前面主要介紹的是：V4L2 的一些設(shè)置接口，如亮度，飽和度，曝光時(shí)間，幀數(shù)，增益，白平衡等。今天看看V4L2 得到數(shù)據(jù)的幾個(gè)關(guān)鍵ioctl，Buffer的申請(qǐng)和數(shù)據(jù)的抓取。

1. 初始化 Memory Mapping 或 User Pointer I/O. 申請(qǐng)數(shù)據(jù)Buffer。 int ioctl(int fd, int?requestbuf,?struct v4l2_requestbuffers * argp); 參數(shù)一：open（）所產(chǎn)生的句柄。 參數(shù)二：VIDIOC_REQBUFS 參數(shù)三：in/out結(jié)構(gòu)體。 struct v4l2_requestbuffers { __u32 count; enum v4l2_buf_type type; enum v4l2_memory memory; //Applications set this field to?V4L2_MEMORY_MMAP?or?V4L2_MEMORY_USERPTR ?__u32 reserved[2]; };
注意，有兩種方式的I/O。 Memory Mapping 和User Pointer。 Memory Mapping的Buffer由Driver申請(qǐng)為物理連續(xù)的內(nèi)存空間(Kernel空間)。在此ioctl調(diào)用時(shí)被分配，需要早于mmap()動(dòng)作將他們映射到用戶(hù)空間。
1.1：Memory Mapping模式詳解： 在使用Memory Mapping模式時(shí)，參數(shù)三中結(jié)構(gòu)體內(nèi)每個(gè)field都需要設(shè)置。

__u32 count; ??//當(dāng)memory=V4L2_MEMORY_MMAP時(shí)，此處才有效。表明要申請(qǐng)的buffer個(gè)數(shù)。 enum v4l2_buf_type type; ?//Stream 或者Buffer的類(lèi)型。此處肯定為V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE enum v4l2_memory memory; ?//既然是Memory Mapping模式，則此處設(shè)置為：V4L2_MEMORY_MMAP


注意：count是個(gè)輸入輸出函數(shù)。因?yàn)槟闼暾?qǐng)到的Buffer個(gè)數(shù)不一定就是你所輸入的Number。所以在ioctl執(zhí)行后，driver會(huì)將真實(shí)申請(qǐng)到的buffer個(gè)數(shù)填充到此field. 這個(gè)數(shù)目有可能大于你想要申請(qǐng)的，也可能小與，甚至可能是0個(gè)。 應(yīng)用程序可以再次調(diào)用ioctl--VIDIOC_REQBUFS 來(lái)修改buffer個(gè)數(shù)。但前提是必須先釋放已經(jīng)?mapped?的?buffer?，可以先?munmap?，然后設(shè)置參數(shù)?count?為?0?來(lái)釋放所有的?buffer。

支持Memory ?Mapping ?I/O方式的前提是：v4l2_capability??中支持V4L2_CAP_STREAMING。 在這個(gè)模式下，數(shù)據(jù)本身不會(huì)被Copy，只是在Kernel和用戶(hù)態(tài)之間交換。在應(yīng)用程序想要訪(fǎng)問(wèn)到這些數(shù)據(jù)之前，它必須調(diào)用mmap()影射到用戶(hù)態(tài)。
同時(shí)也要注意，通過(guò)ioctl申請(qǐng)的內(nèi)存，是物理內(nèi)存，無(wú)法被交換入Disk，所以一定要釋放：munmap()。


1.2：User Pointer模式： User Pointer模式時(shí)，應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)申請(qǐng)。 只需要填充Type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE， memory=V4L2_MEMORY_USERPTR



2. 詢(xún)問(wèn)Buffer狀態(tài)： int ioctl(int fd, int request, struct?v4l2_buffer* argp); 參數(shù)一：open（）所產(chǎn)生的句柄。 參數(shù)二：VIDIOC_QUERYBUF 參數(shù)三：v4l2_buffer 結(jié)構(gòu)體。(IN/OUT參數(shù))
注意，此ioctl是Memory Mapping的I/O方法之一。User Pointer模式不需要。在Buffer在ioctl-VIDIOC_REQBUFS執(zhí)行時(shí)創(chuàng)建后，隨時(shí)都可以調(diào)用此Ioctl得到buffer信息。 視頻緩沖區(qū)的使用狀態(tài)、在內(nèi)核空間的偏移地址、緩沖區(qū)長(zhǎng)度等。在應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中通過(guò)調(diào)VIDIOC_QUERYBUF來(lái)獲取內(nèi)核空間的視頻緩沖區(qū)信息，然后調(diào)用函數(shù)mmap把內(nèi)核空間地址映射到用戶(hù)空間，這樣應(yīng)用程序才能夠訪(fǎng)問(wèn)位于內(nèi)核空間的視頻緩沖區(qū)
我們首先通過(guò)v4l2_buffer結(jié)構(gòu)體看看參數(shù)三這個(gè)輸入輸出參數(shù)需要輸入些什么，以及能夠得到什么信息。
struct v4l2_buffer { __u32 index; enum v4l2_buf_type type; __u32 bytesused; __u32 flags; enum v4l2_field field; struct timeval timestamp; struct v4l2_timecode timecode; __u32 sequence;
enum v4l2_memory memory; union { __u32 offset; unsigned long userptr; } m; __u32 length; __u32 input; __u32 reserved; };
在調(diào)用ioctl--VIDIOC_QUERYBUF時(shí)，需要寫(xiě)入的項(xiàng)目有： enum v4l2_buf_type type; //V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE __u32 index; ?// 這里需要解釋一下，因?yàn)樵谡{(diào)用ioctl-VIDIOC_REQBUFS時(shí)，建立了count個(gè)Buffer。所以，這里index的有效范圍是：0到count-1.

在調(diào)用ioctl-VIDIOC_QUERYBUF后，Driver會(huì)填充v4l2_buffer 結(jié)構(gòu)體內(nèi)所有信息供用戶(hù)使用。 如果一些正常： 1. flags　中：V4L2_BUF_FLAG_MAPPED,?V4L2_BUF_FLAG_QUEUED?and?V4L2_BUF_FLAG_DONE被設(shè)置。 2. memory中，V4L2_MEMORY_MMAP被設(shè)置。 3.?m.offset中，從將要mapping 的device memory頭到數(shù)據(jù)頭的offset. 4.?length?中，填充當(dāng)前Buffer長(zhǎng)度。 5。其它的Field有可能設(shè)置，也有可能不被設(shè)置。

這樣，mmap（）想要有的信息就全了。而mmap()之后，Device Driver 申請(qǐng)的或者Device Memory就能映射到用戶(hù)空間。數(shù)據(jù)就可以被應(yīng)用程序使用了。這才是ioctl-VIDIOC_QUERYBUF的關(guān)鍵作用。


3.和Driver交換buffer:? 對(duì)Camera這樣的捕獲設(shè)備來(lái)說(shuō)，Device將數(shù)據(jù)放到Buffer中，用戶(hù)得到數(shù)據(jù)。Device再次將數(shù)據(jù)放到Buffer中。 那么Device Driver 怎樣知道哪個(gè)Buffer是可以存放數(shù)據(jù)的呢？這就用到當(dāng)前這兩個(gè)ioctl-VIDIOC_QBUF, ioctl-VIDIOC_DQBUF.
ioctl-VIDIOC_QBUF: 將指定的Buffer放到輸入隊(duì)列中，即向Device表明這個(gè)Buffer可以存放東西。 ioctl-VIDIOC_DQBUF: 將輸出隊(duì)列中的數(shù)據(jù) buffer取出。
在?driver?內(nèi)部管理著兩個(gè)?buffer queues?，一個(gè)輸入隊(duì)列，一個(gè)輸出隊(duì)列。對(duì)于?capture device?來(lái)說(shuō)，當(dāng)輸入隊(duì)列中的?buffer?被塞滿(mǎn)數(shù)據(jù)以后會(huì)自動(dòng)變?yōu)檩敵鲫?duì)列，等待調(diào)用?VIDIOC_DQBUF?將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以后重新調(diào)用?VIDIOC_QBUF?將?buffer?重新放進(jìn)輸入隊(duì)列.

用法： ioctl--VIDIOC_QBUF： int ioctl(int fd, int request, struct?v4l2_buffer* argp); 參數(shù)一：open（）所產(chǎn)生的句柄。 參數(shù)二：VIDIOC_QBUF 參數(shù)三：v4l2_buffer 結(jié)構(gòu)體。(IN/OUT參數(shù))
參數(shù)三是IN/OUT 參數(shù)。需要填充 enum v4l2_buf_type type; //V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE __u32 index; ?// 這里需要解釋一下，因?yàn)樵谡{(diào)用ioctl-VIDIOC_REQBUFS時(shí)，建立了count個(gè)Buffer。所以，這里index的有效范圍是：0到count-1.? memory:?V4L2_MEMORY_MMAP.
則這個(gè)結(jié)構(gòu)體指明的buffer被送入輸出隊(duì)列，表明此Buffer可以被device 填充數(shù)據(jù)。
用法： ioctl--VIDIOC_DQBUF： int ioctl(int fd, int request, struct?v4l2_buffer* argp); 參數(shù)一：open（）所產(chǎn)生的句柄。 參數(shù)二：VIDIOC_DQBUF 參數(shù)三：v4l2_buffer 結(jié)構(gòu)體。(IN/OUT參數(shù))
從輸出隊(duì)列中取出一個(gè)有數(shù)據(jù)的Buffer。這個(gè)Buffer中的數(shù)據(jù)被處理后，此Buffer可以通過(guò)ioctl-VIDIOC_QBUF再次放入輸入隊(duì)列中去。



4. 開(kāi)始和結(jié)束捕獲： ioctl--VIDIOC_STREAMON. ioctl--VIDIOC_STREAMOFF
非常簡(jiǎn)單的調(diào)用。就是開(kāi)始和結(jié)束。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/huty/p/8518249.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【Qt开发】V4L2 API详解 Buffer的准备和数据读取的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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