapter交互的代码
drivers/peripheral/camera/hal/adapter/platform/v4l2/src/
├── device_manager
│ ├── enumerator_manager.cpp
│ ├── flash_controller.cpp
│ ├── flash_manager.cpp
│ ├── idevice_manager.cpp
│ ├── include
│ ├── isp_controller.cpp
│ ├── isp_manager.cpp
│ ├── sensor_controller.cpp
│ ├── sensor_manager.cpp
│ └── v4l2_device_manager.cpp
├── driver_adapter
│ ├── BUILD.gn
│ ├── include
│ ├── main_test
│ └── src
└── pipeline_core
└── nodes
区分V4L2 chipset相关代码并将其放置在“device/ ${product_company}/${device_name} /camera”目录下。
├── BUILD.gn
├── camera_demo
│ └── project_camera_demo.h
├── include
│ └── device_manager
├── product.gni
└── src
├── device_manager
├── driver_adapter
└── pipeline_core
其中“driver_adapter”目录中包含了关于RK3568 driver adapter的测试用例头文件。Camera_demo目录存放了camera hal 中demo测试用例的chipset相关的头文件。device_manager存放了RK3568适配的camera sensor 读取设备能力的代码 其中,project_hardware.h 比较关键,存放了device_manager支持当前chipset的设备列表。如下:
namespace OHOS::Camera {
std::vector<HardwareConfiguration> hardware = {
{CAMERA_FIRST, DM_M_SENSOR, DM_C_SENSOR, (std::string) "rkisp_v5"},
{CAMERA_FIRST, DM_M_ISP, DM_C_ISP, (std::string) "isp"},
{CAMERA_FIRST, DM_M_FLASH, DM_C_FLASH, (std::string) "flash"},
{CAMERA_SECOND, DM_M_SENSOR, DM_C_SENSOR, (std::string) "Imx600"},
{CAMERA_SECOND, DM_M_ISP, DM_C_ISP, (std::string) "isp"},
{CAMERA_SECOND, DM_M_FLASH, DM_C_FLASH, (std::string) "flash"}
};
} // namespace OHOS::Camera
修改编译选项来达到根据不同的编译chipset来区分v4l2和其他框架代码编译。增加device/${product_company}/${device_name}/camera/product.gni
camera_product_name_path = "//vendor/${product_company}/${product_name}"
camera_device_name_path = "//device/board/${product_company}/${device_name}"
is_support_v4l2 = true
if (is_support_v4l2) {
is_support_mpi = false
defines += [ "SUPPORT_V4L2" ]
chipset_build_deps = "$camera_device_name_path/camera/:chipset_build"
camera_device_manager_deps =
"$camera_device_name_path/camera/src/device_manager:camera_device_manager"
camera_pipeline_core_deps =
"$camera_device_name_path/camera/src/pipeline_core:camera_pipeline_core"
}
当“product.gni”被// drivers/peripheral/camera/hal/camera.gni加载,就说明要编译v4l2相关代码。在//drivers/peripheral/camera/hal/camera.gni中根据编译时传入的product_name和device_name名来加载相应的gni文件。
import("//build/ohos.gni")
if ("${product_name}" == "ohos-arm64") {
import(
"//drivers/peripheral/camera/hal/adapter/chipset/rpi/rpi3/device/camera/product.gni")
} else if ("${product_name}" == "Hi3516DV300") {
import(
"//device/soc/hisilicon/common/hal/media/camera/hi3516dv300/linux_standard/camera/product.gni")
“drivers/peripheral/camera/hal/BUILD.gn”中会根据 chipset_build_deps camera_device_manager_deps 和 camera_pipeline_core_deps来编译不同的chipset
print("product_name : , ${product_name}")
group("camera_hal") {
if (is_standard_system) {
deps = [
"$camera_path/../interfaces/hdi_ipc/client:libcamera_client",
"buffer_manager:camera_buffer_manager",
"device_manager:camera_device_manager",
"hdi_impl:camera_hdi_impl",
"init:ohos_camera_demo",
"pipeline_core:camera_pipeline_core",
"utils:camera_utils",
]
deps += [ "${chipset_build_deps}" ]
}
Camera hal层向下屏蔽了平台及芯片差异,对外(Camera service或者测试程序)提供统一接口,其接口定义在“drivers/peripheral/camera/interfaces/include”目录下:
├── icamera_device_callback.h
├── icamera_device.h
├── icamera_host_callback.h
├── icamera_host.h
├── ioffline_stream_operator.h
├── istream_operator_callback.h
├── istream_operator.h
测试时,只需要针对所提供的对外接口进行测试,即可完整测试Camera hal层代码,具体接口说明,可参考“drivers/peripheral/camera/interfaces”目录下的“README_zh.md”和头文件接口定义。具体的调用流程,可参考测试demo:drivers/peripheral/camera/hal/init。
camera适配过程中问题以及解决方案
修改SUBWINDOW_TYPE和送显format
修改RGBA888送显,模式由video 改为 SUBWINDOW_TYPE为normal模式:
由于openharmony 较早实现的是3516平台camera, 该平台采用PIXEL_FMT_YCRCB_420_SP格式送显,而RK3568需将预览流由yuv420转换为PIXEL_FMT_RGBA_8888送上屏幕才可被正确的显示。具体需修改foundation/ace/ace_engine/frameworks/core/components/camera/standard_system/camera.cpp 文件中如下内容,该文件被编译在libace.z.so中
#ifdef PRODUCT_RK
previewSurface_->SetUserData(SurfACE_FORMAT, std::to_string(PIXEL_FMT_RGBA_8888));
previewSurface_->SetUserData(CameraStandard::CameraManager::SurfaceFormat,
std::to_string(OHOS_CAMERA_FORMAT_RGBA_8888));
#else
previewSurface_->SetUserData(SurfACE_FORMAT, std::to_string(PIXEL_FMT_YCRCB_420_SP));
previewSurface_->SetUserData(CameraStandard::CameraManager::SurfaceFormat,
std::to_string(OHOS_CAMERA_FORMAT_YCRCB_420_SP));
#endif
foundation/multimedia/camera_standard/services/camera_service/src/hstream_repeat.cpp 文件中如下内容,该文件被编译在libcamera_service.z.so中
void HStreamRepeat::SetStreamInfo(std::shared_ptr<Camera::StreamInfo> streamInfo)
{
int32_t pixelFormat;
auto it = g_cameraToPixelFormat.find(format_);
if (it != g_cameraToPixelFormat.end()) {
pixelFormat = it->second;
} else {
#ifdef RK_CAMERA
pixelFormat = PIXEL_FMT_RGBA_8888;
#else
pixelFormat = PIXEL_FMT_YCRCB_420_SP;
#endif
如上3516平台是使用VO通过VO模块驱动直接送显,所以在ace中配置的subwindows模式为SUBWINDOW_TYPE_VIDEO. 需在foundation/ace/ace_engine/frameworks/core/components/camera/standard_system/camera.cpp文件中做如下修改,该文件被编译在libace.z.so中
#ifdef PRODUCT_RK
option->SetWindowType(SUBWINDOW_TYPE_NORMAL);
#else
option->SetWindowType(SUBWINDOW_TYPE_VIDEO);
#endif
增加rk_codec_node
在该node中完成rgb转换,jpeg和h264压缩编解码前文讲过camera hal的pipeline模型的每一个node都是camera数据轮转过程中的一个节点,由于当前camera hal v4l2 adapter只支持一路流进行数据轮转,那么拍照和录像流就必须从单一的预览流中拷贝。现阶段openharmony也没有专门的服务端去做codec和rgb转换jpeg压缩的工作。那么只能在camera hal中开辟一个专有node去做这些事情,也就是rk_codec_node。 Hcs中增加rk_codec_node连接模型: 修改vendor/hihope/rk3568/hdf_config/uhdf/camera/pipeline_core/config.hcs文件
normal_preview_snapshot :: pipeline_spec {
name = "normal_preview_snapshot";
v4l2_source :: node_spec {
name = "v4l2_source#0";
status = "new";
out_port_0 :: port_spec {
name = "out0";
peer_port_name = "in0";
peer_port_node_name = "fork#0";
direction = 1;
}
}
fork :: node_spec {
name = "fork#0";
status = "new";
in_port_0 :: port_spec {
name = "in0";
peer_port_name = "out0";
peer_port_node_name = "v4l2_source#0";
direction = 0;
}
out_port_0 :: port_spec {
name = "out0";
peer_port_name = "in0";
peer_port_node_name = "RKCodec#0";
direction = 1;
}
out_port_1 :: port_spec {
name = "out1";
peer_port_name = "in0";
peer_port_node_name = "RKCodec#1";
direction = 1;
}
}
RKCodec_1 :: node_spec {
name = "RKCodec#0";
status = "new";
in_port_0 :: port_spec {
name = "in0";
peer_port_name = "out0";
peer_port_node_name = "fork#0";
direction = 0;
}
out_port_0 :: port_spec {
name = "out0";
peer_port_name = "in0";
peer_port_node_name = "sink#0";
direction = 1;
}
}
RKCodec_2 :: node_spec {
name = "RKCodec#1";
以预览加拍照双路流为列,v4l2_source_node为数据源,流向了fork_node,rork_node将预览数据直接送给RKCodec node, 将拍照数据流拷贝一份也送给RKCodec node进行转换。转换完成的数据将送给sink node后交至buffer的消费端。
device/board/hihope/rk3568/camera/src/pipeline_core/BUILD.gn中添加rk_codec_node.cpp和相关依赖库的编译。其中librga为yuv到rgb格式转换库,libmpp为yuv到H264编解码库,libjpeg为yuv到jpeg照片的压缩库。
ohos_shared_library("camera_pipeline_core") {
sources = [
"$camera_device_name_path/camera/src/pipeline_core/node/rk_codec_node.cpp",
"$camera_path/adapter/platform/v4l2/src/pipeline_core/nodes/uvc_node/uvc_node.cpp",
"$camera_path/adapter/platform/v4l2/src/pipeline_core/nodes/v4l2_source_node/v4l2_source_node.cpp",
deps = [
"$camera_path/buffer_manager:camera_buffer_manager",
"$camera_path/device_manager:camera_device_manager",
"//device/soc/rockchip/hardware/mpp:libmpp",
"//device/soc/rockchip/hardware/rga:librga",
"//foundation/multimedia/camera_standard/frameworks/native/metadata:metadata",
"//third_party/libjpeg:libjpeg_static",
openharmony/device/board/hihope/rk3568/camera/src/pipeline_core/node/rk_codec_node.cpp主要接口:
void RKCodecNode::DeliverBuffer(std::shared_ptr<IBuffer>& buffer)
{
if (buffer == nullptr) {
CAMERA_LOGE("RKCodecNode::DeliverBuffer frameSpec is null");
return;
}
int32_t id = buffer->GetStreamId();
CAMERA_LOGE("RKCodecNode::DeliverBuffer StreamId %{public}d", id);
if (buffer->GetEncodeType() == ENCODE_TYPE_JPEG) {
Yuv420ToJpeg(buffer);
} else if (buffer->GetEncodeType() == ENCODE_TYPE_H264) {
Yuv420ToH264(buffer);
} else {
Yuv420ToRGBA8888(buffer);
}
由fork_node出来的数据流将会被deliver到rk_codec_node的DeliverBuffer接口中,该接口会根据不同的EncodeType去做不同的转换处理。经过转换过的buffers再deliver到下一级node中处理。直到deliver到buffer消费者手中。
H264帧时间戳和音频时间戳不同步问题。
问题点:Ace在CreateRecorder时会同时获取音频和视频数据并将他们合成为.mp4文件。但在实际合成过程当中需要检查音视频信息中的时间戳是否一致,如不一致将会Recorder失败。表现出的现象是camera app点击录像按钮后无法正常停止,强行停止后发现mp4文件为空。
解决方法:首先需找到audio模块对于音频时间戳的获取方式。
int32_t AudioCaptureAsImpl::GetSegmentInfo(uint64_t &start)
{
CHECK_AND_RETURN_RET(audioCapturer_ != nullptr, MSERR_INVALID_OPERATION);
AudioStandard::Timestamp timeStamp;
auto timestampBase = AudioStandard::Timestamp::Timestampbase::MONOTONIC;
CHECK_AND_RETURN_RET(audioCapturer_->GetAudioTime(timeStamp, timestampBase), MSERR_UNKNOWN);
CHECK_AND_RETURN_RET(timeStamp.time.tv_nsec >= 0 && timeStamp.time.tv_sec >= 0, MSERR_UNKNOWN);
if (((UINT64_MAX - timeStamp.time.tv_nsec) / SEC_TO_NANOSECOND) <= static_cast<uint64_t>(timeStamp.time.tv_sec)) {
MEDIA_LOGW("audio frame pts too long, this shouldn't happen");
}
start = timeStamp.time.tv_nsec + timeStamp.time.tv_sec * SEC_TO_NANOSECOND;
MEDIA_LOGI("timestamp from audioCapturer: %{public}" PRIu64 "", start);
return MSERR_OK;
}
可以看到,audio_capture_as_impl.cpp 文件中。audio模块用的是CLOCK_MONOTONIC,即系统启动时开始计时的相对时间。而camera 模块使用的是CLOCK_REALTIME,即系统实时时间。
mppStatus_ = 1;
buf_size = ((MpiEncTestData *)halCtx_)->frame_size;
ret = hal_mpp_encode(halCtx_, dma_fd, (unsigned char *)buffer->GetVirAddress(), &buf_size);
SearchIFps((unsigned char *)buffer->GetVirAddress(), buf_size, buffer);
buffer->SetEsFrameSize(buf_size);
clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &ts);
timestamp = ts.tv_nsec + ts.tv_sec * TIME_CONVERSION_NS_S;
buffer->SetEsTimestamp(timestamp);
CAMERA_LOGI("RKCodecNode::Yuv420ToH264 video capture on\n");
解决方法:修改camera hal中rk_codec_node.cpp中的获取时间类型为CLOCK_MONOTONIC即可解决问题。
time_t改为64位以后匹配4.19 kernel问题。
背景介绍:RK3568在遇到这个问题时的环境是上层运行的32位系统,底层是linux4.19 64位kernel。在32位系统环境下time_t这个typedef是long类型的,也就是32位。但在下面这个提交中将time_t 改成_Int64位。这样就会导致camera v4l2在ioctl时发生错误。
TYPEDEF _Int64 time_t;
TYPEDEF _Int64 suseconds_t;
具体错误以及临时修改方案:
1,发生错误时在hilog中搜索camera_host 会发现在V4L2AllocBuffer接口中下发VIDIOC_QUERYBUF的CMD时上报了一个Not a tty的错误。如下:
V4L2AllocBuffer error:ioctl VIDIOC_QUERYBUF failed: Not a tty
RetCode HosV4L2Buffers::V4L2AllocBuffer(int fd, const std::shared_ptr<FrameSpec>& frameSpec)
{
struct v4l2_buffer buf = {};
struct v4l2_plane planes[1] = {};
CAMERA_LOGD("V4L2AllocBuffer\n");
if (frameSpec == nullptr) {
CAMERA_LOGE("V4L2AllocBuffer frameSpec is NULL\n");
return RC_ERROR;
}
switch (memoryType_) {
case V4L2_MEMORY_MMAP:
// to do something
break;
case V4L2_MEMORY_USERPTR:
buf.type = bufferType_;
buf.memory = memoryType_;
buf.index = (uint32_t)frameSpec->buffer_->GetIndex();
if (bufferType_ == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE) {
buf.m.planes = planes;
buf.length = 1;
}
CAMERA_LOGD("V4L2_MEMORY_USERPTR Print the cnt: %{public}d\n", buf.index);
if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) < 0) {
CAMERA_LOGE("error: ioctl VIDIOC_QUERYBUF failed: %{public}s\n", strerror(errno));
return RC_ERROR;
2,我们知道,一般ioctl系统调用的CMD都是以第三个参数的sizeof为CMD值主要组成传递进内核去寻找内核中相对应的switch case. 如下图,v4l2_buffer为VIDIOC_QUERYBUF宏的值得主要组成部分,那么v4l2_buffer的size发生变化,VIDIOC_QUERYBUF的值也会发生变化。
#define VIDIOC_S_FMT _IOWR('V', 5, struct v4l2_format)
#define VIDIOC_REQBUFS _IOWR('V', 8, struct v4l2_requestbuffers)
#define VIDIOC_QUERYBUF _IOWR('V', 9, struct v4l2_buffer)
#define VIDIOC_G_FBUF _IOR('V', 10, struct v4l2_framebuffer)
3,当kernel 打开CONFIG_COMPAT这个宏时,可以实现32位系统到64位kernel的兼容,对于32位系统下发的ioctl会先进入下面截图中的接口里去做cmd值由32到64位的转换。
long v4l2_compat_ioctl32(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
struct video_device *vdev = video_devdata(file);
long ret = -ENOIOCTLCMD;
if (!file->f_op->unlocked_ioctl)
return ret;
if (_IOC_TYPE(cmd) == 'V' && _IOC_NR(cmd) < BASE_VIDIOC_PRIVATE)
ret = do_video_ioctl(file, cmd, arg);
else if (vdev->fops->compat_ioctl32)
ret = vdev->fops->compat_ioctl32(file, cmd, arg);
4,那么在kernel中会定义一个kernel认为的VIDIOC_QUERYBUF的值。
#define VIDIOC_S_FMT32 _IOWR('V', 5, struct v4l2_format32)
#define VIDIOC_QUERYBUF32 _IOWR('V', 9, struct v4l2_buffer32)
#define VIDIOC_QUERYBUF32_TIME32 _IOWR('V', 9, struct v4l2_buffer32_time32)
5,前文提到过,上层musl中time_t已经由32位被改为64位,v4l2_buffer结构体中的struct timeval中就用到了time_t。那么应用层的v4l2_buffer的大小就会跟kernel层的不一致,因为kernel的struct timeval 中编译时使用的是kernel自己在time.h中定义的 kernel_time_t。这就导致应用和驱动层对于v4l2_buffer的sizeof计算不一致从而调用到内核态后找不到cmd的错误。
struct v4l2_buffer {
__u32 index;
__u32 type;
__u32 bytesused;
__u32 flags;
__u32 field;
struct timeval timestamp;
struct v4l2_timecode timecode;
__u32 sequence;
6,临时解决方案是修改videodev2.h中的struct timeval为自己临时定义的结构体, 保证上下层size一致。如下:
struct timeval1 {
long tv_sec;
long tv_usec;
}
struct v4l2_buffer {
__u32 index;
__u32 type;
__u32 bytesused;
__u32 flags;
__u32 field;
struct timeval1 timestamp;
struct v4l2_timecode timecode;
根本解决方案:
如需要根本解决这个问题,只有两种方法。第一将系统升级为64位系统,保证用户态和内核态对于time_t变量的size保持一致。第二,升级5.10之后版本的kernel 因为5.10版本的kernel在videodev2.h文件中解决了这个情况。目前我们已在5.10的kernel上验证成功,如下图,可以看到在编译kernel时考虑到了64位time_t的问题。
struct v4l2_buffer {
__u32 index;
__u32 type;
__u32 bytesused;
__u32 flags;
__u32 field;
#ifdef __KERNEL__
struct __kernel_v4l2_timeval timestamp;
#else
struct timeval timestamp;
#endif
struct v4l2_timecode timecode;
}
struct __kernel_v4l2_timeval {
long long ._sec;
#if defined(__sparc__) && defined(__arch64__)
int tv_usec;
int __pad;
#else
long long tv_usec;
#endif
};
H264 关键帧获取上报
H264除了需要上报经过编解码的数据外,还需上报关键帧信息。即这一帧是否为关键帧?mp4编码时需要用到这些信息,那么怎么分析那一帧是关键帧那?主要是分析NALU头信息。Nalu type & 0x1f就代表该帧的类型。Nalu头是以0x00000001或0x000001为起始标志的。 该图为nal_unit_type为不同数值时的帧类型。我们主要关心type为5也就是IDR帧信息。
rk_cedec_node.cpp文件里对IDR帧分析进行了代码化:
static constexpr uint32_t nalBit = 0x1F;
#define NAL_TYPE(value) ((value) & nalBit)
void RKCodecNode::SearchIFps(unsigned char* buf, size_t bufSize, std::shared_ptr<IBuffer>& buffer)
{
size_t nalType = 0;
size_t idx = 0;
size_t size = bufSize;
constexpr uint32_t nalTypeValue = 0x05;
if (buffer == nullptr || buf == nullptr) {
CAMERA_LOGI("RKCodecNode::SearchIFps parameter == nullptr");
return;
}
for (int i = 0; i < bufSize; i++) {
int ret = findStartCode(buf + idx, size);
if (ret == -1) {
idx += 1;
size -= 1;
} else {
nalType = NAL_TYPE(buf[idx + ret]);
CAMERA_LOGI("ForkNode::ForkBuffers nalu == 0x%{public}x buf == 0x%{public}x \n", nalType, buf[idx + ret]);
每经过一个h264转换过的buffer都会被传入SearchIFps接口中寻找IDR帧。其中findStartCode()接口会对buffer中的内容逐个字节扫描,知道寻找出NALU头来
int RKCodecNode::findStartCode(unsigned char *data, size_t dataSz)
{
constexpr uint32_t dataSize = 4;
constexpr uint32_t dataBit2 = 2;
constexpr uint32_t dataBit3 = 3;
if (data == nullptr) {
CAMERA_LOGI("RKCodecNode::findStartCode parameter == nullptr");
return -1;
}
if ((dataSz > dataSize) && (data[0] == 0) && (data[1] == 0) && \
(data[dataBit2] == 0) && (data[dataBit3] == 1)) {
return 4; // 4:start node
}
return -1;
}
当找到NALU头后就会对&0x1F 找出nal_unit_type,如果type为5标记关键帧信息并通过buffer->SetEsKeyFrame(1);接口上报。