Qualcomm CAMSS架构摄像头适配：V4L2驱动封装与媒体控制器pipeline建链实战

在Qualcomm CAMSS（Camera Subsystem）架构中，摄像头适配的核心在于V4L2驱动框架的封装与媒体控制器（Media Controller）的pipeline建链。这一过程涉及硬件抽象、设备管理、数据流控制等多个层面，是构建稳定高效摄像头系统的关键。

V4L2驱动框架封装：从硬件到用户空间的桥梁

V4L2（Video for Linux 2）作为Linux内核中的标准视频设备驱动框架，为摄像头适配提供了统一的接口。在Qualcomm平台中，V4L2驱动框架的封装主要涉及以下几个关键步骤：

设备注册与初始化：通过v4l2_device_register()函数注册V4L2设备实例，该实例作为顶层管理者，维护着所有子设备的链表。例如，在MSM（Qualcomm System on Chip Mobile）驱动中，msm_probe()函数负责初始化v4l2_device，并创建video_device节点，如/dev/video0，供用户空间访问。

子设备管理：每个摄像头子设备（如Sensor、ISP等）通过v4l2_subdev结构体描述，并嵌入到video_device中。子设备通过I2C或SPI等协议与硬件通信，实现初始化、流控制等功能。例如，Sensor驱动通过msm_sensor_probe()函数完成上电、ID检查等初始化工作。

文件操作接口：V4L2驱动通过v4l2_file_operations和v4l2_ioctl_ops结构体提供标准的文件操作接口，如open、read、ioctl等。用户空间通过这些接口与内核驱动交互，实现摄像头控制、数据采集等功能。

媒体控制器pipeline建链：数据流的高效流转

媒体控制器是V4L2框架的核心组件之一，负责管理设备间的拓扑关系和数据流。在Qualcomm CAMSS架构中，媒体控制器通过以下步骤建立pipeline：

设备枚举与拓扑建立：媒体控制器通过media_device_register()函数注册媒体设备，并创建/dev/media0节点。用户空间通过MEDIA_IOC_ENUM_ENTITIES等IOCTL命令枚举所有子设备，并根据设备名称（如msm-config）找到对应的video_device节点。

pipeline构建：根据摄像头应用场景（如预览、拍照、录像等），媒体控制器构建不同的pipeline。每个pipeline由多个节点（Node）组成，节点间通过链接（Link）连接，形成数据流路径。例如，预览pipeline可能包含Sensor、ISP、Display等节点。

数据流控制：用户空间通过VIDIOC_STREAMON和VIDIOC_STREAMOFF等IOCTL命令控制数据流的开启和关闭。媒体控制器根据pipeline拓扑，通知各节点开始工作，将数据填充到V4L2框架的缓冲区队列中。

实战案例：添加自定义pipeline

以高通平台为例，若需添加一条自定义pipeline（如SWMFMergeRawTwo2One），实现两路Raw数据合并为一路输出，可按以下步骤操作：

创建pipeline XML文件：在vendor/qcom/proprietary/chi-cdk/oem/qcom/topology/usecase/components/usecases/目录下创建camxSWMFMergeRawTwo2One.xml文件，定义pipeline名称、节点列表和端口链接。

修改NodesList和PortLinkages：在XML文件中链接所有需要的节点，并定义输入输出端口。例如，使用NodeId 255表示自定义节点，通过NodePropertyId和NodePropertyValue指定节点属性。

更新引用和target定义：在Usecase XML文件中使用CamxInclude添加对自定义pipeline的引用，并为pipeline添加新的target定义（如TARGET_BUFFER_RAW_OUT2）。

HAL层适配：在HAL层代码中添加对自定义pipeline的支持，确保用户空间能够正确调用和控制该pipeline。