Spac5xx的實現是按照標準的USB VIDEO裝置的驅動

框架

編寫（其具體的驅動框架可參照/usr/src/linux/drivers/usb/usbvideo。c檔案），整個源程式由四個主體部分組成：

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裝置模組的初始化模組和解除安裝模組，上層軟體介面模組，資料傳輸模組。

具體的模組分析如下：

一、初始化裝置模組

該驅動採用了顯式的模組初始化和消除函式，即呼叫module_init來初始化一個模組，並在解除安裝時呼叫moduel-exit函式

其具體實現如下：

1、模組初始化：

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2、模組解除安裝：

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關鍵資料結構

USB驅動結構，即插即用功能的實現

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用兩個函式呼叫spca5xx_probe 和spca5xx_disconnect來支援USB裝置的即插即用功能：

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裝置介面描述符 struct usb_spca50x *spca50x； //物理裝置資料結構 int err_probe； int i； if （dev->descriptor。bNumConfigurations ！= 1） //探測裝置是不是可配置 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） //具體物理裝置查詢，匹配廠商號，裝置號（在子程式中） { 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）； //初始化幀等待佇列 init_waitqueue_head （&spca50x->wq）； //初始化驅動等待佇列 if （！spca50x_configure （spca50x）） //物理裝置配置（主要完成感測器偵測和圖形引數配置），主要思想是給控制暫存器寫值，讀回其返回值，以此判斷具體的感測器型號 { spca50x->user = 0； init_MUTEX （&spca50x->lock）； //訊號量初始化 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 （）； //裝置控制塊記憶體分配 if （！spca50x->vdev） goto error； memcpy （spca50x->vdev， &spca50x_template， sizeof （spca50x_template））； //系統呼叫的掛接，在此將驅動實現的系統呼叫，掛到核心中 video_set_drvdata （spca50x->vdev， spca50x）； if （video_register_device （spca50x->vdev， VFL_TYPE_GRABBER， video_nr） < 0） { //video設備註冊 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； //增加模組使用數 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：

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static void spca5xx_disconnect （struct usb_device *dev， void *ptr） { struct usb_spca50x *spca50x = （struct usb_spca50x *） ptr； int n； MOD_INC_USE_COUNT； //增加模組使用數 if （！spca50x） return； down （&spca50x->lock）； //減少訊號量 spca50x->present = 0； //驅動解除安裝置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++） //喚醒所有等待程序 { 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）； //子函式終止URB包的傳輸 PDEBUG （3，“Disconnect Kill isoc done”）； up （&spca50x->lock）； //增加訊號量 while（spca50x->user） /如果還有程序在使用，程序切換 schedule（）； down （&spca50x->lock）； if （spca50x->vdev） { video_unregister_device （spca50x->vdev）； //登出video裝置 usb_driver_release_interface （&spca5xx_driver，&spca50x->dev->actconfig->interface［spca50x->iface］）； //埠釋放 spca50x->dev = NULL； } up （&spca50x->lock）； #ifdef CONFIG_PROC_FS destroy_proc_spca50x_cam （spca50x）； //登出PROC檔案 #endif /* CONFIG_PROC_FS */ if （spca50x && ！spca50x->user） //釋放記憶體空間 { spca5xx_dealloc （spca50x）； kfree （spca50x）； spca50x = NULL； } MOD_DEC_USE_COUNT； //減少模組記數 PDEBUG （3， “Disconnect complete”）； }

二、上層軟體介面模組：

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該模組透過file_operations資料結構，依據V4L協議規範，實現裝置的關鍵系統呼叫，實現裝置檔案化的UNIX系統設計特點。作為攝像頭驅動，其功能在於資料採集，而沒有向攝像頭輸出的功能，因此在原始碼中沒有實現write系統呼叫。

其關鍵的資料結構如下：

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1． Open功能

完成裝置的開啟和初始化，並初始化解碼器模組。其具體實現如下：

static int spca5xx_open（struct video_device *vdev， int flags） { struct usb_spca50x *spca50x = video_get_drvdata （vdev）； int err； MOD_INC_USE_COUNT； //增加模組記數 down （&spca50x->lock）； err = -ENODEV； if （！spca50x->present） //檢查裝置是不是存在，有不有驅動，是不是忙 goto out； err = -EBUSY； if （spca50x->user） goto out； err = -ENOMEM； if （spca50x_alloc （spca50x）） goto out； err = spca50x_init_source （spca50x）； //初始化感測器和解碼模組，在此函式的實現中，對每一款DSP晶片的初始化都不一樣，對中星微301P的DSP晶片的初始化在子函式zc3xx_init，其實現方法為暫存器填值。 if （err ！= 0） { PDEBUG （0， “DEALLOC error on spca50x_init_source\n”）； up （&spca50x->lock）； spca5xx_dealloc （spca50x）； goto out2； } spca5xx_initDecoder（spca50x）； //解碼模組初始化，其模組的具體實現採用的是huffman演算法 spca5xx_setFrameDecoder（spca50x）； spca50x->user++； err = spca50x_init_isoc （spca50x）； //初始化URB（usb request block） 包，啟動攝相頭，採用同步傳輸的方式傳送資料 if （err） { PDEBUG （0， “ DEALLOC error on init_Isoc\n”）； spca50x->user——； spca5xx_kill_isoc （spca50x）； up （&spca50x->lock）； spca5xx_dealloc （spca50x）； goto out2； } spca50x->brightness = spca50x_get_brghtness （spca50x） << 8； spca50x->whiteness = 0； out： up （&spca50x->lock）； out2： if （err） MOD_DEC_USE_COUNT； if （err） { PDEBUG （2， “Open failed”）； } else { PDEBUG （2， “Open done”）； } return err； }

2。Close功能

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完成裝置的關閉，其具體過程是：

3、 Read功能

完成資料的讀取，其主要的工作就是將資料由核心空間傳送到程序使用者空間

static long spca5xx_rea（struct video_device *dev， char * buf， unsigned long count，int noblock） { struct usb_spca50x *spca50x = video_get_drvdata （dev）； int i； int frmx = -1； int rc； volatile struct spca50x_frame *frame； if（down_interruptible（&spca50x->lock）） //獲取訊號量 return -EINTR； if（！dev || ！buf）{//判斷裝置情況 up（&spca50x->lock）； return -EFAULT； } if（！spca50x->dev）{ up（&spca50x->lock）； return -EIO； } if （！spca50x->streaming）{ up（&spca50x->lock）； return -EIO； } if（（rc = wait_event_interruptible（spca50x->wq， //在指定的佇列上睡眠，直到引數2的條件為真 spca50x->frame［0］。grabstate == FRAME_DONE || spca50x->frame［1］。grabstate == FRAME_DONE || spca50x->frame［2］。grabstate == FRAME_DONE || spca50x->frame［3］。grabstate == FRAME_DONE ））） { up（&spca50x->lock）； return rc； } for （i = 0； i < SPCA50X_NUMFRAMES； i++） //當資料到來 if （spca50x->frame［i］。grabstate == FRAME_DONE） //標識數已到 frmx = i； if （frmx < 0） { PDEBUG（2， “Couldnt find a frame ready to be read。”）； up（&spca50x->lock）； return -EFAULT； } frame = &spca50x->frame［frmx］； PDEBUG （2， “count asked： %d available： %d”， （int） count，（int） frame->scanlength）； if （count > frame->scanlength） count = frame->scanlength； if （（i = copy_to_user （buf， frame->data， count））） //實現使用者空間和核心空間的資料貝 { PDEBUG （2， “Copy failed！ %d bytes not copied”， i）； up（&spca50x->lock）； return -EFAULT； } /* Release the frame */ frame->grabstate = FRAME_READY； //標識資料已空 up（&spca50x->lock）； return count；//返回複製的資料數 }

4、Mmap功能

實現將裝置記憶體對映到使用者程序的地址空間的功能，其關鍵函式是remap_page_range，其具體實現如下：

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5、Ioctl功能：

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實現檔案資訊的獲取功能

spca5xx_do_ioctl函式的實現依賴於不同的硬體，本驅動為了支援多種晶片，實現程式過於繁瑣，其主要思想是透過copy_to_user（arg，b，sizeof（struct video_capability）函式將裝置資訊傳遞給使用者程序。

三、資料傳輸模組

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源程式採用tasklet來實現同步快速傳遞資料，並透過spcadecode。c上的軟體解碼模組實現圖形資訊的解碼。此模組的入口點掛節在spca_open函式中，其具體的函式為spca50x_init_isoc。當裝置被開啟時，同步傳輸資料也已經開始，並透過spca50x_move_data函式將資料傳遞給驅動程式，驅動程式透過輪詢的辦法實現對資料的訪問。

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值得一提的是spcadecode。c上解碼模組將原始壓縮圖形資料流yyuyv，yuvy， jpeg411，jpeg422解碼為RGB圖形，但此部分解壓縮演算法的實現也依賴於壓縮的格式，歸根結底依賴於DSP（數字處理晶片）中的硬體壓縮演算法。

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四．USB CORE的支援

LINUX下的USB裝置對下層硬體的操作依靠系統實現的USB CORE層，USB CORE對上層驅動提供了眾多函式介面如：usb_control_msg，usb_sndctrlpipe等，其中最典型的使用為原始碼中對USB端點暫存器的讀寫函式spca50x_reg_write和spca50x_reg_read等，具體實現如下：（舉spca50x_reg_write的實現，其他類似）

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總結；

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