v4l2驱动编写篇一--介绍

 发表于 2010-4-30 11:48 |  |  | 

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笔者最近有机会写了一个摄像头的驱动，是“One laptop per child”项目的中摄像头专用的。这个驱动使用了为此目的而设计的内核API：the Video4Linux2 API。在写这个驱动的过程中，笔者发现了一个惊人的问题：这个API的文档工作做得并不是很好，而用户层的文档则写的，实际上，相当不错。为了补救现在的状况，LWN将在未来的内个月里写一系列文章，告诉大家如何写V4L2接口的驱动。
V4L2有一段历史了。大约在1998的秋天，它的光芒第一次出现在Bill Dirks的眼中。经过长足的发展，它于2002年11月，发布时，融入了内核主干之中。然而直到今天，仍有一部分内核驱不支持新的API，这种新旧API的转换工作仍在进行。同时，V4L2 API也在发展，并在2.6.18版本中进行了一些重大的改变。支持V4L2的应用依旧相对较少。
V4L2在设计时，是要支持很多广泛的设备的，它们之中只有一部分在本质上是真正的视频设备：

• video capture interface （影像捕获接口）从调谐器或是摄像头上获取视频数据。对很多人来讲，影像捕获（video capture) 是V4L2的基本应用。由于笔者在这方面的经验是强项，这一系列文章也趋于强调捕获API，但V4L2不止这些。
• video output interface （视频输出接口）允许应用使用PC的外设，让其提供视频图像。有可能是通过电视信号的形式。
• 捕获接口还有一个变体，存在于video overlay interface（视频覆盖接口）之中。它的工作是方便视频显示设备直接从捕获设备上获取数据。视频数据直接从捕获设备传到显示设备，无需经过CPU。
• VBI interfaces （Vertical blanking interval interface,垂直消隐接口）提供垂直消隐期的数据接入。这个接口包括raw和sliced两种接口，其分别在于硬件中处理的VBI数据量。（为什么要在消隐期间接入数据呢？看这里）
• radio interface (广播接口） 用于从AM或FM调谐器中获得音频数据。
  

也可能出现其它种类的设备。V4L2 API中还有一些关于编译码和效果设备的stub，他们都用来转换视频数据流。然而这块的东西尚未完成确定，更不说应用了。还有“teletext”和”radio data system”的接口，他们目前在V4L1 API中实现。他们没有移动到V4L2的API中来，而且目前也没有这方面的计划。
视频驱动与其他驱动不同之处，在于它的配置方式多种多样。因此大部分V4L2驱动都有一些特定的代码，好让应用可以知道给定的设备有什么功能，并配置设备，使其按期望的方式工作。V4L2的API定义了几十个回调函数，用来配置如调谐频率、窗口和裁剪、帧速率、视频压缩、图像参数（亮度、对比度…)、视频标准、视频格式等参数。这一系列文章的很大部分都要用来考察这些配置的过程。
然后，还有一个小任务，就是有效地在视频频率下进行I/O操作。V4L2定义了三种方法来在用户空间和外设之间移动视频数据，其中有些会比较复杂。视频I/O和视频缓冲层，将会分成两篇文章来写，它们是用来处量一些共性的任务的。
随后的文章每几周发一篇，共会加入到下面的列表中。