车轮上的Linux:揭秘车载Camera驱动开发的核心技术与框架④-V4L2 内核空间启动Stream

一、什么是 Media device setup

Media device setup 指的是：

 从 内核启动解析 Device Tree，到 Media Controller 构建完整媒体拓扑（graph），再到 用户空间配置并启用数据流 的全过程。

对于device tree感兴趣的，请戳：

车轮上的Linux：揭秘车载Camera驱动开发的核心技术与框架②-Device Tree

目标是：

• 正确建立 Sensor → CSI → ISP → Video Node 的管线 

•  使用户空间能够 枚举、配置、启停 这条管线

Media device probing枚举

二、内核阶段：Media device 构建

1️. Device Tree 解析（系统启动早期）

内核启动时：

解析 DT 中的媒体相关节点： 

•  Camera Sensor（I2C） 

•  CSI / ISP / Codec 

• ports / endpoint / remote-endpoint

此时 还没有 Media device，只是硬件描述。

2️. 驱动 probe（创建 Media Entity）

2.1 各子设备驱动 probe

顺序通常是：

1.  Sensor driver（I2C） 

2.  CSI driver 

3.  ISP driver 

4.  Video node driver 

每个驱动在 probe() 中会：

• 分配 struct media_entity

  

•  定义： 

  media entity type（sensor / subdev / video） 具体可以参考

• www.kernel.org/doc/html/v4.8/media/uapi/mediactl/media-types.html

pads（sink / source）

• sink 输入pad

• source 输出pad 

• 注册到 media controller：

media_entity_pads_init(&sd->entity, num_pads, pads);

 2.2 注册 v4l2_subdev / video_device

• Sensor / ISP / CSI

  → v4l2_subdev_register()

• Video node

  → video_register_device()

这些都会挂在 同一个 media_device 下 （subdev和video device关系图，可参考文章 ）。

车轮上的Linux：揭秘车载Camera驱动开发的核心技术与框架③-V4L2架构

3. 创建 Media Links（关键步骤）

3.1 从 Device tree endpoint 解析连接关系

驱动调用：

v4l2_fwnode_endpoint_parse()

解析 Device tree 中的：

•  数据方向 

•  bus type（MIPI CSI-2） 

•  lane 数 

•  format 能力 

3.2 创建 entity 之间的 link

最终形成 Media Graph：

[Sensor] → [CSI] → [ISP] → [Video Node]

4. media_device 注册完成

所有 entity & link 创建完成后：

media_device_register(&mdev);

内核会生成：

• /dev/media0

•  media topology 可被用户空间访问 

到这里，Media device setup（内核侧）完成。

/*Media device driver 1~7 except 4*/1.media_device_init()；2.v4l2_device_register()；3.video_register_device()； /*sensor driver*/4.v4l2_device_register_subdev(sensor); 5.v4l2_device_register_subdev(isp)；6.v4l2_register_subdev_nodes()；7.media_device_register()；

用一幅图来表示

V4L2 Stream 启动流程

下一篇，我们将介绍下用户空间的启动过程。

参考文献：

3. Types and flags used to represent the media graph elements — The Linux Kernel documentation