v4l2协议,v4l2编程
先看读/写。如果VIDIOC_QUERYCAP调用返回的v4l2_capability参数中V4L2_CAP_READWRITE设置为true，则表示支持读/写I/O。这是最简单最原始的方法。它需要复制数据(而不是像内存映射那样只交换指针)，不交换元数据(比如帧计数器和时间戳，可以用来识别丢帧和同步帧)。虽然这是最原始的方法，但由于其简单性，对于简单的应用程序(如捕捉静止图像)非常有用。
如果使用读/写方法，则必须同时支持另外两个函数，select()和poll()。这两个功能用于多路复用I/O。
流式传输有两种方式，驱动程序对这两种方式的支持通过使用VIDIOC_REQBUFS来确定：
int ioctl(int fd，int request，struct v4 L2 _ request buffers * argp)；
关于存储器映射模式，存储器映射缓冲器通过VIDIOC_REQBUFS应用于设备存储器，并且必须在映射进入应用虚拟地址空间之前应用。至于用户指针，用户缓冲区是应用自己创建的，驱动只是通过VIDIOC_REQBUFS转换成User pointers的I/O模式。这两种方法都不会复制数据，只是缓冲区指针的交互。
我们先来看看数据结构v4l2_requestbuffers:
__u32计数
//要申请的缓冲区数量。仅当内存设置为V4L2 _内存_MMAP时，才会设置该参数
枚举v4l2_buf_type类型
枚举v4l2_memory内存
//v4l 2 _ MEMORY _ MMAP或V4L2_MEMORY_USERPTR
对于内存映射模式，要申请设备内存下的缓冲区，应用程序必须初始化上述三个参数。驱动程序返回的缓冲区数量可能等于count，或者小于或大于count。少于那个可能是内存不足，多于那个可能是驱动为了更好的完成相应的功能而增加的缓冲。如果驱动程序不支持内存映射，调用这个ioctl将返回EINVAL。
因为内存映射模式分配的是真实的物理内存，而不是虚拟内存，所以使用后必须使用munmap()来释放。
应用程序可以再次调用VIDICO_REQBUFS来改变缓冲区的数量，但前提是必须先释放映射的缓冲区。您可以先执行munmap，然后将参数count设置为0，以释放所有缓冲区。
对于用户指针I/O，应用只需要设置上述类型和内存类型。
申请buffer之后，内存映射之前，首先要用VIDIOC_QUERYBUF获取分配的缓冲区信息，然后传递给函数mmap()进行映射：
int ioctl(int fd，int request，struct v4 L2 _ buffer * argp)；
VIDIOC_QUERYBUF是一种用于这种内存映射模式的方法。没有必要在用户指针模式下使用该功能。在调用之前，应用需要在v4l2_buffer中设置两个参数，一个是缓冲区类型，一个是索引号(有效值从0到应用的缓冲区数减1)。调用此ioctl会将相应缓冲区中的标志：V4L2 _ BUF _ flag _ mapped、V4L2 _ BUF _ flag _ queued和V4L2_BUF_FLAG_DONE设置为有效。让我们仔细看看数据结构v4l2_buffer:
__u32索引
//应用程序来设置，只是为了声明哪个缓冲区
枚举v4l2_buf_type类型
__u32字节已使用
//如果是输入流，//缓冲区中已经使用的字节数由驱动程序设置，否则由应用程序设置。
__u32标志
//定义了buffer的一些标志位来表示这个buffer在哪个队列，比如输入队列还是输出队列(v4l 2 _ BUF _ flag _ queued v4l 2 _ BUF _ flag _ done)，是否是关键帧等。详情请参考规格。
枚举v4l2_memory内存
//v4 L2 _内存_ MMAP/v4 L2 _内存_用户ptr/v4 L2 _内存_覆盖
联盟m
__u32偏移量
//当内存类型为v4l 2 _ me memory _ MMAP时，主要用于表示设备内存中缓冲区相对起始位置的偏移量，主要用于MMAP()参数中，对应用没有影响。
无符号long userptr
//当内存类型为V4L2_MEMORY_USERPTR时，这是指向虚拟内存中buffer的指针，由应用程序设置。
__u32长度
//缓冲区的大小
驱动程序中管理两个缓冲队列，一个输入队列和一个输出队列。对于捕获设备，当输入队列中的缓冲区被数据填满时，它将自动成为输出队列。在等待调用VIDIOC_DQBUF处理数据后，再次调用VIDIOC_QBUF将缓冲区放回输入队列。对于输出设备，缓冲区在显示后自动成为输出队列。
所有刚初始化的映射缓冲区最初都处于出队状态，由驱动程序管理，应用程序无法访问。对于capture应用程序，首先通过VIDIOC_QBUF将所有映射的缓冲区添加到队列中，然后通过VIDIOC_STREAMON启动capture，应用程序进入read循环，在这里应用程序将等待直到一个缓冲区被填满，可以从队列中出列，然后在数据用完时入队到输入队列中；对于输出应用程序，首先应用程序用数据填充缓冲区，然后将它排入队列。当足够多的缓冲区进入队列时，它调用VIDIOC_STREAMON输出数据。
有两种方法可以阻止应用程序的执行，直到缓冲区可以出队。默认情况下，当调用VIDIOC_DQBUF时，它将被阻塞，直到传出队列中有数据。但是，如果在打开设备文件时使用O_NONBLOCK，那么在调用VIDIOC_DQBUF且没有数据读取时，会立即返回。另一种方法是调用select和poll来监视文件描述符是否可读。
两个ioctl，VIDIOC_STREAMON和VIDIOC_STREAMOFF用于开始和停止捕获或输出，VIDIOC_STREAMOFF删除输入和输出队列中的所有缓冲区。
所以如果drvier要实现内存映射I/O，就必须支持vidioc _ reqbufs，vidioc _ querybuf，vidioc _ qbuf，vidioc _ streamon和vidioc _ streamoff ioctl，mmap()，munmap()，select()和poll()函数。
用户指针是一种I/O方法，结合了读/写和内存映射的优点。缓冲区由应用程序本身应用，可以在虚拟内存或共享内存中。在捕获和输出方面，它与内存映射方法基本相同。这里只提到它申请内存的方式。
在用户指针模式下，申请的内存也是以内存页大小为单位对齐的，对buffersize也有一定的限制。这就是示例代码中计算缓冲区大小的方式。暂时不知道这样分配缓冲区大小的依据是什么。就像这样简单地使用它：
page _ size=get pagesize()；
buffer _ size=(buffer _ size page _ size-1)~(page _ size1)；
缓冲区[n_buffers]。start=memalign ( page_size，
buffer _ size)；
3、开始_捕获
经过以上一系列的数据协商和缓冲区分配，可以调用VIDIOC_QBUF将所有缓冲区添加到输入队列中，调用VIDIOC_STREAM0N开始捕获数据：
int ioctl(int fd，int request，struct v4 L2 _ buffer * argp)；
//VIDIOC_QBUF VIDIOC_DQBUF
int ioctl(int fd，int request，const int * argp)；
//vidi oc _ stream 0 vidi oc _ stream off(int参数为缓冲区类型)
4、主循环
开始捕获数据后，您将进入一个主循环。您可以使用select或poll来监控文件描述符的状态。一旦数据可读，您将调用函数来读取数据。
5、读_帧
读取数据因I/O模式而异：
读/写模式直接从文件描述符中读取一帧大小的数据；
在内存映射模式下，首先将一个缓冲区从输出队列中出队，然后处理帧数据，并在处理完成后将其放入输入队列。
在用户指针模式下，首先从输出队列中取出一个缓冲区，然后判断该缓冲区是否是应用程序开始申请的缓冲区，然后处理该缓冲区，最后放入输入队列。
6、停止捕获/取消激活设备/关闭设备
最后，捕获、释放资源并关闭设备。
下面是一个示例代码：
#包含stdio.h
#包含stdlib.h
#包含字符串. h
# include fcntl . h/*低级
输入/输出*/
#包括unistd.h
#包含错误号h
#包含malloc.h
#包含系统/统计信息
#包含sys/types.h
#包含系统/时间. h
#include sys/mman.h
#包含sys/ioctl.h
#包含linux/videodev2.h
#定义设备/开发/视频
静态结构v4l2 _ requestbuffers请求
结构缓冲区
{
无效*开始
unsignedintlength
};
静态结构缓冲区*缓冲区；
静态结构v4l2 _ buffer缓冲区
usb_camera.c
#包含" head.h "
intmain()
{
intfd
FD=open _ device()；
获取设备信息(FD)；
get _ frame _ fmt(FD)；
获取当前帧信息(FD)；
try _ format _ support(FD)；
设置_帧_格式(FD)；
apply _ memory _ buf(FD)；
内存映射(FD)；
缓冲区入队(FD)；
关闭(FD)；
返回0;
}
intopen _ device()
{
intfd
if(-1==(fd=open(DEVICE，O_RDWR)))
printf(信息：无法打开视频设备\ n’)；
其他
printf(信息：打开设备：%d\n ，FD)；
返回FD；
}
获取设备信息(intfd)
{
结构v4l2 _能力上限
if(-1==ioctl(fd，VIDIOC_QUERYCAP，CAP))
printf( info:vidi oc _ query cap ERROR \ n )；
其他
printf(信息：驱动程序名称：%s.卡名：%s.总线信息：%s.驱动程序版本：%u.%u.%u\n ，
cap.driver，cap.card，cap.bus_info，(第16版)0XFF，(第8版)0XFF，cap .版本0x ff)；
返回1;
}
intget_frame_fmt(intfd)
{
结构v4l2 _ fmtdesc fmtdesc
fmtdesc。索引=0；
fmtdesc。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
printf( info:Support format:)；
while(ioctl(fd，VIDIOC_ENUM_FMT，fmtdesc)！=-1)
{
printf(\t%d.%s ，fmtdesc.index 1，fmtdesc。描述)；
fmtdesc.index
}
printf( \ n )；
返回1;
}
int获取当前帧信息(intfd)
{
结构v4l2 _格式fmt
fmt。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
ioctl(fd，VIDIOC_G_FMT，fmt)；
printf(信息：当前数据格式信息：\ n \ t %d\n \高度：% d \ n ，fmt.fmt.pix.width，fmt。fmt。pix。身高)；
结构v4l2 _ fmtdesc fmtdesc
fmtdesc。索引=0；
fmtdesc。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
while(ioctl(fd，VIDIOC_ENUM_FMT，fmtdesc)！=-1)
{
如果(fmt desc。像素格式fmt。fmt。pix。像素格式)
{
printf( \ t格式：%s\n ，fmt desc。描述)；
打破；
}
fmtdesc.index
}
返回1;
}
inttry_format_support(intfd)
{
结构v4l2 _格式fmt
fmt。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
//fmt。fmt。PIX。像素格式=v4 L2 _ PIX _ FMT _ RGB 32；
fmt。fmt。PIX。像素格式=v4 L2 _ PIX _ FMT _ YUYV；
if(ioctl(fd，VIDIOC_TRY_FMT，fmt)==-1)
if(errno==EINVAL)
printf(信息：不支持格式RGB32！\ n’)；
返回1;
}
整数帧格式
{
结构v4l2 _格式fmt
fmt。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
fmt。fmt。pix。宽度=640；
fmt。fmt。pix。身高=480；
fmt。fmt。PIX。像素格式=v4 L2 _ PIX _ FMT _ YUYV；
fmt。fmt。pix。FIELD=v4 L2 _场_交错；
if(ioctl(fd，VIDIOC_S_FMT，fmt)==-1)
if(errno==EINVAL)
printf(信息：设置帧格式错误！\ n’)；
返回1;
}
intapply_memory_buf(intfd)
{
//结构v4 L2请求缓冲区请求；
请求。计数=4；
请求。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
请求。内存=v4l 2 _内存_ MMAP；
if(-1==ioctl(fd，VIDIOC_REQBUFS，req))
printf(info:VIDIOC_REQBUFS失败\ n’)；
其他
printf(info:VIDIOC_REQBUFS成功\ n’)；
返回1;
}
intmemory_mapping(intfd)
{
unsignedintn _ buffers
缓冲区=(结构缓冲区*)calloc(请求。计数，sizeof(结构
缓冲));
如果(!缓冲区){
fprintf(stderr，内存不足\ n’)；
退出(退出_失败)；
}
//映射
for(n _ buffers=0；n _缓冲器请求计数；n_buffers){
//结构v4 L2 _缓冲区buf
memset( buf，0，sizeof(buf))；
BUF。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
buf。内存=v4l 2 _内存_ MMAP；
buf.index=n _ buffers
//查询序号为n _缓冲器的缓冲区，得到其起始物理地址和大小
if(-1==ioctl(fd，VIDIOC_QUERYBUF，BUF))
退出(-1);
缓冲区[n_buffers].长度=缓冲长度
//映射内存
缓冲区[n_buffers].start=mmap(空，缓冲长度，PROT _读PROT写，MAP_SHARED，fd，buf。m .偏移)；
if(MAP _ FAILED==buffers[n _ buffers]).开始)
退出(-1);
}
printf(信息：内存映射成功\n ).
返回1;
}
intbuffer_enqueue(intfd)
{
未签名的
枚举v4l2_buf_type类型；
//将缓冲帧放入队列
for(I=0；I 4；我)
{
结构v4l 2 _ buf buf
BUF。TYPE=v4 L2 _缓冲_类型_视频_捕获；
buf。内存=v4l 2 _内存_ MMAP；
buf。index=I；
if(-1==ioctl(fd，VIDIOC_QBUF，BUF))
printf(缓冲区排队失败\ n’)；
}
TYPE=v4l 2 _ BUF _ TYPE _ VIDEO _ CAPTURE；
//打开流
if(-1==ioctl(fd，VIDIOC_STREAMON，type))
printf(信息：打开流失败\ n’)；
其他
printf(信息：打开流成功\ n’)；
返回1;
郑重声明：本文由网友发布，不代表盛行IT的观点，版权归原作者所有，仅为传播更多信息之目的，如有侵权请联系，我们将第一时间修改或删除，多谢。