ioctl

内容摘要： Video for Linux two(Video4Linux2)简称V4L2，是V4L的改进版。V4L2是linux操作系统下用于采集图片、视频和音频数据的API接口，配合适当的视频采集设备和相应的驱动程序，可以实现图片、视频、音频等的采集。在远程会议、可视电话、视频监控系统和嵌入式多媒体终端中都有广泛的应用。在Linux中，视频设备是设备文件，可以像访问普通文件一样对其进行读写，摄像头在/dev/video2下。 最近想做智能机器人，想加上视频采集这个模块，于是对linux下的视频方面的编程产生了兴趣，首先从入门开始吧！ 一、Video for Linux Tow 在Linux下，所有外设都被看成一种特殊的文件，成为“设备文件”，可以象访问普通文件一样对其进行读写。一般来说，采用V4L2驱动的摄像头设备文件是/dev/v4l/video0。为了通用，可以建立一个到/dev/video0的链接。V4L2支持两种方式来采集图像：内存映射方式(mmap)和直接读取方式(read)。V4L2在include/linux/videodev.h文件中定义了一些重要的数据结构，在采集图像的过程中，就是通过对这些数据的操作来获得最终的图像数据。Linux系统V4L2的能力可在Linux内核编译阶段配置，默认情况下都有此开发接口。V4L2从Linux 2.5.x版本的内核中开始出现。

v4L2编程 v4L2是针对uvc免驱usb设备的编程框架，主要用于采集usb摄像头等，编程模式如下： 一．设置采集方式 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

在Linux中应用层获取图像的数据都是通过固定的框架实现的。首先试想一下，应用层获取一帧一帧的图像数据，需要做哪些步骤？如果我们想从Linux的内核中获取数据，最直接的方法就是mmap内存映射获取一帧图像数据在应用层的操作空间的首地址，这样应用层就可以直接读取这个首地址就获取到了图像的数据了。 代码参考：https://www.jianshu.com/p/0ac427d267d4 这里主要是讲解v4l2中应用层怎样从内核中获取数据的方法。至于之前的初始化中的获取camera的属性，或者视频格式的设置等。请参考：https://blog.csdn.net/u010299133/article/details/103737645 1.就像上面分析的那样，首先需要将位于内核的首地址映射到用户空间，并且内核以多大的缓冲空间存取视频帧的数据，是需要应用层决定的，操作方法如下： struct v4l2_requestbuffers req; // 申请帧缓冲 req.count=FRAME_NUM;// 这个需要用户决定，在内核中申请的帧缓冲的个数，一般以应用层能够处理的过来即可。 4 个或者 5 个 req.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; req.memory=V4L2_MEMORY_MMAP; if(ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,

linux已经有过fbdev管理图形适配器的FB，但是不能处理现代基于3D加速GPU的图形硬件。3D加速设备一般需要设置、管理一个在其硬件内部内存的指令序列，然后分发指令。 DRM暴露有设备节点在/dev/dri/cardX，libdrm封装了对这个设备节点的操作。 DRM包含两部分，generic DRM core，以及DRM Driver，DRM Driver是硬件相关部分。DRM core提供基础框架，可以由不同的DRM Driver注册，同时也提供给用户态一个最小的ioctl调用组，硬件无关。DRM Driver负责硬件相关的ioctl调用。 如何提供接口： DRM core主要提供通过ibdrm包装的系统调用，而DRM Driver部分的ioctl调用一般封装在libdrm-driver里面。一般来说，硬件相关的接口像是内存映射、context管理、DMA操作、AGP管理、vblink控制、fence管理、内存管理和输出管理应该在libdrm-driver。 权限的管理： DRM事关显示，需要安全，因此DRM有提供ioctl SET_MASTER，执行过此syscall的程序就可以成为 唯一 的DRM-Master显示管理程序，执行ioctl DROP_MASTER也可以放弃DRM-Master身份，一般X server就是DRM-Master。其他的非DRM

文件概述 Linux中，一切皆文件。文件为操作系统服务和设备提供了一个简单而一致的接口。这意味着程序完全可以像使用文件那样使用磁盘文件、串行口、打印机和其他设备。 也就是说，大多数情况下，你只需要使用5个函数： open、close、read、write和ioctl。 例外的情况： 目录的读写，网络连接等特殊文件 目录 文件通常由两部分组成： 内容 + 属性,即管理信息，包括文件的创建修改日期和访问权限等。属性均保存在 inode 节点中。inode - "索引节点",储存文件的元信息，比如 文件的创建者、文件的创建日期、文件的长度和文件在磁盘上存放的位置等等。每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。ls -i 查看inode 号。 目录是用于保存其他文件的节点号和名字的文件，每个数据项为指向文件节点的链接。如下图： 当文件链接数变为零，意味文件删除，磁盘空间变成可用空间。 文件和设备 三个重要的设备文件： /dev/console - 系统控制台。 /dev/tty - 访问不同的物理设备。 /dev/null - 空设备，向所有写这个设备的输出都将被丢弃。 设备驱动程序： 操作系统的核心部分，即内核，是由一组设备驱动程序组成。他们是一组对系统硬件进行控制的底层接口，为了向用户提供一个一致的接口，其封装了所有与硬件相关的特性。