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V4L接口

jackyhwei 发布于 2011-01-26 12:32 点击:次 
v4l是linux中提供的一个音视频接口规范，所有的音视频设备的驱动编写要用的这些接口
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v4l（VideoforLinux标准）

v4l是linux中提供的一个音视频接口规范，所有的音视频设备的驱动编写要用的这些接口
Video4Linux
其中用到的数据结构有：
 2 -28，I was sitting just by them.
nothing romantic.what on hell happened? 
◆ video_capability 包含摄像头的基本信息
设备名称   n a m e [ 3 2 ]   
最大最小分辨率信   m a x w i d t h
号源信息   channels  /type
◆ video_picture 包含设备采集图象的各种属性
brightness(亮度)、
hue(色调)、
contrast(对比度)、
whiteness(色度)、
depth(深度)
◆ video_mmap 用于内存映射
◆ video_mbuf 利用mmap 进行映射的帧信息
 

v4l-----资料之与usb相关

Linux核心中，视频部分的标准是VideoforLinux(简称V4L)
标准定义了一套接口，
内核、驱动、应用程序以这个接口为标准进行交流
USB摄像头的驱动应当与内核提供的视频驱动挂钩
驱动和核心之间的通信过程：
           声明-----------------指定-----------------调用---------------传递
声明video_device结构&&指定  文件操作   函数指针数组
（应用程序 发出  文件操作  的命令时）
核心  根据  指针  调用  相应函数
将该结构作为参数传递给应用程序
 
扩大URB的缓冲/建立两个URB(usb request block，简称urb)
                                         (usb总线就像一条高速公路，数据可以看成是系统与设备交互的货物，而urb就可以看成是交通工具)
                                          (endpoint有4种不同类型，于是能在这条高速公路上流动的数据也就有四种，但对车是没有要求的。)
                                          (struct urb的具体内容:要运什么，目的地是什么)
 
{
USB的基本特性：
每一个设备(device)会有一个或者多个的逻辑连接点在里面,每个连接点叫endpoint.每个endpoint有四种数据传送方式:控制(Control)方式传送;同步(isochronous)方式传送;中断(interrupt)方式传送;大量(bulk)传送.但是所有的endpoint都被用来传送配置和控制信息。在host和endpoint设备的之间的连接叫作管道“pipe”。
}
 
 
系统中/驱动中
 核态、户态
在需要处理大批量数据的图像处理过程中，要用内存映射而不是拷贝的方式，实现系统调用。
 
首先使用vmalloc()申请足够大的核态内存，将其作为图像数据缓冲空间，两个URB带回的图像数据在这里暂存；
然后使用remap_page_range()函数将其逐页映射到用户空间中。
户态的图像处理程序使用mmap()函数，直接读写核态图像缓冲内存，大大减少额外开销。

这就是linux中usb相关的那个结构体

keep away from wine.Linux的内核是用c来编写的。用结构化的思想分析问题。usb_skeleton是USB的骨架。结构体名称是USB_SKEL.
  1. struct usb_skel { 
  2.      struct usb_device *udev;/* the usb device for this device */ 
  3.      struct usb_interface *interface;/* the interface for this device */ 
  4.      struct semaphore limit_sem;/* limiting the number of writes in progress */ 
  5.      unsigned char *bulk_in_buffer;/* the buffer to receive data */ 
  6.      size_t bulk_in_size; /* the size of the receive buffer */ 
  7.      __u8 bulk_in_endpointAddr;  /* the address of the bulk in endpoint */ 
  8.      __u8 bulk_out_endpointAddr; /* the address of the bulk out endpoint */ 
  9.      struct kref kref; 
  10. }; 
据说，USB的驱动分为两块，bus驱动 和 设备驱动
设备----配置（configuration）----接口（interface）----端点（endpoint）
通过端点进行数据交换，主机与端点之间建立起单向管道交换数据。

对于那篇文章的笔记

Linux内核用C语言编写，所以基本从面向对象和结构化的角度来实现。
定义的结构体 包含了驱动程序所有资源，即属性和成员。
我们所关心的 usb驱动或者规范是linux内核中的一部分,包括两个部分：一部分由Linux内核来实现，指的是当USB设备连接后，usb_core监测到设备的信息并确定调用什么驱动处理该设备。另一部分由我们实现，usb设备驱动，指的是当usb_core调用到我们写的驱动时，驱动开始工作。
这篇文章分成三个部分来叙述，1)usb的协议规范细节2)驱动框架3)源代码分析
 
2）驱动框架：
usb的设备驱动会被编译成模块，需要时被挂载到内核。
一个linux模块的例子：
  1. #include<linux/init.h> 
  2. #include<linux/module.h> 
  3. MODULE_LICENSE("GPL")     //向linux内核告知该模块的版权信息 
  4. static int hello_init(void) //初始化函数本身 
  5. { 
  6. printk(KERN_ALERT "hello world.\n"); 
  7. return 0; 
  8. }  
  9. static int hello_exit(void)  //退出函数本身 
  10. {//never feel it this way.maybe ever have,but that's long ago. 
  11. printk(KERN_ALERT "GOODBYE\n"); 
  12. }  
  13. module_init(hello_init); //向内核注册模块的初始化函数 
  14. module_exit(hello_exit); //向内核注册模块的退出函数 
这个简单的例子说明了模块的写法。
要编译一个模块，需要用到内核源码树中的makefile
Makefile是用来进行项目配置和管理的。我们要把Linux编译、链接最后生成可执行的内核映像,Makefile文件是必不可少的。
一般的内核开发者只需要知道如何使用配置系统（除非是配置系统的维护者）无须了解配置系统的原理，只需要知道如何编写 Makefile 和配置文件。
 
1）USB的协议规范细节
从面向对象（OO）的角度，我们注意封装、继承等概念,同时要注重c语言中的结构化思想。
  1. usb_skeleton 
  2. struct  usb_skel{ 
  3.           struct  usb_device* udev;        
  4.           struct  usb_interface* interface; 
  5.           struct semaphore limit_sem; 
  6.           unsigned char*  bulk_in_buffer; 
  7.           size_t    bulk_in_size; 
  8.           _u8      bulk_in_endpointAddr; 
  9.           _u8      bulk_out_endpointAddr; 
  10.           struct kref     kref;     
  11. } 
这个结构体描述的是该驱动所拥有的资源及状态。
结构体udev用来描述usb设备，semaphore limit_sem用于访问控制，kref是一个内核使用的引用计数器。
据前面所述，usb设备有若干配置（configuration）,每个配置又有多个接口（interface）,接口本身可以没有端点或者有不止一个端点（endpoint）。
linux用结构体 usb_host_endpoint来描述USB端点(endpoint)
 
3）源码分析
  1. static int_init usb_skel_init(void) //初始化函数 
  2. { 
  3.    int result; 
  4.    result=usb_register(&skel_driver) 
  5.    if(result) 
  6.    err("usb_register failed.Error number %d",result); 
  7.    return result; 
  8. } 
  9. static void_exit usb_skel_exit(void) //退出函数 
  10. { 
  11.    usb_deregister(&skel_driver); 
  12. } 
  13. module_init(usb_skel_init); //模块向内核注册初始化函数 
  14. module_exit(usb_skel_exit); //模块向内核注册退出函数 
  15. MODULE_LICENSE("GPL"); //版权信息 
在这段程序中，有两三处关键字：usb_register(struct *usb_driver),usb_deregister(struct *usb_driver),skel_driver;
其中，skel_driver是结构体usb_driver的一个实现。
前面提到的两个函数是用来注册和注销驱动程序
而结构体的作用是向系统提供函数入口、驱动的名字。
这个结构体是：

 

  1. static struct usb_driver skel_driver={ 
  2. .name="skeleton", 
  3. .probe=skel_probe, 
  4. .disconnect=skel_disconnect, 
  5. .id_table=skel_table, 
  6. }; 
------id_table 用来告诉内核 该模块支持的设备

 

  1. #define USB_SKEL_VENDOR_ID oxfff0 
  2. #define USB_SKEL_PRODUCT_ID oxfff0 
  3. static struct usb_device_id skel_table[]={ 
  4. {USB_DEVICE(USB_SKEL_VENDOR_ID,USB_SKEL_PRODUCT_ID)}, 
  5. {} //设备表的最后一个元素 
  6. }; 
  7. MODULE_DEVICE_TABLE{usb,skel_table}; 
其中，最后一个函数的两个参数分别是：设备类型和设备表，而且设备表的最后一个元素是空的，用于表示结束。
------probe 是usb子系统自动调用的一个函数，当有usb设备接到硬件集线器时。
有待补充。
(minirice)
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本文出处：dreamlinux.cublog.cn　作者：minirice
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