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重头写一个v4l2的虚拟驱动_2

时间:2015-02-24 19:52:47      阅读:189      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:内核   v4l2   摄像头   

简介

  因为在qcom平台上和linux原生都是用的v4l2框架作为camera的驱动框架,所以本着学习记录的笔记,做了如下文档记录。
该文档是学习《卫东山老师视频教程第三期》的个人学习笔记,非常感谢老师的资料。该记录仅供学习交流,如有侵犯到大家利益,还望海涵,请联系博主删除。


buffer队列操作

  首先是填充了队列相关的4个函数:
static int myvivi_vidioc_reqbufs(struct file *file, void *priv,
        struct v4l2_requestbuffers *p){
    return (videobuf_reqbufs(&myvivi_vb_vidqueue, p));
}
 
static int myvivi_vidioc_querybuf(struct file *file, void *priv, struct v4l2_buffer *p){
    return (videobuf_querybuf(&myvivi_vb_vidqueue, p));
}
 
static int myvivi_vidioc_qbuf(struct file *file, void *priv, struct v4l2_buffer *p){
    return (videobuf_qbuf(&myvivi_vb_vidqueue, p));
}
 
static int myvivi_vidioc_dqbuf(struct file *file, void *priv, struct v4l2_buffer *p){
    return (videobuf_dqbuf(&myvivi_vb_vidqueue, p,
                file->f_flags & O_NONBLOCK));
}
 
static int myvivi_vidioc_streamon(struct file *file, void *priv, enum v4l2_buf_type i){
    return videobuf_streamon(&myvivi_vb_vidqueue);
}
 
static int myvivi_vidioc_streamoff(struct file *file, void *priv, enum v4l2_buf_type i){
    videobuf_streamoff(&myvivi_vb_vidqueue);
    return 0;
}
 
static const struct v4l2_ioctl_ops myvivi_ioctl_ops = {
 .................
  /* 缓冲区操作: 申请/查询/放入队列/取出队列 */
    .vidioc_reqbufs       = myvivi_vidioc_reqbufs,
    .vidioc_querybuf      = myvivi_vidioc_querybuf,
    .vidioc_qbuf          = myvivi_vidioc_qbuf,
    .vidioc_dqbuf         = myvivi_vidioc_dqbuf,
 
    // 启动/停止
    .vidioc_streamon      = myvivi_vidioc_streamon,
    .vidioc_streamoff     = myvivi_vidioc_streamoff, 
}
   这四个队列相关函数分别用在申请队列、查询队列、放入队列、取出队列、启动和停止的相关buffer数据操作中,都是直接使用的v4l2提供的现成函数


初始化和销毁buffer队列

   前面说到了对buffer队列的操作,操作的队列为myvivi_vb_vidqueue,那么在使用它之前,肯定有初始化的操作;在使用完了之后有销毁的操作。
对应的操作函数在:
static struct videobuf_queue myvivi_vb_vidqueue;
 
static int myvivi_open(struct file *file){
    /* 队列操作2: 初始化 */
    videobuf_queue_vmalloc_init(&myvivi_vb_vidqueue, &myvivi_video_qops,
            NULL, &myvivi_queue_slock, V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE, V4L2_FIELD_INTERLACED,
            sizeof(struct videobuf_buffer), NULL, &lock); /* 倒数第3个参数是buffer的头部大小 */
 
    return 0;
}
 
static int myvivi_close(struct file *file){
    videobuf_stop(&myvivi_vb_vidqueue);
    videobuf_mmap_free(&myvivi_vb_vidqueue);
 
    return 0;
}
 
static int myvivi_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma){
        return videobuf_mmap_mapper(&myvivi_vb_vidqueue, vma);
}
 
static const struct v4l2_file_operations myvivi_fops = {                                                                             
    .owner      = THIS_MODULE,
    .open       = myvivi_open,
    .release    = myvivi_close,
    .mmap       = myvivi_mmap,
    .ioctl      = video_ioctl2, /* V4L2 ioctl handler */
};
   在open函数中,利用videobuf_queue_vmalloc_init对myvivi_vb_vidqueue队列进行了初始化,并且分配了队列头的空间大小,和关联了该队列的
一个相关操作函数myvivi_video_qops。
   在close函数中,先停止了myvivi_vb_vidqueue队列的使用,然后释放掉它。
   在myvivi_mmap函数中,为队列myvivi_vb_vidqueue分配真正的数据空间,前面的open函数只分配了数据头的空间。


关联的myvivi_video_qops

   前面讲到在open函数的videobuf_queue_vmalloc_init初始化的时候关联了一个myvivi_video_qops操作函数。
对应的代码如下:
/* 参考documentations/video4linux/v4l2-framework.txt:
 *     drivers\media\video\videobuf-core.c 
 ops->buf_setup   - calculates the size of the video buffers and avoid they
 to waste more than some maximum limit of RAM;
 ops->buf_prepare - fills the video buffer structs and calls
 videobuf_iolock() to alloc and prepare mmaped memory;
 ops->buf_queue   - advices the driver that another buffer were
 requested (by read() or by QBUF);
 ops->buf_release - frees any buffer that were allocated.
 */
 
static struct list_head myvivi_vb_local_queue;
 
/* ------------------------------------------------------------------
   Videobuf operations
   ------------------------------------------------------------------*/
/* APP调用ioctl VIDIOC_REQBUFS时会导致此函数被调用,
 * 它重新调整count和size
 */
static int myvivi_buffer_setup(struct videobuf_queue *vq, unsigned int *count, unsigned int *size)
{
 
	*size = myvivi_format.fmt.pix.sizeimage;
 
	if (0 == *count)
		*count = 32;
 
	return 0;
}
 
/* APP调用ioctlVIDIOC_QBUF时导致此函数被调用,
 * 它会填充video_buffer结构体并调用videobuf_iolock来分配内存(只有在V4L2_MEMORY_USERPTR,也就是在用户空间的应用中开辟时候才会
 × 使用它来分配内存,这里是使用的类型为:V4L2_MEMORY_MMAP,在内核空间开辟的,所以不需要使用videobuf_iolock)
 * 
 */
static int myvivi_buffer_prepare(struct videobuf_queue *vq, struct videobuf_buffer *vb,
		enum v4l2_field field){
	vb->state = VIDEOBUF_PREPARED;
 
	return 0;
}
 
/* APP调用ioctl VIDIOC_QBUF时:
 * 1. 先调用buf_prepare进行一些准备工作
 * 2. 把buf放入stream队列
 * 3. 调用buf_queue(起通知、记录作用)
 */
static void myvivi_buffer_queue(struct videobuf_queue *vq, struct videobuf_buffer *vb)
{
	vb->state = VIDEOBUF_QUEUED;
 
	/* 把videobuf放入本地一个队列尾部
	 */
	list_add_tail(&vb->queue, &myvivi_vb_local_queue);
}
 
/* APP不再使用队列时, 用它来释放内存 */
static void myvivi_buffer_release(struct videobuf_queue *vq,
		struct videobuf_buffer *vb)
{
	videobuf_vmalloc_free(vb);
	vb->state = VIDEOBUF_NEEDS_INIT;
}
 
static struct videobuf_queue_ops myvivi_video_qops = {
	.buf_setup      = myvivi_buffer_setup, /* 计算大小以免浪费 */
	.buf_prepare    = myvivi_buffer_prepare,
	.buf_queue      = myvivi_buffer_queue,
	.buf_release    = myvivi_buffer_release,
};
   myvivi_buffer_setup:用来计算需要分配的数据空间大小和空间的多少,如代码所示,我们设置的数据空间大小为之前计算出来的image size的大小,
                       分配的空间为32个(一般来说分配空间的范围为2-32个)。
   myvivi_buffer_prepare:进行一些qbuffer之前的准备操作,并将队列状态改变为VIDEOBUF_PREPARED。
   myvivi_buffer_queue:将队列中的数据放入一个本地队列中,等待被取走,同时将队列状态改变为VIDEOBUF_QUEUED。
   myvivi_buffer_release:释放掉队列,同时将它状态改变为初始状态:VIDEOBUF_NEEDS_INIT。


调用关系

   1、应用程序首先调用了open函数,初始化了videobuf_queue队列。
   2、调用请求队列操作函数:
                myvivi_vidioc_reqbufs-->videobuf_reqbufs(&myvivi_vb_vidqueue, p)
      在videobuf_reqbufs函数中又调用了之前在open-->videobuf_queue_vmalloc_init函数中关联的
                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_setup
      获得了需要分配的队列数据空间大小和空间块数。
   3、调用请求队列操作函数:
                myvivi_vidioc_querybufs-->videobuf_querybuf
      在该函数中查询和返回队列相关信息。
   4、调用函数:
                myvivi_fops-->myvivi_mmap-->videobuf_mmap_mapper
      为队列分配真正的数据空间。
   5、调用操作函数:
                myvivi_vidioc_qbufs-->videobuf_qbuf
      在函数videobuf_qbuf中又调用到:
                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_prepare
                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_queue
      在函数myvivi_buffer_prepare中进行一些准备工作,然后在myvivi_buffer_queue中将队列中的数据保存到本地队列myvivi_vb_local_queue中。
   6、调用操作函数:
                yvivi_vidioc_qbufs-->myvivi_vidioc_dqbuf
      在myvivi_vidioc_dqbuf中,清除掉已经使用过了的队列数据。
   7、利用select/poll机制检测,让步骤5和6不断循环,使得video数据不停的刷新。

重头写一个v4l2的虚拟驱动_2

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原文地址:http://blog.csdn.net/u011630458/article/details/43926237

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