Linux下V4L2编程小结

 Linux下V4L2编程小结
 
一．设置采集方式，格式 常用命令标志
 
    打开视频设备后，可以设置该视频设备的属性，例如裁剪、缩放等。这一步是可选的。在Linux编程中，一般使用ioctl函数来对设备的I/O通道进行管理：
extern int ioctl (int __fd, unsigned long int __request, …) __THROW;
__fd：设备的ID，例如刚才用open函数打开视频通道后返回的cameraFd；
__request：具体的命令标志符。
在进行V4L2开发中，一般会用到以下的命令标志符：
VIDIOC_REQBUFS：分配内存VIDIOC_QUERYBUF：把VIDIOC_REQBUFS中分配的数据缓存转换成物理地址VIDIOC_QUERYCAP：查询驱动功能VIDIOC_ENUM_FMT：获取当前驱动支持的视频格式VIDIOC_S_FMT：设置当前驱动的频捕获格式VIDIOC_G_FMT：读取当前驱动的频捕获格式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_S_CROP：设置视频信号的边框VIDIOC_G_CROP：读取视频信号的边框VIDIOC_QBUF：把数据从缓存中读取出来VIDIOC_DQBUF：把数据放回缓存队列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，例如PAL或NTSC。
这些IO调用，有些是必须的，有些是可选择的。

二.一般操作流程（视频设备）
1. 打开设备文件。
int fd=open(”/dev/video0″,O_RDWR);

2. 取得设备的capability，看看设备具有什么功能，比如是否具有视频输入,或者音频输入输出等。VIDIOC_QUERYCAP,struct v4l2_capability


  v4l2_std_id std;
  do {
            ret= ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, &std);
       } while (ret == -1 && errno == EAGAIN);
   switch (std) {
       case V4L2_STD_NTSC:
                        //……
       case V4L2_STD_PAL:
                       //……
       }
3. 选择视频输入，一个视频设备可以有多个视频输入。VIDIOC_S_INPUT,struct v4l2_input(可不要)
4. 设置视频的制式和帧格式，制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。
      VIDIOC_S_STD,VIDIOC_S_FMT,struct v4l2_std_id,struct v4l2_format
   struct v4l2_format    fmt;
  /*
  v4l2_format 结构如下：
  struct v4l2_format
  {
    enum v4l2_buf_type type;    // 数据流类型，必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
    union
    {
        struct v4l2_pix_format    pix;
        struct v4l2_window        win;
        struct v4l2_vbi_format    vbi;
        __u8    raw_data[200];        
    } fmt;
  };
  struct v4l2_pix_format
  {
    __u32                   width;         // 宽，必须是16 的倍数
    __u32                   height;        // 高，必须是16 的倍数
    __u32                   pixelformat;   // 视频数据存储类型，例如是YUV 4 ：2 ：2 还是RGB
    enum v4l2_field         field;
    __u32                   bytesperline;  
    __u32                   sizeimage;
    enum v4l2_colorspace    colorspace;
    __u32                   priv;     
  };
  */
样例：
  memset ( &fmt, 0, sizeof(fmt) );
  fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
  fmt.fmt.pix.width = 320;
  fmt.fmt.pix.height = 240;
  fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_JPEG;
  if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) < 0）
  {
    printf("set format failed\n");
    //return 0;
  }

5. 向驱动申请帧缓冲，一般不超过5个。struct v4l2_requestbuffers


struct v4l2_requestbuffers
{
__u32               count; // 缓存数量，也就是说在缓存队列里保持多少张照片
enum v4l2_buf_type type;   // 数据流类型，必须永远是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE
enum v4l2_memory    memory; // V4L2_MEMORY_MMAP 或 V4L2_MEMORY_USERPTR
__u32               reserved[2];
};
样例：
struct v4l2_requestbuffers req;
memset(&req, 0, sizeof (req));
  req.count = 4;
  req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
  req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
  if (ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req) == -1)
  {
    perror("VIDIOC_REQBUFS error \n");
    //return -1;
  }
6.申请物理内存 ，并将申请到的帧缓冲映射到用户空间，这样就可以直接操作采集到的帧了，而不必去复制。将申请到的帧缓冲全部入队列，以便存放采集到的数据.VIDIOC_QBUF,struct v4l2_buffer
  VideoBuffer*          buffers = calloc( req.count, sizeof(VideoBuffer) );
  printf("sizeof(VideoBuffer) is %d\n",sizeof(VideoBuffer));
  struct v4l2_buffer    buf;
  for (numBufs = 0; numBufs < req.count; numBufs++)
  {
    memset( &buf, 0, sizeof(buf) );
    buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
    buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
    buf.index = numBufs;
    if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) < 0)
    {
     printf("VIDIOC_QUERYBUF error\n");
     //return -1;
    }
    printf("buf len is %d\n",sizeof(buf));
    //内存映射
   buffers[numBufs].length = buf.length;
   buffers[numBufs].offset = (size_t) buf.m.offset;
   buffers[numBufs].start = mmap (NULL, buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, buf.m.offset);
   printf("buffers.length = %d,buffers.offset = %d ,buffers.start[0] = %d\n",buffers[numBufs].length,buffers[numBufs].offset,buffers[numBufs].start[0]);
   printf("buf2 len is %d\n",sizeof(buffers[numBufs].start));
   if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED)
   {
     perror("buffers error\n");
     //return -1;
   }
   if (ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf) < 0)
   {
     printf("VIDIOC_QBUF error\n");
     //return -1;
   }
}   

7. 开始视频的采集。VIDIOC_STREAMON
 enum v4l2_buf_type type;
 type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; 
    if (ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type) < 0)
    {
      printf("VIDIOC_STREAMON error\n");
     // return -1;
     }
8. 出队列以取得已采集数据的帧缓冲，取得原始采集数据。VIDIOC_DQBUF, 将缓冲重新入队列尾,这样可以循环采集。VIDIOC_QBUF
    if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf) < 0)
     {
        perror("VIDIOC_DQBUF failed.\n");
        //return -1;
      }
      buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
      unsigned char *ptcur = buffers[numBufs].start;
      DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused);
      int i1;
      for(i1=0; i1      {
        if((buffers[numBufs].start[i1] == 0x000000FF) && (buffers[numBufs].start[i1+1] == 0x000000C4))
        {
                DEBUG("huffman table finded! \nbuf.bytesused = %d\nFFC4 = %d \n",buf.bytesused,i1);
             break;    
        }
      }
      if(i1 == buf.bytesused)printf("huffman table don't exist! \n");
           int i;
      for(i=0; i      {
        if((buffers[numBufs].start[i] == 0x000000FF) && (buffers[numBufs].start[i+1] == 0x000000D8)) break;      
        ptcur++;
      }
      DEBUG("i=%d,FF=%02x,D8=%02x\n",i,buffers[numBufs].start[i],buffers[numBufs].start[i+1]);
      int imagesize =buf.bytesused - i;
      DEBUG("buf.bytesused = %d \n",buf.bytesused);
      DEBUG ("imagesize = %d \n",imagesize);
9. 停止视频的采集。VIDIOC_STREAMOFF
10. 关闭视频设备。close(fd);