初识V4L2（一）

V4L2驱动框架概述

V4L2(video for linux two)是linux为视频设备提供的一套标准接口。它也属于字符设备驱动程序。

首先回顾普通字符设备驱动程序的写法：

app :       open                    read                            write

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内核：    drv_open            drv_read                     drv_write

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相关的硬件设备

1、如何写简单的字符设备驱动程序

（1）构造file_operations结构

　　　　.open =drv_open

　　　　.read =drv_read

　　　　.write =drv_write

（2）告诉内核

（3）入口函数

（4）出口函数

2、如何写复杂的字符设备驱动程序

     以LCD驱动程序为例，进行简要说明。在LCD驱动程序里面引入了分层的概念，分为上下两层

（1）fbmem.c。注意这里面的内容内核已经帮我们做好了

　　构造file_operations结构体

　　　　.open/.read/.write

　　告诉内核

　　入口函数

　　出口函数

（2）硬件相关的内容，这部分内容需要我们自己来做

　　分配fb_info结构体

　　设置fb_info结构体

　　硬件相关的操作

　　注册

　　所谓注册，就是把fb_info结构体告诉fbmem.c。这样当应用程序调用open、read、write等函数来操作LCD时，首先会调用fbmem.c的file_operations结构体中的open、read、write等函数，进而调用fb_info结构体提供的open、read、write等函数。分层的好处在于：在写驱动程序的时候专注于硬件相关的那部分就可以了。其他通用的比如说fbmem.c中的内容，内核已经帮我们做好了。

前面已经说过，摄像头驱动程序也是一种字符设备驱动程序，它的结构框图如下：

当我们插入一个usb摄像头的时候，过程是怎样的？接下来简要分析一下：

在uvc_driver.c中

首先看一下入口函数：
static int __init uvc_init(void)
{
　　int ret;
　　ret = usb_register(&uvc_driver.driver);
}
struct uvc_driver uvc_driver = {
　　.driver = {
　　.name    = "uvcvideo",
　　.probe    = uvc_probe,//当它发现所能支持的设备时，就会调用该函数
　　.disconnect    = uvc_disconnect,
　　.suspend    = uvc_suspend,
　　.resume    = uvc_resume,
　　.reset_resume    = uvc_reset_resume,
  /*假设我们接上了一个usb摄像头，这个摄像头在 uvc_ids里面，那么内核就会调用uvc_probe函数*/
　　.id_table    = uvc_ids,
　　.supports_autosuspend = 1,
　　},
};
接下来再看一下uvc_probe这个函数：
/* -------------------------------------------------------------
* USB probe, disconnect, suspend and resume
*/

static int uvc_probe(struct usb_interface *intf,
const struct usb_device_id *id)
{

　/*v4l2_device_register这个函数不重要，只是做了某些初始化的工作*/

　　if (v4l2_device_register(&intf->dev, &dev->vdev) < 0)
　　goto error;
　/* Register video device nodes. */
　　if (uvc_register_chains(dev) < 0)
　　goto error;
}
接下来看一下函数uvc_register_chains做了什么事情？
static int uvc_register_chains(struct uvc_device *dev)
{
　　struct uvc_video_chain *chain;
　　int ret;　　
   list_for_each_entry(chain, &dev->chains, list) 
   {
   ret = uvc_register_terms(dev, chain);
　　if (ret < 0)
　　return ret;
   }
接下来分析uvc_register_terms：
/*
* Register all video devices in all chains.
*/
static int uvc_register_terms(struct uvc_device *dev,
struct uvc_video_chain *chain)
{
　　ret = uvc_register_video(dev, stream);
　　if (ret < 0)
　　return ret;
}

static int uvc_register_video(struct uvc_device *uvc)
{
　　struct usb_composite_dev *cdev = uvc->func.config->cdev;
　　struct video_device *video;

　　/* TODO reference counting. */
　　video = video_device_alloc();
　　if (video == NULL)
　　return -ENOMEM;

　　video->parent = &cdev->gadget->dev;
　　video->minor = -1;
　　video->fops = &uvc_v4l2_fops;
　　video->release = video_device_release;
　　strncpy(video->name, cdev->gadget->name, sizeof(video->name));

　　uvc->vdev = video;
　　video_set_drvdata(video, uvc);

　　return video_register_device(video, VFL_TYPE_GRABBER, -1);
}

通过简单的分析函数的调用过程，与上图我们猜测的过程刚好对应起来，本篇文章先让我们感性的来认识一下，摄像头驱动程序的框架。