为Pixel 4a开启DeviceAsWebcam功能

反正已经在自行修改编译Android系统了，目的就是围绕自己的需求做功能改进。 功能多多益善嘛。尽管本来只是想实现USB NCM网络共享……

记录 发泄一下头の疼痛……

切入点？几乎是无头苍蝇¶

一开始我只是想把老手机的RNDIS实现改为USB-NCM。恰巧在过程中看到了部分（后证实无用）用configfs配置USB UVC gadget的init脚本、加上调试时看到了UVC组件的警告日志，受到吸引，想为旧手机Pixel 4a实现这个功能，发挥余热。

我依稀记得支持Oneplus 7的YAAP有实现过相关功能，而两款手机差不多处于同一时代，应该有参考的价值。在GitHub组织项目下乍一搜索，好像没看到什么有趣的东西。但是在搜索引擎上发现了Android官方的相关文档。看起来……只要把提到的东西都实现就好？

一步步探索¶

内核4.14，老东西啊，得慢慢整整。

linux开启必要的config¶

就是把驱动里有关USB gadget、Function FS以及UVC的部分启用嘛，没什么大不了的！

启用prop、修改init脚本¶

起初我以为内核开了相关功能就能自动支持，我错了。

为启用Device as Webcam功能，需要设置 ro.usb.uvc.enabled=true，这样相关菜单才会在设置里显示出来。调试的时候我就先用Magisk/KernelSU的模块功能凑合凑合了。

改init就比较讨厌了，完全没有相关经验，只能凭借自己的编程直觉猜猜猜。事实上由于自己对Android编译系统如何将这些脚本导入并不了解，我围着错误的遗留脚本修改了很久！ 为了使用兼容的USB PID/VID，我在GitHub上搜索了相关代码commit，也顺带在yaap的仓库里发现了可以参考的脚本。各位的风格不尽相同，我尽量参考。

在HAL中加入UVC gadget支持¶

官方文档中的案例给的是AIDL HAL的例子，但是Pixel 4a使用的是HIDL。我不清楚如何从HIDL迁移到AIDL，好在发现二者的代码结构类似。最后我以相当hacky的方式在代码中插入旧版接口中不存在的常量/枚举类对应值，强行兼容相关接口。

V4L2节点黑名单¶

部分系统视频组件（摄像头、编码器等等）也和V4L2一样使用 /dev/videoN 节点暴露出来，而Device as Webcam服务要找的端点是gadget模块初始化后新创建的节点。服务会顺序遍历所有节点，寻找并选择能输出视频流的节点。为了避免报错（实际摄像头节点被占用）和错用（用了转码节点之类），需要把既有能找到的所有节点屏蔽掉，这就是本节所述黑名单。

此黑名单可用rro overlay的形式覆盖 com.android.DeviceAsWebcam 服务暴露的配置。

说起来我一开始一直以为程序调用的V4L2节点是现有的，浪费了不少时间调试。

对于Pixel 4a，需在 android_code_root/device/google/sunfish 添加对应修改，可以仿照既有例子改改、GitHub搜索类似例子。最后的黑名单（res/raw/ignored_v4l2_nodes.json）：

[
    "/dev/video0",
    "/dev/video1",
    "/dev/video2",
    "/dev/video32",
    "/dev/video33",
    "/dev/video34"
]

有预览了，但是不认V4L2节点¶

日志里看不到什么错误，甚至提到打开了相关的File Descriptor。检查服务程序代码发现预览和视频编码传输在两个线程上运行。

上位机dmesg一直报 Failed to query (GET_DEF) UVC control 2 on unit 2: -110。超时？怕不是单纯没反应。

直觉告诉我服务无声忽略了内部错误。

内存不足？内存怎么会不足？¶

在logcat中有发现：

Unable to request V4L2 buffers from gadget driver: Out of memory

检查邻近日志，发现 swiotlb buffer is full，这又是什么？ 在网上寻找到相关案例后，明白了这是个USB相关的缓存，默认就16MB，好像会影响一些设备使用。不管了，先试试看，临时提升缓存容量到128MB：

su -c "echo 128 > /sys/module/usbcore/parameters/usbfs_memory_mb"

报错消失了，晚点一起丢init脚本里。

还是不行？没有输出？¶

是我init脚本没写对？ 还是我漏了什么配置？

反复尝试后再度检查服务代码，原来Device as Webcam服务用到了老内核驱动尚未完全实现的VIDIOC ioctl接口。

怎么办？不知道，但是可以大力出奇迹。查找主线内核相关commit，然后疯狂cherry pick，不好一次合并就多pick一些，多多pick，多多pick……

唉不是，你这内核怎么有非主线的UVC功能实现？扬了！Revert！

终于，大力成功奇迹，我也终于让USB有了视频输出。关键commit是实现VIDIOC_ENUM_*

终于在上位机上看到视频输出了¶

我欣喜若狂，开始pick pick pick更多commit，却不知道危机正在靠近……

也就pick了数十个UVC gadget相关的commit……也许不算多……

中途拔USB线就panic？¶

我有印象！大概率是驱动释放太快、内存释放出了问题！Pick: usb: gadget: uvc: allow for application to cleanly shutdown

怎么没输出了？危机来临！¶

从有到无了，怎么办？Bisect！不过由于中间commit很乱，所以遇到了不少需要调整commit顺序保证编译通过的状况。

谁竟想结果是scatter gather多线程性能优化完全用不了。用不了用不了，用不了就扬了！总体尝试了四条路线：

• 维持原状（OK）
• 在没有sg的基础上合并新功能（OK，极麻烦，难解耦）
  • 甚至让我整出了protocol error
• 在既有UVC1.5的基础上实现VIDIOC_ENUM_*（NG，后面甚至带来modem crash，没有panic）
• 直接在最新状况下用hack的方式强制走普通模式（OK，参考yaap得来的结果）

这编译内核真的累啊，不知道为什么每次编译要固定16分钟，像是没有增量编译，测试起来非常考验人心态。

偶尔用一段时间后会panic？¶

要是有日志看就好了……等等，android有pstore！panic日志可以在 /sys/fs/pstore/* 找到，发现了下面的内容：

[  903.307954] c5   1126 SMP: failed to stop secondary CPUs 0-7
[  903.908145] c5   1126 set_restart_msg: set restart msg = `KP: HwBinder:1113_1 PC:__pi_strcmp+0x88/0x154 LR:uvc_alloc+0x1f4/0x3b4'

uvc_alloc？emm，搜索后发现是自己漏了一个fix。之前提到的实现VIDIOC必须功能的commit引入了问题，修复用的patch是usb: gadget: uvc: don’t put item still in use。

感叹：内核折磨人¶

内核折磨人啊(´；ω ；｀)

来看看输出～哎不是，红蓝颜色通道怎么反了啊！¶

好不容易有了信号，想照照人、却成了Avatar？而且还只在上位机、预览没事？

就是那种，把OpenCV BGR当RGB处理的感觉。幸运的是包括YAAP的维护者在内有几位开发者已经摸清了问题点：高通设备上用硬件加速编码会带来颜色问题，包括RB通道翻转。

恐怕DeviceAsWebcam这个程序就只是为了Tensor平台……

OBS上的小问题¶

通常用QV4L2来测试摄像头应该是够用。分辨率、编码均能正常调整，就是帧率好像没有真的变过。

但是在OBS这边，每次修改摄像头配置后，摄像头输出都会卡住，需要重载UVC功能/重插USB线，尽管手机上的预览还是没有问题。

暂时找不到问题根源。

总结¶

• 改kernel config、打开功能
• 修uvc gadget驱动、补全API
• hack HIDL、强兼UVC
• 编init脚本、初始化节点
• 改DeviceAsWebcam服务、适配qcom平台

学到了：

• git log -G
• git rebase –update-refs
• git workspace

又及：

• cherry pick时的信条：相信开发者（实际WTF）
• 什么叫垂直整合、全栈开发啊

<( _ _ )><(=- . -=)><(=~ O ~=)>……<(=- . -=)>

累了。纯发泄。