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v4l2简介
V4L是linux内核中关于视频设备的子系统，为linux下的视频驱动提供了统一的接口，使应用程序可以使用统一的API操作不同的视频设备，简化视频系统的开发与维护
V4L2相比与V4L有更好的扩展性和灵活性
（一）V4L2支持设备：
V4L2可以支持多种设备，可以有以下几种接口：
1）视频采集接口
2）视频输出接口
3）直接传输视频接口：将视频采集设备上采集的信号直接输出到视频输出设备上，不用经过系统CPU
4）视频间隔消隐信号接口（VBI Interface）：使引用可以访问传输消隐期的视频信号
5）收音机接口：
（二）V4L2设备处理流程
打开V4L2设备节点
int fd = open("/dev/video0",O_RDWR |O_NONBLOCK);
配置设备/查询设备属性
int ioctl (int fd, unsigned long int request, .../*args*/) ;
常见的request命令：
VIDIOC_REQBUFS：在内核空间中分配帧缓冲区
struct v4l2_requestbuffers req;req.count=4;req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req);
VIDIOC_QUERYBUF：将REQBUFS中分配的缓存转换成物理地址，并将物理地址映射到用户空间
for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers){ struct v4l2_buffer buf; memset(&buf,0,sizeof(buf)); buf.type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; buf.memory =V4L2_MEMORY_MMAP; buf.index =n_buffers; if (-1 == ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf)) { printf("error in VIDIOC_QUERYBUF\n"); return -1; } buffers[n_buffers].length= buf.length; buffers[n_buffers].start=mmap (NULL,buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE ,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset); if (MAP_FAILED== buffers[n_buffers].start) return -1;}
VIDIOC_QUERYCAP：查询驱动功能
struct v4l2_capability cap;if( ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap) == -1) printf("error\n");printf("capability:\n");printf("driver:%s\n",cap.driver);printf("card:%s\n",cap.card);printf("bus info:%s\n",cap.bus_info);printf("version:%d\n",cap.version);printf("capabilities:%x\n",cap.capabilities);
VIDIOC_ENUM_FMT：获取当前驱动支持的视频格式
struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;fmtdesc.index = 0;fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;printf("fmtdesc:\n");while(ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc) != -1){ printf("\t%d.%s\n",fmtdesc.index+1,fmtdesc.description); fmtdesc.index++;}
VIDIOC_G/S_FMT：读取/设置当前驱动的视频捕捉格式
struct v4l2_format format;memset(&format, 0, sizeof(struct v4l2_format));format.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;if( ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &format) == -1){ printf("VIDIOC_G_FMT error\n"); return -1;}struct v4l2_pix_format pix_format;pix_format = format.fmt.pix;printf("pix_format\n");printf("width:%d\n",pix_format.width);printf("height:%d\n",pix_format.height);printf("bytesperline:%d\n",pix_format.bytesperline);printf("sizeimage:%d\n",pix_format.sizeimage);
VIDIOC_TRY_FMT：验证当前驱动的显示格式
VIDIOC_CROPCAP：查询驱动的修剪能力
VIDIOC_G/S_CROP：读取/设置视频信号的边框
struct v4l2_cropcap cropcap;struct v4l2_crop crop;cropcap.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; if(0 == ioctl(fd, VIDIOC_CROPCAP, &cropcap)) { crop.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; crop.c = cropcap.defrect; if(-1 == ioctl(fd, VIDIOC_S_CROP, &crop)) { printf("VIDIOC_S_CROP error\n"); return -1; }}
VIDIOC_QBUF：把缓存区放入缓存队列
VIDIOC_DQBUF：把缓存去从缓存队列中取出
unsigned int i;enum v4l2_buf_type type;for (i = 0; i< 4; ++i){ struct v4l2_buffer buf; buf.type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; buf.memory =V4L2_MEMORY_MMAP; buf.index = i; ioctl (fd,VIDIOC_QBUF, &buf);}type =V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;ioctl (fd,VIDIOC_STREAMON, &type);struct v4l2_buffer buf;buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;buf.memory =V4L2_MEMORY_MMAP;if( ioctl (fd,VIDIOC_DQBUF, &buf)==-1){ printf("error in VIDIOC_DQBUF\n"); return -1;}
VIDIOC_STREAMON：开始视频显示函数
VIDIOC_STREAMOFF：结束视频显示函数
VIDIOC_QUERYSTD：检查当前视频设备支持的标准，亚洲一般使用PAL制式摄像头，欧洲一般使用NTSC摄像头
v4l2_std_id std;int ret;do{ ret = ioctl(fd,VIDIOC_QUERYSTD,&std); }while(-1==ret && errno==EAGAIN);switch(std){case V4L2_STD_NTSC: //case V4L2_STD_PAL: // }
处理v4l2视频数据
v4l2设定了三种应用程序与驱动的交互方式：
1）直接读取设备文件方式read/write
2）mmap映射方式
3）用户指针方式
mmap方式：驱动将内部数据空间映射到应用程序空间上，双方直接在这个空间上进行数据交换
用户指针方式：首先由应用程序申请一段缓冲区，然后将缓冲区传给驱动，驱动将其作为缓冲区，从而实现内存共享
直接read/write：一般配合select使用，直接读取设备文件的方式进行I/O
关闭设备
调用close关闭文件描述符，如果进行了内存映射，关闭之前还需要munmap解除映射
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