树莓派增加新摄像头的驱动

我的最终目标是在树莓派上运行GC4653这个摄像头,但是没接触过linux内核和驱动这些所以先用ov5647这个摄像头调试下看看。

使用ov5647

因为不是默认的摄像头,所以要先改一下设置,在sudo nano /boot/firmware/config.txt的后面增加一行dtoverlay=ov5647,然后把camera_auto_detect改成0,保存然后重启这样会加载新的配置,这时候 ls /dev/video*应该会多出来几个video设备了。


rpicam-hello -t 0调用摄像头,应该就可以看到画面了。(其实直接什么都不改也行。。。。)

这时候用dmesg | grep ov5647查看可以看到有相关的初始化

设备树和KO文件

关于设备树和ko我的理解是这样的,需要先更新设备树,让linux知道我们要连一个什么样的设备,这个设备需要用要什么东西i2c、gpio什么的。这个用来描述设备的就是设备树文件,通常是dts和dtsi组成,编译后得到dtso(其实就是deviceTreeSource和deviceTreeInclude,dtso对应.o文件)然后加载ko文件,ko文件是这个设备的驱动,通常是.c文件编译得到的。
设备树在make的时候可以选择,如果是y的话就会编到image里面,但是这样新增设备驱动就会比较复杂,所以选m的话就会单独变成dtso,然后用voerlay的方式让系统加载。这也是刚刚在config.txt里面所做的事情

查看此时的设备树和ko文件

sudo find / -name "ov5647*" 查找所有和ov5647相关的文件


lsmod 查看在运行的module

驱动编译

下载内核工程

这里下载树莓派的内核工程,我不想搞交叉编译了,所以直接拷到了树莓派的桌面上。然后执行

KERNEL=kernel8
sudo make bcm2712_defconfig

先生成.config文件,然后sudo make -j8,这个要搞半个小时左右吧。。

注:要先安装一些依赖

apt install tmux build-essential bc bison flex libssl-dev make libc6-dev libncurses5-dev

apt安装太慢的话可以加参数上代理,-o Acquire::http::proxy="http://192.168.1.7:23457"KERNEL=kernel8

ko编译

ko文件是用特定的.c文件编译的,我们这里写一个hello world测试,新建一个hello.c写下面这些

    #include <linux/init.h>
    #include <linux/module.h>

    MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");

    static int __init hello_init(void)
    {
            printk(KERN_ALERT "Hello world\n");
            return 0;
    }

    static void __exit hello_exit(void)
    {
            printk(KERN_ALERT "GoodBye! Hello world\n");
    }

    module_init(hello_init);
    module_exit(hello_exit);

然后统计目录新建Makefile,写这些

ifeq ($(KERNELRELEASE),)

KDIR ?= ./linux
PWD := $(shell pwd)

all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules

clean:
    rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.mod.c .tmp_versions *.ko *.symvers *.order

.PHONY: clean

else
obj-m := hello.o
endif

然后make,这样会生成一个hello.ko,makefile里面的KDIR路径要填内核工程的路径,然后sudo insmod hello.ko就可以安装这个ko文件,用dmesg就会看到打印的hello了,sudo rmmod hello也会看到相应的打印。

测试I2C通信

先用rpicam-hello -t 0把设备跑起来,然后用i2ctransfer -f -y 6 w2@0x36 0x38 0x08 r2读取0x3808寄存器,因为是16位地址,所以不能直接用i2cdump读取。

交叉编译

不知道为什么树莓派多次reboot以后会进不去系统,所以补充下WSL来交叉编译的过程。

  1. 交叉编译工具https://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/7.5-2019.12/aarch64-linux-gnu/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
  2. 安装依赖apt install git bc bison flex libssl-dev make libc6-dev libncurses5-dev

然后吧交叉编译的工具添加到路径里,用make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- bcm2712_defconfig生成配置,用make -j8 ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-生成

测试驱动

可以用树莓派自带的rpicam-apps来测试,我用的rpicam-hello -t 0 --framerate 120这个,默认是跑5秒左右,-t 0可以让他一直跑,-framerate可以让他提高帧率,不然默认帧率一直是30左右,可以在标题栏左上角看到帧率
也可以用rpicam-vid --level 4.2 --framerate 120 --width 1920 --height 270 --save-pts timestamp.pts -o video.264 -t 10000 --denoise cdn_off来测试。

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