V4L是linux內核中關于視頻設備的子系統，為linux下的視頻驅動提供了統一的接口，使應用程序可以使用統一的API操作不同的視頻設備，簡化視頻系統的開發與維護
V4L2相比與V4L有更好的擴展性和靈活性
（一）V4L2支持設備：
V4L2可以支持多種設備，可以有以下幾種接口：
1）視頻采集接口
2）視頻輸出接口
3）直接傳輸視頻接口：將視頻采集設備上采集的信號直接輸出到視頻輸出設備上，不用經過系統CPU
4）視頻間隔消隱信號接口（VBI Interface）：使引用可以訪問傳輸消隱期的視頻信號
5）收音機接口：
?
（二）V4L2設備處理流程
打開V4L2設備節點
int
fd = open(
"
/dev/video0
"
,O_RDWR |O_NONBLOCK);
配置設備/查詢設備屬性
int
ioctl (
int
fd, unsigned
long
int
request, ...
/*
args
*/
) ;
常見的request命令：
VIDIOC_REQBUFS：在內核空間中分配幀緩沖區
struct
v4l2_requestbuffers req;
req.count
=
4
;
req.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
req.memory
=
V4L2_MEMORY_MMAP;
ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,
&req);
VIDIOC_QUERYBUF：將REQBUFS中分配的緩存轉換成物理地址，并將物理地址映射到用戶空間
for
(n_buffers =
0
; n_buffers < req.count; ++
n_buffers)
{
struct
v4l2_buffer buf;
memset(
&buf,
0
,
sizeof
(buf));
buf.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory
=
V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index
=
n_buffers;
if
(-
1
== ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &
buf))
{
printf(
"
error in VIDIOC_QUERYBUF\n
"
);
return
-
1
;
}
buffers[n_buffers].length
=
buf.length;
buffers[n_buffers].start
=mmap (NULL,buf.length,PROT_READ |
PROT_WRITE ,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset);
if
(MAP_FAILED==
buffers[n_buffers].start)
return
-
1
;
}
VIDIOC_QUERYCAP：查詢驅動功能
struct
v4l2_capability cap;
if
( ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap) == -
1
)
printf(
"
error\n
"
);
printf(
"
capability:\n
"
);
printf(
"
driver:%s\n
"
,cap.driver);
printf(
"
card:%s\n
"
,cap.card);
printf(
"
bus info:%s\n
"
,cap.bus_info);
printf(
"
version:%d\n
"
,cap.version);
printf(
"
capabilities:%x\n
"
,cap.capabilities);
VIDIOC_ENUM_FMT：獲取當前驅動支持的視頻格式
struct
v4l2_fmtdesc fmtdesc;
fmtdesc.index
=
0
;
fmtdesc.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
printf(
"
fmtdesc:\n
"
);
while
(ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc) != -
1
)
{
printf(
"
\t%d.%s\n
"
,fmtdesc.index+
1
,fmtdesc.description);
fmtdesc.index
++
;
}
VIDIOC_G/S_FMT：讀取/設置當前驅動的視頻捕捉格式
struct
v4l2_format format;
memset(
&format,
0
,
sizeof
(
struct
v4l2_format));
format.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if
( ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &format) == -
1
)
{
printf(
"
VIDIOC_G_FMT error\n
"
);
return
-
1
;
}
struct
v4l2_pix_format pix_format;
pix_format
=
format.fmt.pix;
printf(
"
pix_format\n
"
);
printf(
"
width:%d\n
"
,pix_format.width);
printf(
"
height:%d\n
"
,pix_format.height);
printf(
"
bytesperline:%d\n
"
,pix_format.bytesperline);
printf(
"
sizeimage:%d\n
"
,pix_format.sizeimage);
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_G/S_CROP：讀取/設置視頻信號的邊框
struct
v4l2_cropcap cropcap;
struct
v4l2_crop crop;
cropcap.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
if
(
0
== ioctl(fd, VIDIOC_CROPCAP, &
cropcap))
{
crop.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
crop.c
=
cropcap.defrect;
if
(-
1
== ioctl(fd, VIDIOC_S_CROP, &
crop))
{
printf(
"
VIDIOC_S_CROP error\n
"
);
return
-
1
;
}
}
VIDIOC_QBUF：把緩存區放入緩存隊列
VIDIOC_DQBUF：把緩存去從緩存隊列中取出
unsigned
int
i;
enum
v4l2_buf_type type;
for
(i =
0
; i<
4
; ++
i)
{
struct
v4l2_buffer buf;
buf.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory
=
V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index
=
i;
ioctl (fd,VIDIOC_QBUF,
&
buf);
}
type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
ioctl (fd,VIDIOC_STREAMON,
&
type);
struct
v4l2_buffer buf;
buf.type
=
V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory
=
V4L2_MEMORY_MMAP;
if
( ioctl (fd,VIDIOC_DQBUF, &buf)==-
1
)
{
printf(
"
error in VIDIOC_DQBUF\n
"
);
return
-
1
;
}
VIDIOC_STREAMON：開始視頻顯示函數
VIDIOC_STREAMOFF：結束視頻顯示函數
VIDIOC_QUERYSTD：檢查當前視頻設備支持的標準，亞洲一般使用PAL制式攝像頭，歐洲一般使用NTSC攝像頭
v4l2_std_id std;
int
ret;
do
{
ret
= ioctl(fd,VIDIOC_QUERYSTD,&
std);
}
while
(-
1
==ret && errno==
EAGAIN);
switch
(std)
{
case
V4L2_STD_NTSC:
//
case
V4L2_STD_PAL:
//
}
處理v4l2視頻數據
v4l2設定了三種應用程序與驅動的交互方式：
1）直接讀取設備文件方式read/write
2）mmap映射方式
3）用戶指針方式
mmap方式：驅動將內部數據空間映射到應用程序空間上，雙方直接在這個空間上進行數據交換
用戶指針方式：首先由應用程序申請一段緩沖區，然后將緩沖區傳給驅動，驅動將其作為緩沖區，從而實現內存共享
直接read/write：一般配合select使用，直接讀取設備文件的方式進行I/O
關閉設備
調用close關閉文件描述符，如果進行了內存映射，關閉之前還需要munmap解除映射
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