V4L2基础知识：
v4l2：是内核提供给应用程序访问音、视频驱动的统一接口。
基本的工作流程：打开摄像头->检查和设置设备属性->设置帧格式->设置输入输出方法->循环获取数据->关闭设备.
1、打开摄像头
在v4l2中，视频设备被看做一个文件。使用open函数打开这个设备：
可以用非阻塞方式打开摄像头设备
fd = open (“dev_name”, O_RDWR| O_NONBLOCK)
也可以用阻塞方式打开摄像头设备
fd = open (“dev_name”, O_RDWR)
如果使用非阻塞模式调用视频设备，即使尚未捕获到信息，驱动依旧会把缓存（DQBUFF）里的东西返回给应用程序。
设置视频设备属性通过ioctl来进行设置，ioctl有三个参数，分别是fd, cmd,和parameter,表示设备描述符，控制命令和控制命令参数。
int ioctl(int fd, int cmd, ...);
2、查询设备属性：控制命令VIDIOC_QUERYCAP
功能：查询视频设备的功能 ；
参数：参数类型为v4l2的能力描述类型struct v4l2_capability ；
返回值：执行成功时，函数返回值为 0；函数执行成功后，struct v4l2_capability结构体变量中的返回当前视频设备所支持的功能；
3、设置视频的制式和帧格式：
制式包括PAL，NTSC，帧的格式包括宽度和高度。
v4l2_cropcap 结构体用来设置摄像头的捕捉能力。
v4l2_cropcap 的 type 域，再通过 VIDIO_CROPCAP 操作命令获取设备捕捉能力的参数，保存于 v4l2_cropcap 结构体中，包括 bounds（最大捕捉方框的左上角坐标和宽高），defrect（默认捕捉方框的左上角坐标和宽高）等。
v4l2_format 结构体用来设置摄像头的视频制式、帧格式等，在设置这个参数时应先填 好 v4l2_format 的各个域，如 type（传输流类型），fmt.pix.width(宽)，fmt.pix.heigth(高)，fmt.pix.field(采样区域，如隔行采样)，fmt.pix.pixelformat(采样类型，如 YUV4:2:2)，然后通过 VIDIO_S_FMT 操作命令设置视频捕捉格式。
控制命令VIDIOC_S_FMT
功能： 设置视频设备的视频数据格式，例如设置视频图像数据的长、宽，图像格式（JPEG、YUYV格式）；
参数：参数类型为v4l2的视频数据格式类型 struct v4l2_format ；
返回值： 执行成功时，函数返回值为 0；
4、查询并显示所有支持的格式
控制命令 VIDIOC_ENUM_FMT
功能： 获取当前视频设备支持的视频格式 。
参数：参数类型为v4l2的视频格式描述符类型 struct v4l2_fmtdesc
返回值： 执行成功时，函数返回值为 0；struct v4l2_fmtdesc 结构体中的 .pixelformat和 .description 成员返回当前视频设备所支持的视频格式；
5、图像的缩放 VIDIOC_CROPCAP
相关函数：
int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_cropcap *argp);int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_crop *argp);int ioctl(int fd, int request, const struct v4l2_crop *argp);
Cropping 和 scaling 主要指的是图像的取景范围及图片的比例缩放的支持。Crop就是把得到的数据作一定的裁剪和伸缩，裁剪可以只取样我们可以得到的图像大小的一部分，剪裁的主要参数是位置、长度、宽度。scale 的设置是通过VIDIOC_G_FMT 和 VIDIOC_S_FMT 来获得和设置当前的 image 的长度，宽度来实现的。
6、设置设备捕捉能力的参数
相关结构体：
struct v4l2_cropcap{enum v4l2_buf_type type; // 数据流的类型，应用程序设置struct v4l2_rect bounds; // 这是 camera 的镜头能捕捉到的窗口大小的局限struct v4l2_rect defrect; // 定义默认窗口大小，包括起点位置及长,宽的大小，大小以像素为单位struct v4l2_fract pixelaspect; // 定义了图片的宽高比};
7、设置窗口取景参数 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP
struct v4l2_crop{
enum v4l2_buf_type type;// 应用程序设置struct v4l2_rect c;
}
8、设置输入输出：
VIDIOC_G_INPUT 和 VIDIOC_S_INPUT 用来查询和选则当前的 input，一个 video 设备 节点可能对应多个视频源，如果上层应用想在多个视频输入间切换，就会调用 ioctl(fd, VIDIOC_S_INPUT, &input) 来切换；
可以通过VIDIOC_ENUMINPUT and VIDIOC_ENUMOUTPUT 分别列举一个input或者 output的信息，我们使用一个v4l2_input结构体来存放查询结果，这个结构体中有一个 index域用来指定你索要查询的是第几个input/ouput,如果你所查询的这个input是当前正 在使用的，那么在v4l2_input还会包含一些当前的状态信息，如果所 查询的input/output 不存在，那么回返回EINVAL错误，所以，我们通过循环查找，直到返回错误来遍历所有的 input/output. VIDIOC_G_INPUT and VIDIOC_G_OUTPUT 返回当前的video input和output 的index.
9、申请和管理缓冲区
应用程序和设备有三种交换数据的方法，直接 read/write、内存映射(memory mapping)和用户指针，这里采用内存映射(memory mapping)；
1、向设备申请缓冲区
控制命令VIDIOC_REQBUFS
功能： 请求v4l2驱动分配视频缓冲区（申请v4l2视频驱动分配内存），v4l2是视频设备的驱动层，位于内核空间，所以通过VIDIOC_REQBUFS控制命令字申请的内存位于内核空间，应用程序不能直接访问，需要通过调用mmap内存映射函数把内核空间内存映射到用户空间后，应用程序通过访问用户空间地址来访问内核空间。
参数：参数类型为v4l2的申请缓冲区数据结构体类型struct v4l2_requestbuffers ；
返回值： 执行成功时，函数返回值为 0；v4l2驱动层分配好了视频缓冲区；
2、获取缓冲帧的地址，长度：VIDIOC_QUERYBUF
功能：查询已经分配的v4l2的视频缓冲区的相关信息，包括视频缓冲区的使用状态、在内核空间的偏移地址、缓冲区长度等。在应用程序设计中通过调VIDIOC_QUERYBUF来获取内核空间的视频缓冲区信息，然后调用函数mmap把内核空间地址映射到用户空间，这样应用程序才能够访问位于内核空间的视频缓冲区。
参数：参数类型为v4l2缓冲区数据结构类型 struct v4l2_buffer ；
返回值： 执行成功时，函数返回值为 0；struct v4l2_buffer结构体变量中保存了指令的缓冲区的相关信息；
一般情况下，应用程序中调用VIDIOC_QUERYBUF取得了内核缓冲区信息后，紧接着调用mmap函数把内核空间地址映射到用户空间，方便用户空间应用程序的访问。
3、内存映射MMAP 及定义一个结构体来映射每个缓冲帧
相关结构体：
struct buffer{void* start;
unsigned int length;
}*buffers;
相关函数：void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)
//addr 映射起始地址，一般为NULL ，让内核自动选择
//length 被映射内存块的长度
//prot 标志映射后能否被读写，其值为PROT_EXEC,PROT_READ,PROT_WRITE, PROT_NONE
//flags 确定此内存映射能否被其他进程共享，MAP_SHARED,MAP_PRIVATE
//fd,offset, 确定被映射的内存地址 返回成功映射后的地址，不成功返回MAP_FAILED ((void*)-1)
int munmap(void *addr, size_t length);// 断开映射
将申请到的缓冲帧映射到应用程序，用buffers 指针记录。
10、循环获取数据
启动数据流，控制命令VIDIOC_STREAMON
功能： 启动视频采集命令，应用程序调用VIDIOC_STREAMON启动视频采集命令后，视频设备驱动程序开始采集视频数据，并把采集到的视频数据保存到视频驱动的视频缓冲区中。
参数：参数类型为v4l2的视频缓冲区类型 enum v4l2_buf_type ；
返回值： 执行成功时，函数返回值为 0；函数执行成功后，视频设备驱动程序开始采集视频数据，此时应用程序一般通过调用select函数来判断一帧视频数据是否采集完成，当视频设备驱动完成一帧视频数据采集并保存到视频缓冲区中时，select函数返回，应用程序接着可以读取视频数据；否则select函数阻塞直到视频数据采集完成。
停止数据流：控制命令VIDIOC_STREAMOFF
功能：停止视频采集命令，应用程序调用VIDIOC_ STREAMOFF停止视频采集命令后，视频设备驱动程序不在采集视频数据。
参数：参数类型为v4l2的视频缓冲区类型 enum v4l2_buf_type ；
返回值：执行成功时，函数返回值为 0；函数执行成功后，视频设备停止采集视频数据。
11、关闭设备；close(fd);
参考：http://blog.chinaunix.net/uid-26851094-id-3356224.html
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