linux V4L2程式設計

前言：目前正在忙於arm平台的linux應用程式的開發（其實是剛剛起步學習啦）。底層的東西不用考慮了，開發板子提供了nand bootloader，和linux 2.6的原始碼，而且都編譯好了。自己編譯的bootloader可以用，但是linux編譯後，檔案很大，暫且就用人家編譯的系統，先專心寫應用程式吧。。

下面具體說明開發流程（網上找的啦，也在學習麼）

// 用非阻塞模式開啟攝像頭裝置

int camerafd;

camerafd = open(「/dev/video0″, o_rdwr | o_nonblock, 0);

// 如果用阻塞模式開啟攝像頭裝置，上述**變為：

//camerafd = open(」/dev/video0″, o_rdwr, 0);

關於阻塞模式和非阻塞模式

設定屬性及採集方式

extern int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, …) __throw;

__request：具體的命令標誌符。

在進行v4l2開發中，一般會用到以下的命令標誌符：

vidioc_reqbufs：分配記憶體

vidioc_querycap：查詢驅動功能

vidioc_s_fmt：設定當前驅動的頻捕獲格式

vidioc_g_fmt：讀取當前驅動的頻捕獲格式

vidioc_try_fmt：驗證當前驅動的顯示格式

vidioc_cropcap：查詢驅動的修剪能力

vidioc_qbuf：把資料從快取中讀取出來

vidioc_dqbuf：把資料放回快取佇列

這些io呼叫，有些是必須的，有些是可選擇的。

在亞洲，一般使用pal（720x576）制式的攝像頭，而歐洲一般使用ntsc（720x480），使用vidioc_querystd來檢測：

v4l2_std_id std;

do while (ret == -1 && errno == eagain);

switch (std)

struct v4l2_format fmt;

memset ( &fmt, 0, sizeof(fmt) );

fmt.type = v4l2_buf_type_video_capture;

fmt.fmt.pix.width = 720;

fmt.fmt.pix.height = 576;

fmt.fmt.pix.pixelformat = v4l2_pix_fmt_yuyv;

fmt.fmt.pix.field = v4l2_field_interlaced;

if (ioctl(fd, vidioc_s_fmt, &fmt) == -1)

v4l2_format結構體定義如下：

struct v4l2_format

fmt;

};struct v4l2_pix_format

;分配記憶體

struct v4l2_requestbuffers req;

if (ioctl(fd, vidioc_reqbufs, &req) == -1)

v4l2_requestbuffers定義如下：

struct v4l2_requestbuffers

;獲取並記錄快取的物理空間

使用vidioc_reqbufs，我們獲取了req.count個快取，下一步通過呼叫vidioc_querybuf命令來獲取這些快取的位址，然後使用mmap函式轉換成應用程式中的絕對位址，最後把這段快取放入快取佇列：

typedef struct videobuffer videobuffer;

videobuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(*buffers) );

struct v4l2_buffer buf;

for (numbufs = 0; numbufs < req.count; numbufs++)

buffers[numbufs].length = buf.length;

// 轉換成相對位址

buffers[numbufs].start = mmap(null, buf.length,

prot_read | prot_write,

map_shared,

fd, buf.m.offset);

if (buffers[numbufs].start == map_failed)

// 放入快取佇列

if (ioctl(fd, vidioc_qbuf, &buf) == -1) }

作業系統一般把系統使用的記憶體劃分成使用者空間和核心空間，分別由應用程式管理和作業系統管理。應用程式可以直接訪問記憶體的位址，而核心空間存放的是供核心訪問的**和資料，使用者不能直接訪問。v4l2捕獲的資料，最初是存放在核心空間的，這意味著使用者不能直接訪問該段記憶體，必須通過某些手段來轉換地址。

read、write方式:在使用者空間和核心空間不斷拷貝資料，占用了大量使用者記憶體空間，效率不高。

記憶體對映方式：把裝置裡的記憶體對映到應用程式中的記憶體控制項，直接處理裝置記憶體，這是一種有效的方式。上面的mmap函式就是使用這種方式。

使用者指標模式：記憶體片段由應用程式自己分配。這點需要在v4l2_requestbuffers裡將memory欄位設定成v4l2_memory_userptr。

處理採集資料

struct v4l2_buffer buf;

memset(&buf,0,sizeof(buf));

buf.type=v4l2_buf_type_video_capture;

buf.memory=v4l2_memory_mmap;

buf.index=0;

//讀取快取

if (ioctl(camerafd, vidioc_dqbuf, &buf) == -1)

//重新放入快取佇列

if (ioctl(camerafd, vidioc_qbuf, &buf) == -1)

close(camerafd)

還需要使用munmap方法。

附錄：標準的v4l2的api

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Linux V4L2 原始碼分析

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