V4L2超详细讲解文档格式.docx

1、u8 driver16; / 驱动名字u8 card32; / 设备名字u8 bus_info32; / 设备在系统中的位置u32 version; / 驱动版本号u32 capabilities; / 设备支持的操作u32 reserved4; / 保存字段;capabilities 常用值:V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE / 是否支持图像获取显示设备信息struct v4l2_capability cap;ioctl（fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap）;printf（“Driver Name:%snCard Name:%snBus info:%snDriver

2、Version:%u.%u.%un,cap.driver,cap.card,cap.bus_info,（cap.version16）&0XFF, （cap.version8）&0XFF,cap.version&0XFF）;5. 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。int ioctl（int fd, int request, struct v4l2_fmtdesc *argp）;int ioctl（int fd, int request, struct v4l2_format *argp）;v4l2_cropcap 结构体用来设置摄像头的捕捉能力，在捕捉上

3、视频时应先先设置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 Y

4、UV4:2:2），然后通过 VIDIO_S_FMT 操作命令设置视频捕捉格式。如如下图所示：5.1 查询并显示所有支持的格式：VIDIOC_ENUM_FMTstruct v4l2_fmtdescu32 index; / 要查询的格式序号，应用程序设置enum v4l2_buf_type type; / 帧类型，应用程序设置u32 flags; / 是否为压缩格式u8 description32; / 格式名称u32 pixelformat; / 格式 / 保存显示所有支持的格式struct v4l2_fmtdesc fmtdesc; fmtdesc.index=0; fmtdesc.type=

5、V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; printf（Support format:n）;while（ioctl（fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc） != -1）printf（t%d.%sn,fmtdesc.index+1,fmtdesc.description）;fmtdesc.index+;5.2 查看或设置当前格式： VIDIOC_G_FMT, VIDIOC_S_FMT检查是否支持某种格式：VIDIOC_TRY_FMTstruct v4l2_formatunion fmtstruct v4l2_pix_format pix; / 视频设备使用s

6、truct v4l2_window win;struct v4l2_vbi_format vbi;struct v4l2_sliced_vbi_format sliced;u8 raw_data200;struct v4l2_pix_formatu32 width; / 帧宽，单位像素u32 height; / 帧高，单位像素 / 帧格式enum v4l2_field field;u32 bytesperline;u32 sizeimage;enum v4l2_colorspace colorspace;u32 priv;显示当前帧的相关信息struct v4l2_format fmt; fm

7、t.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; ioctl（fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt）;printf（“Current data format information:ntwidth:%dntheight:%dn,fmt.fmt.pix.width,fmt.fmt.pix.height）; while（ioctl（fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&fmtdesc）!=-1）if（fmtdesc.pixelformat & fmt.fmt.pix.pixelformat）printf（“tformat:%sn,fmtdesc.descriptio

8、n）;break;检查是否支持某种帧格式 fmt.fmt.pix.pixelformat=V4L2_PIX_FMT_RGB32; if（ioctl（fd,VIDIOC_TRY_FMT,&fmt）=-1） if（errno=EINVAL）printf（“not support format RGB32!n）;6. 图像的缩放 VIDIOC_CROPCAPint ioctl（int fd, int request, struct v4l2_cropcap *argp）;int ioctl（int fd, int request, struct v4l2_crop *argp）;int ioctl（

9、int fd, int request, conststruct v4l2_crop *argp）;Cropping 和 scaling 主要指的是图像的取景X围与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局部， 剪裁的主要参数是位置、长度、宽度。而 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。看如下图我们可以假设 bounds 是 sensor 最大能捕捉到的图像X围，而 defrect 是设备默认 的最大取样X围，这个可以通过 VI

10、DIOC_CROPCAP 的 ioctl 来获得设备的 crap 相关的属 性 v4l2_cropcap，其中的 bounds 就是这个 bounds，其实就是上限。每个设备都有个默 认的取样X围，就是 defrect，就是 default rect 的意思，它比 bounds 要小一些。这 个X围也是通过 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 来获得的 v4l2_cropcap 结构中的 defrect 来表示的，我们可以通过 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP 来获取和设置设备当前的 crop 设置。6.1 设置设备捕捉能力的参数struct v4l2_cr

11、opcap / 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，包括起点位置与长,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6.2 设置窗口取景参数 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROPstruct v4l2_crop/ 应用程序设置struct v4l2_rect c;7.video Inputs and OutputsVIDIOC_G_INPUT

12、和 VIDIOC_S_INPUT 用来查询和选如此当前的 input，一个 video 设备 节点可能对应多个视频源，比如 saf7113 可以最多支持四路 cvbs 输入，如果上层想在四 个cvbs视频输入间切换，那么就要调用 ioctl（fd, VIDIOC_S_INPUT, &input） 来切换。VIDIOC_G_INPUT and VIDIOC_G_OUTPUT 返回当前的 video input和output的index.int ioctl（int fd, int request, struct v4l2_input *argp）;struct v4l2_input _u32 in

13、dex; /* Which input */_u8 name32; /* Label */_u32 type; /* Type of input */_u32 audioset; /* Associated audios （bitfield） */_u32 tuner; /* Associated tuner */v4l2_std_id std;_u32 status;_u32 reserved4;我们可以通过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

14、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. 列举当前输入视频所支持的视频格式struct v4l2_input input;struct v4l2_standard stand

15、ard;memset （&input, 0, sizeof （input）;/首先获得当前输入的 index,注意只是 index，要获得具体的信息，就的调用列举操作if （-1 = ioctl （fd, VIDIOC_G_INPUT, &input.index） perror （VIDIOC_G_INPUT）;exit （EXIT_FAILURE）;/调用列举操作，获得 input.index 对应的输入的具体信息if （-1 = ioctl （fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input） perror （VIDIOC_ENUM_INPUT）;printf （Current i

16、nput %s supports:n, input.name）; memset （&standard, 0, sizeof （standard）; standard.index = 0;/列举所有的所支持的 standard，如果 standard.id 与当前 input 的 input.std 有共同的bit flag，意味着当前的输入支持这个 standard,这样将所有驱动所支持的 standard 列举一个遍，就可以找到该输入所支持的所有 standard 了。while （0 = ioctl （fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard） if （standard.

17、id & input.std）printf （%sn, standard.name）;standard.index+;/* EINVAL indicates the end of the enumeration, which cannot be empty unless this device falls under the USB exception. */if （errno != EINVAL | standard.index = 0） perror （VIDIOC_ENUMSTD）;8. Video standardsv4l2_std_id std_id; /这个就是个64bit得数in

18、t ioctl（int fd, int request, struct v4l2_standard *argp）;typedef u64 v4l2_std_id;struct v4l2_standard v4l2_std_id id;u8 name24;struct v4l2_fract frameperiod; /* Frames, not fields */u32 framelines;当然世界上现在有多个视频标准，如NTSC和PAL，他们又细分为好多种，那么我们的设 备输入/输出终究支持什么样的标准呢？我们的当前在使用的输入和输出正在使用的是哪 个标准呢？我们怎么设置我们的某个输入输出使

19、用的标准呢？这都是有方法的。查询我们的输入支持什么标准，首先就得找到当前的这个输入的index，然后查出它的 属性，在其属性里面可以得到该输入所支持的标准，将它所支持的各个标准与所有的标准 的信息进展比拟，就可以获知所支持的各个标准的属性。一个输入所支持的标准应该是一 个集合，而这个集合是用bit与的方式用一个64位数字表示。因此我们所查到的是一个数字。Example： Information about the current video standard v4l2_std_id std_id;/ VIDIOC_G_STD就是获得当前输入使用的standard，不过这里只是得到了该标准的id

20、/ 即flag，还没有得到其具体的属性信息，具体的属性信息要通过列举操作来得到。if （-1 = ioctl （fd, VIDIOC_G_STD, &std_id） /获得了当前输入使用的standard/ Note when VIDIOC_ENUMSTD always returns EINVAL this is no video device/ or it falls under the USB exception, and VIDIOC_G_STD returning EINVAL/ is no error.perror （VIDIOC_G_STD）;standard.index = 0

21、; /从第一个开始列举/ VIDIOC_ENUMSTD用来列举所支持的所有的video标准的信息，不过要先给standard/ 结构的index域制定一个数值，所列举的标 准的信息属性包含在standard里面，/ 如果我们所列举的标准和std_id有共同的bit，那么就意味着这个标准就是当前输/ 入所使用的标准，这样我们就得到了当前输入使用的标准的属性信息 std_id） printf （Current video standard: %sn, standard.name）;exit （EXIT_SUCCESS）;if （errno = EINVAL | standard.index = 0

22、） 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。这里只讨论内存映射（memory mapping）。9.1 向设备申请缓冲区 VIDIOC_REQBUFSint ioctl（int fd, int request, struct v4l2_requestbuffers *argp）;struct v4l2_requestbuffersu32 count; / 缓冲区内缓冲帧的数目 / 缓冲帧数据格式enum v4l2_memory memory; / 区别是内存映射还是用户指针方式u32 reserv

23、ed2;注：enum v4l2_memoyV4L2_MEMORY_MMAP, V4L2_MEMORY_USERPTR/count,type,memory 都要应用程序设置申请一个拥有四个缓冲帧的缓冲区struct v4l2_requestbuffers req; req.count=4; req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;ioctl（fd,VIDIOC_REQBUFS,&req）;9.2 获取缓冲帧的地址，长度：VIDIOC_QUERYBUFint ioctl（int fd, int request

24、, struct v4l2_buffer *argp）;struct v4l2_buffer /buffer 序号 /buffer 类型u32 byteused; /buffer 中已使用的字节数 / 区分是MMAP 还是USERPTRstruct timeval timestamp; / 获取第一个字节时的系统时间struct v4l2_timecode timecode;u32 sequence; / 队列中的序号 /IO 方式，被应用程序设置union mu32 offset; / 缓冲帧地址，只对MMAP 有效unsigned long userptr;u32 length; / 缓冲帧长度u32 input;u32 reserved;9.3 内存映射MMAP 与定义一个结构体来映射每个缓冲帧。 相关结构体：struct buffervoid* start;unsigned int length;*buffers;sys/mman.hvoid *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,P