(视频)xawtv应用程序启动代码分析----笔记

drv0-v4l2.c

v4l2_open(char *device)

->xioctl(h->fd,VIDIOC_QUERYCAP,&h->cap,EINVAL); //查询cap, cap为struct v4l2_handle{ }的成员

->get_device_capabilities(h)

->xioctl(h->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &h->inp[h->ninputs], EINVAL)

->xioctl(h->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &h->std[h->nstds], EINVAL)

->xioctl(h->fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &h->fmt[h->nfmts], EINVAL)

->ioctl(h->fd,VIDIOC_G_PARM,&h->streamparm);

->xioctl(h->fd, VIDIOC_QUERYCTRL, &h->ctl[i], EINVAL)

->xioctl(h->fd, VIDIOC_QUERYCTRL, &h->ctl[i+MAX_CTRL], EINVAL)

->v4l2_add_attr()

//1~7都是在v4l2_open中调用

1.open("/dev/video0", O_RDWR|O_LARGEFILE) = 4

2.ioctl(4, VIDIOC_QUERYCAP or VT_OPENQRY, 0xbfe21504) = 0

以下代码应用程序没有使用:

//3.ioctl(4, VIDIOC_G_FMT or VT_SENDSIG, 0xbfe21438) = 0

//4.for()

ioctl(4, VIDIOC_ENUM_FMT or VT_SETMODE, 0xbfe213ac) = 0

//5. ioctl(4, VIDIOC_QUERYCAP or VT_OPENQRY, 0xbfe21344) = 0

//6. ioctl(4, VIDIOC_G_INPUT, 0xbfe211ec) = 0

//7. ioctl(4, VIDIOC_ENUMINPUT, 0xbfe211ec) = 0

//8. ioctl(4, VIDIOC_QUERYCTRL, 0xbfe21238) = -1 EINVAL (Invalid argument)

//9. ioctl(4, VIDIOC_QUERYCAP or VT_OPENQRY, 0x8b68998) = 0

//10.ioctl(4, VIDIOC_ENUMINPUT, 0x8b68acc) = 0

3.for()

ioctl(4, VIDIOC_ENUMINPUT, 0x8b68b18) = 0

4.for()

ioctl(4, VIDIOC_ENUMSTD, 0x8b68f8c) = 0
//列举标准制式

5.for() //列举格式

ioctl(4, VIDIOC_ENUM_FMT or VT_SETMODE, 0x8b6938c) = 0

6.for()

ioctl(4, VIDIOC_G_PARM, 0x8b68a00) = 0

7. for()

ioctl(4, MATROXFB_TVOQUERYCTRL or VIDIOC_QUERYCTRL, 0x8b69bd0) = 0 //查询属性(比如亮度最大值/最小值/默认值)

//8~10通过v4l2_read_attr调用

8. ioctl(4, VIDIOC_G_STD, 0xbfe215c8) = 0
//获取当前使用的标准制式

9. ioctl(4, VIDIOC_G_INPUT, 0xbfe215dc) = 0

10.ioctl(4, MATROXFB_G_TVOCTRL or VIDIOC_G_CTRL, 0xbfe215d4) = 0 //获取当前属性，比如亮度多少

ioctl(4, MATROXFB_G_TVOCTRL or VIDIOC_G_CTRL, 0xbfe215d4) = 0

......

11. ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0x8b6aca4) = 0
//试试能否支持某种格式

12. ioctl(4, VIDIOC_S_FMT or VT_RELDISP, 0xbfe20f14) = 0//设置摄像头支持某种制式

ioctl(4, VIDIOC_TRY_FMT, 0x8b6aca4)

//13~16在v4l2_start_sreaming

13.ioctl(4, VIDIOC_REQBUFS or VT_DISALLOCATE, 0x8b6ad80) = 0 //请求系统分配缓冲区

14.for

ioctl(4, VIDIOC_QUERYBUF or VT_RESIZE, 0x8b6ad94) = 0 //查询所分配的缓冲区

mmap

15.for

ioctl(4, VIDIOC_QBUF, 0x8b6ad94) = 0 //把缓冲区放入队列

ioctl(4, VIDIOC_QBUF, 0x8b6add8) = 0
//把缓冲区放入队列(v4l2_queue_all调用 v4l2_queue_buffer)

16.ioctl(4, VIDIOC_STREAMON, 0xbfe211ec) = 0
//启动摄像头

//17中在v4l2_write_atrr，设置属性

17.for()

ioctl(4, MATROXFB_S_TVOCTRL or VIDIOC_S_CTRL, 0xbfe215d0) = 0 //设置属性

ioctl(4, VIDIOC_S_INPUT, 0xbfe21644) = 0 //设置输入源

ioctl(4, VIDIOC_S_STD, 0x8b68f90) = 0
//设置标准(制式)

//v4l2_nextframe调用v4l2_waiton

18.v4l2_queue_all

v4l2O_waiton

for( )

{

.....

select(5, [4], NULL, NULL, {5, 0}) = 1 (in [4], left {4, 962566})

ioctl(4, VIDIOC_DQBUF, 0xbfe214c0) = 0//把缓冲区从队列取出

//处理数据，之前通过了mmap获取了缓冲区的地址，直接访问地址

ioctl(4, VIDIOC_QBUF, 0x8b6ad94) = 0//把缓冲区放入队列

select(5, [4], NULL, NULL, {5, 0}) = 1 (in [4], left {4, 962566})

ioctl(4, VIDIOC_DQBUF, 0xbfe214c0) = 0

//处理数据，之前通过了mmap获取了缓冲区的地址，直接访问地址

ioctl(4, VIDIOC_QBUF, 0x8b6ad94) = 0

select(5, [4], NULL, NULL, {5, 0}) = 1 (in [4], left {4, 961195})

ioctl(4, VIDIOC_DQBUF, 0xbfe214c0) = 0

//处理数据，之前通过了mmap获取了缓冲区的地址，直接访问地址

ioctl(4, VIDIOC_QBUF, 0x8b6ad94) = 0

.....

}

xawtv的几大函数:

1、v4l2_open

2、v4l2_read_attr/v4l2_write_attr

3、v4l2_start_streaming

4、v4l2_nextframe/v4l2_waiton

摄像头驱动程序必需的11个ioctl:

// 表示它是一个摄像头设备

.vidioc_querycap = vidioc_querycap,

/* 用于列举、获得、测试、设置摄像头的数据的格式 */

.vidioc_enum_fmt_vid_cap = vidioc_enum_fmt_vid_cap,

.vidioc_g_fmt_vid_cap = vidioc_g_fmt_vid_cap,

.vidioc_try_fmt_vid_cap = vidioc_try_fmt_vid_cap,

.vidioc_s_fmt_vid_cap = vidioc_s_fmt_vid_cap,

/* 缓冲区操作: 申请/查询/放入队列/取出队列 */

.vidioc_reqbufs = vidioc_reqbufs,

.vidioc_querybuf = vidioc_querybuf,

.vidioc_qbuf = vidioc_qbuf,

.vidioc_dqbuf = vidioc_dqbuf,

// 启动/停止

.vidioc_streamon = vidioc_streamon,

.vidioc_streamoff = vidioc_streamoff,

继续分析数据的获取过程：

1. 请求分配缓冲区: ioctl(4, VIDIOC_REQBUFS // 请求系统分配缓冲区 drv0-v4l2.c(xawtv)

vidioc_reqbufs //v4l2_ioctl.c的__video_do_ioctl(）

*************************

在xawtv程序使用VIDIOC_REQBUFS命令，会调用

linux中v4l2_ioctl.c的__video_do_ioctl函数

,然后调用对应case VIDIOC_REQBUFS:情况下的
程序，进而调用vidioc_reqbufs函数，最后调

用到系统注册的函数videobuf_reqbufs()。

*************************

videobuf_reqbufs(队列, v4l2_requestbuffers) // 队列在open函数用videobuf_queue_vmalloc_init初始化 //在vivi.c中

// 注意：这个IOCTL只是分配缓冲区的头部信息，真正的缓存还没有分配呢

2. 查询映射缓冲区:

ioctl(4, VIDIOC_QUERYBUF // 查询所分配的缓冲区

videobuf_querybuf // 获得缓冲区的数据格式、大小、每一行长度、高度

*********************

在内核中调用函数查询buf的信息，然后再xawtv程序中赋值给变量，得
到具体大小，在设置mmap。

*********************

mmap(参数里有"大小") // 在这里才分配缓存

v4l2_mmap (vdev->fops->mmap = v4l2_mmap)

vivi_mmap

videobuf_mmap_mapper

videobuf-vmalloc.c里的__videobuf_mmap_mapper

mem->vmalloc = vmalloc_user(pages); // 在这里才给缓冲区分配空间

3. 把缓冲区放入队列:

ioctl(4, VIDIOC_QBUF // 把缓冲区放入队列

videobuf_qbuf

q->ops->buf_prepare(q, buf, field); // 调用驱动程序提供的函数做些预处理

list_add_tail(&buf->stream, &q->stream); // 把缓冲区放入队列的尾部

q->ops->buf_queue(q, buf); // 调用驱动程序提供的"入队列函数"

4. 启动摄像头

ioctl(4, VIDIOC_STREAMON

videobuf_streamon

q->streaming = 1;

5. 用select查询是否有数据

// 驱动程序里必定有: 产生数据、唤醒进程

v4l2_poll

vdev->fops->poll

vivi_poll

videobuf_poll_stream

// 从队列的头部获得缓冲区

buf = list_entry(q->stream.next, struct videobuf_buffer, stream);

// 如果没有数据则休眠

poll_wait(file, &buf->done, wait);

谁来产生数据、谁来唤醒它？

内核线程vivi_thread每30MS执行一次，它调用

vivi_thread_tick

vivi_fillbuff(fh, buf); // 构造数据

wake_up(&buf->vb.done); // 唤醒进程

6. 有数据后从队列里取出缓冲区

// 有那么多缓冲区，APP如何知道哪一个缓冲区有数据？调用VIDIOC_DQBUF

ioctl(4, VIDIOC_DQBUF

vidioc_dqbuf

// 在队列里获得有数据的缓冲区

retval = stream_next_buffer(q, &buf, nonblocking);

// 把它从队列中删掉

list_del(&buf->stream);

// 把这个缓冲区的状态返回给APP

videobuf_status(q, b, buf, q->type);

7. 应用程序根据VIDIOC_DQBUF所得到缓冲区状态，知道是哪一个缓冲区有数据

就去读对应的地址(该地址来自前面的mmap)

怎么写摄像头驱动程序:

1. 分配video_device:video_device_alloc

2. 设置

.fops

.ioctl_ops (里面需要设置11项)

如果要用内核提供的缓冲区操作函数，还需要构造一个videobuf_queue_ops

3. 注册: video_register_device

四、自己写一个虚拟摄像头驱动

在这个网站创建新的sources.list
http://repogen.simplylinux.ch/
1. 选择国家

2．选择相邻的ubuntu版本

3. 选择"Ubuntu Branches"

4. 生成sources.list

5. 把得到内容替换到/etc/apt/sources.list

6. sudo apt-get update

sudo apt-get install xawtv

测试USB摄像头：

1．让VMWAER处于前台，接上USB摄像头，可以看到生成了/dev/video0

2．执行 xawtv 即可看到图像

二、测试虚拟驱动vivi

准备工作：安装xawtv

sudo apt-get install xawtv

源码xawtv-3.95.tar.gz
http://www.kraxel.org/releases/xawtv/
测试虚拟摄像头vivi：

1. 确实ubuntu的内核版本

uname -a

Linux book-desktop 2.6.31-14-generic #48-Ubuntu SMP Fri Oct 16 14:04:26 UTC 2009 i686 GNU/Linux

2. 去www.kernel.org下载同版本的内核

解压后把drivers/media/video目录取出

修改它的Makefile为：

KERN_DIR = /usr/src/linux-headers-2.6.31-14-generic

all:

make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules

clean:

make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean

rm -rf modules.order

obj-m += vivi.o

obj-m += videobuf-core.o

obj-m += videobuf-vmalloc.o

obj-m += v4l2-common.o