重頭寫一個v4l2的虛擬驅動_2，重頭v4l2虛擬_2

重頭寫一個v4l2的虛擬驅動_2，重頭v4l2虛擬_2
簡介

　　因為在qcom平台上和linux原生都是用的v4l2架構作為camera的驅動架構，所以本著學習記錄的筆記，做了如下文檔記錄。該文檔是學習《衛東山老師視頻教程第三期》的個人學習筆記，非常感謝老師的資料。該記錄僅供學習交流，如有侵犯到大家利益，還望海涵，請聯絡博主刪除。

buffer隊列操作

　　首先是填充了隊列相關的4個函數：

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 = { .................  /* 緩衝區操作: 申請/查詢/放入隊列/取出隊列 */    .vidioc_reqbufs       = myvivi_vidioc_reqbufs,    .vidioc_querybuf      = myvivi_vidioc_querybuf,    .vidioc_qbuf          = myvivi_vidioc_qbuf,    .vidioc_dqbuf         = myvivi_vidioc_dqbuf,     // 啟動/停止    .vidioc_streamon      = myvivi_vidioc_streamon,    .vidioc_streamoff     = myvivi_vidioc_streamoff, }

   這四個隊列相關函數分別用在申請隊列、查詢隊列、放入隊列、取出隊列、啟動和停止的相關buffer資料操作中，都是直接使用的v4l2提供的現成函數

初始化和銷毀buffer隊列

   前面說到了對buffer隊列的操作,操作的隊列為myvivi_vb_vidqueue，那麼在使用它之前，肯定有初始化的操作；在使用完了之後有銷毀的操作。對應的操作函數在：

static struct videobuf_queue myvivi_vb_vidqueue; static int myvivi_open(struct file *file){    /* 隊列操作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); /* 倒數第3個參數是buffer的頭部大小 */     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函數中，利用videobuf_queue_vmalloc_init對myvivi_vb_vidqueue隊列進行了初始化，並且分配了隊列頭的空間大小，和關聯了該隊列的一個相關操作函數myvivi_video_qops。   在close函數中，先停止了myvivi_vb_vidqueue隊列的使用，然後釋放掉它。   在myvivi_mmap函數中，為隊列myvivi_vb_vidqueue分配真正的資料空間，前面的open函數只分配了資料頭的空間。

關聯的myvivi_video_qops

   前面講到在open函數的videobuf_queue_vmalloc_init初始化的時候關聯了一個myvivi_video_qops操作函數。對應的代碼如下：

/* 參考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調用ioctl VIDIOC_REQBUFS時會導致此函數被調用, * 它重新調整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調用ioctlVIDIOC_QBUF時導致此函數被調用, * 它會填充video_buffer結構體並調用videobuf_iolock來分配記憶體(只有在V4L2_MEMORY_USERPTR，也就是在使用者空間的應用中開闢時候才會 × 使用它來分配記憶體，這裡是使用的類型為:V4L2_MEMORY_MMAP，在核心空間開闢的,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調用ioctl VIDIOC_QBUF時: * 1. 先調用buf_prepare進行一些準備工作 * 2. 把buf放入stream隊列 * 3. 調用buf_queue(起通知、記錄作用) */static void myvivi_buffer_queue(struct videobuf_queue *vq, struct videobuf_buffer *vb){vb->state = VIDEOBUF_QUEUED; /* 把videobuf放入本地一個隊列尾部 */list_add_tail(&vb->queue, &myvivi_vb_local_queue);} /* APP不再使用隊列時, 用它來釋放記憶體 */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, /* 計算大小以免浪費 */.buf_prepare    = myvivi_buffer_prepare,.buf_queue      = myvivi_buffer_queue,.buf_release    = myvivi_buffer_release,};

   myvivi_buffer_setup:用來計算需要分配的資料空間大小和空間的多少，如代碼所示，我們設定的資料空間大小為之前計算出來的image size的大小，                       分配的空間為32個（一般來說分配空間的範圍為2-32個）。   myvivi_buffer_prepare:進行一些qbuffer之前的準備操作，並將隊列狀態改變為VIDEOBUF_PREPARED。   myvivi_buffer_queue：將隊列中的資料放入一個本地隊列中，等待被取走，同時將隊列狀態改變為VIDEOBUF_QUEUED。   myvivi_buffer_release:釋放掉隊列，同時將它狀態改變為初始狀態：VIDEOBUF_NEEDS_INIT。

調用關係

   1、應用程式首先調用了open函數，初始化了videobuf_queue隊列。   2、調用請求隊列操作函數：                myvivi_vidioc_reqbufs-->videobuf_reqbufs(&myvivi_vb_vidqueue, p)      在videobuf_reqbufs函數中又調用了之前在open-->videobuf_queue_vmalloc_init函數中關聯的                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_setup      獲得了需要分配的隊列資料空間大小和空間塊數。   3、調用請求隊列操作函數：                myvivi_vidioc_querybufs-->videobuf_querybuf      在該函數中查詢和返回隊列相關資訊。   4、調用函數：                myvivi_fops-->myvivi_mmap-->videobuf_mmap_mapper      為隊列分配真正的資料空間。   5、叫用作業函數：                myvivi_vidioc_qbufs-->videobuf_qbuf      在函數videobuf_qbuf中又調用到:                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_prepare                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_queue      在函數myvivi_buffer_prepare中進行一些準備工作，然後在myvivi_buffer_queue中將隊列中的資料儲存到本地隊列myvivi_vb_local_queue中。   6、叫用作業函數：                yvivi_vidioc_qbufs-->myvivi_vidioc_dqbuf      在myvivi_vidioc_dqbuf中，清除掉已經使用過了的隊列資料。

   7、利用select/poll機制檢測，讓步驟5和6不斷迴圈，使得video資料不停的重新整理。