Video for linux 2 example (v4l2 demo)

                       V4L2 API讲解附demo

（注：从他人博客整理修正而来）

（看完本文后，更简便的api请移步至video for linux 2 API）

1. 定义

V4L2(Video For Linux Two) 是内核提供给应用程序访问音、视频驱动的统一接口。

2. 工作流程：

打开设备－> 检查和设置设备属性－> 设置帧格式－> 设置一种输入输出方法（缓冲 区管理）－> 循环获取数据－> 关闭设备。

3. 设备的打开和关闭：

#include <fcntl.h>int open(const char *device_name, int flags);#include <unistd.h>int clo se(int fd);

例：

int fd=open(“/dev/video0”,O_RDWR); // 打开设备close(fd); // 关闭设备

注意：V4L2 的相关定义包含在头文件<linux/videodev2.h> 中.

4. 查询设备属性： VIDIOC_QUERYCAP

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_capability *argp);

相关结构体：

struct v4l2_capability{u8 driver[16]; // 驱动名字u8 card[32]; // 设备名字u8 bus_info[32]; // 设备在系统中的位置u32 version; // 驱动版本号u32 capabilities; // 设备支持的操作u32 reserved[4]; // 保留字段};

capabilities 常用值:

V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE // 是否支持图像获取

例：显示设备信息

struct v4l2_capability cap;ioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&cap);printf(“Driver Name:%s\nCard Name:%s\nBus info:%s\nDriver Version:%u.%u.%u\n”,cap.driver,cap.card,cap.bus_info,(cap.version>>16)&0XFF, (cap.version>>8)&0XFF,cap.version&0XFF);

5. 设置视频的制式和帧格式

制式包括PAL，NTSC，帧的格式个包括宽度和高度等。

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_fmtdesc *argp);int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_format *argp);

相关结构体：

v4l2_cropcap 结构体用来设置摄像头的捕捉能力，在捕捉上视频时应先先设置

v4l2_cropcap 的 type 域，再通过 VIDIO_CROPCAP 操作命令获取设备捕捉能力的参数，保存于 v4l2_cropcap 结构体中，包括 bounds（最大捕捉方框的左上角坐标和宽高），defrect

（默认捕捉方框的左上角坐标和宽高）等。

v4l2_format 结构体用来设置摄像头的视频制式、帧格式等，在设置这个参数时应先填 好 v4l2_format 的各个域，如 type（传输流类型），fmt.pix.width(宽)，

fmt.pix.heigth(高)，fmt.pix.field(采样区域，如隔行采样)，fmt.pix.pixelformat(采

样类型，如 YUV4:2:2)，然后通过 VIDIO_S_FMT 操作命令设置视频捕捉格式。如下图所示：

5.1 查询并显示所有支持的格式：VIDIOC_ENUM_FMT

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_fmtdesc *argp);

相关结构体：

struct v4l2_fmtdesc{u32 index; // 要查询的格式序号，应用程序设置enum v4l2_buf_type type; // 帧类型，应用程序设置u32 flags; // 是否为压缩格式u8 description[32]; // 格式名称u32 pixelformat; // 格式u32 reserved[4]; // 保留};

例：显示所有支持的格式

struct v4l2_fmtdesc fmtdesc; fmtdesc.index=0; fmtdesc.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; printf("Support format:\n");while(ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &fmtdesc) != -1){printf("\t%d.%s\n",fmtdesc.index+1,fmtdesc.description);fmtdesc.index++;}

5.2 查看或设置当前格式： VIDIOC_G_FMT, VIDIOC_S_FMT

检查是否支持某种格式：VIDIOC_TRY_FMT

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_format *argp);

相关结构体：

struct v4l2_format{enum v4l2_buf_type type; // 帧类型，应用程序设置union fmt    {        struct v4l2_pix_format pix; // 视频设备使用        struct v4l2_window win;        struct v4l2_vbi_format vbi;        struct v4l2_sliced_vbi_format sliced;        u8 raw_data[200];    };};struct v4l2_pix_format{    u32 width; // 帧宽，单位像素    u32 height; // 帧高，单位像素    u32 pixelformat; // 帧格式    enum v4l2_field field;    u32 bytesperline;    u32 sizeimage;    enum v4l2_colorspace colorspace;    u32 priv;};

例：显示当前帧的相关信息

struct v4l2_format fmt;fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;ioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt);printf(“Current data format information:\n\twidth:%d\n\theight:%d\n”, fmt.fmt.pix.width,fmt.fmt.pix.height);struct v4l2_fmtdesc fmtdesc;fmtdesc.index = 0;fmtdesc.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;while(ioctl(fd,VIDIOC_ENUM_FMT,&fmtdesc) != -1){    if(fmtdesc.pixelformat & fmt.fmt.pix.pixelformat)    {        printf(“\tformat:%s\n”,fmtdesc.description);        break;    }    fmtdesc.index++;}

例：检查是否支持某种帧格式

struct v4l2_format fmt; fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_RGB32; if(ioctl(fd,VIDIOC_TRY_FMT,&fmt) == -1) {    if(errno==EINVAL)    {        printf(“not support format RGB32!\n”);    }}

6. 图像的缩放 VIDIOC_CROPCAP

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_cropcap *argp);int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_crop *argp);int ioctl(int fd, int request, const struct v4l2_crop *argp);

相关结构体：

v4l2_cropcap 结构体用来设置摄像头的捕捉能力，在捕捉上视频时应先先设置v4l2_cropcap 的 type 域，再通过 VIDIO_CROPCAP 操作命令获取设备捕捉能力的参数，保存于 v4l2_cropcap 结构体中，包括 bounds（最大捕捉方框的左上角坐标和宽高），defrect（默认捕捉方框的左上角坐标和宽高）等。

Cropping 和 scaling 主要指的是图像的取景范围及图片的比例缩放的支持。Crop 就 是把得到的数据作一定的裁剪和伸缩，裁剪可以只取样我们可以得到的图像大小的一部分， 剪裁的主要参数是位置、长度、宽度。而 scale 的设置是通过 VIDIOC_G_FMT 和 VIDIOC_S_FMT 来获得和设置当前的 image 的长度，宽度来实现的。看下图

我们可以假设 bounds 是 sensor 最大能捕捉到的图像范围，而 defrect 是设备默认 的最大取样范围，这个可以通过 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 来获得设备的 crap 相关的属 性 v4l2_cropcap，其中的 bounds 就是这个 bounds，其实就是上限。每个设备都有个默 认的取样范围，就是 defrect，就是 default rect 的意思，它比 bounds 要小一些。这 个范围也是通过 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 来获得的 v4l2_cropcap 结构中的 defrect 来表示的，我们可以通过 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP 来获取和设置设备当前的 crop 设置。

6.1 设置设备捕捉能力的参数

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_cropcap *argp);

相关结构体：

struct v4l2_cropcap{    enum v4l2_buf_type type; // 数据流的类型，应用程序设置    struct v4l2_rect bounds; // 这是 camera 的镜头能捕捉到的窗口大小的局限    struct v4l2_rect defrect; // 定义默认窗口大小，包括起点位置及长,宽的大小，大小以像素为单位    struct v4l2_fract pixelaspect; // 定义了图片的宽高比};

6.2 设置窗口取景参数 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_crop *argp);int ioctl(int fd, int request, const struct v4l2_crop *argp);

相关结构体：

struct v4l2_crop{    enum v4l2_buf_type type;// 应用程序设置    struct v4l2_rect c;}

7.video Inputs and Outputs

VIDIOC_G_INPUT 和 VIDIOC_S_INPUT 用来查询和选则当前的 input，一个 video 设备 节点可能对应多个视频源，比如 saf7113 可以最多支持四路 cvbs 输入，如果上层想在四 个cvbs视频输入间切换，那么就要调用 ioctl(fd, VIDIOC_S_INPUT, &input) 来切换。VIDIOC_G_INPUT and VIDIOC_G_OUTPUT 返回当前的 video input和output的index.

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_input *argp);

相关结构体：

struct v4l2_input {    __u32 index;    /* Which input */    __u8 name[32];  /* Label */    __u32 type;     /* Type of input */    __u32 audioset; /* Associated audios (bitfield) */    __u32 tuner;    /* Associated tuner */    v4l2_std_id std;    __u32 status;    __u32 reserved[4];};

我们可以通过VIDIOC_ENUMINPUT and VIDIOC_ENUMOUTPUT 分别列举一个input或者 output的信息，我们使用一个v4l2_input结构体来存放查询结果，这个结构体中有一个 index域用来指定你索要查询的是第几个input/ouput,如果你所查询的这个input是当前正 在使用的，那么在v4l2_input还会包含一些当前的状态信息，如果所 查询的input/output 不存在，那么回返回EINVAL错误，所以，我们通过循环查找，直到返回错误来遍历所有的 input/output. VIDIOC_G_INPUT and VIDIOC_G_OUTPUT 返回当前的video input和output 的index.

例： 列举当前输入视频所支持的视频格式

struct v4l2_input input;struct v4l2_standard standard;memset (&input, 0, sizeof (input));//首先获得当前输入的 index,注意只是 index，要获得具体的信息，就的调用列举操作if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_G_INPUT, &input.index)) {    perror (”VIDIOC_G_INPUT”);    exit (EXIT_FAILURE);}//调用列举操作，获得 input.index 对应的输入的具体信息if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input)) {    perror (”VIDIOC_ENUM_INPUT”);    exit (EXIT_FAILURE);}printf (”Current input %s supports:\n”, input.name); memset (&standard, 0, sizeof (standard)); standard.index = 0;//列举所有的所支持的 standard，如果 standard.id 与当前 input 的 input.std 有共同的//bit flag，意味着当前的输入支持这个 standard,这样将所有驱动所支持的 standard 列举一个//遍，就可以找到该输入所支持的所有 standard 了。while (0 == ioctl (fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard)) {    if (standard.id & input.std)    printf (”%s\n”, standard.name);    standard.index++;}/* EINVAL indicates the end of the enumeration, which cannot be empty unless this device falls under the USB exception. */if (errno != EINVAL || standard.index == 0) {    perror (”VIDIOC_ENUMSTD”);    exit (EXIT_FAILURE);}

8. Video standards

相关函数：

v4l2_std_id std_id; //这个就是个64bit得数int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_standard *argp);

相关结构体：

typedef u64 v4l2_std_id;struct v4l2_standard {    u32 index;    v4l2_std_id id;    u8 name[24];    struct v4l2_fract frameperiod; /* Frames, not fields */    u32 framelines;    u32 reserved[4];};

当然世界上现在有多个视频标准，如NTSC和PAL，他们又细分为好多种，那么我们的设 备输入/输出究竟支持什么样的标准呢？我们的当前在使用的输入和输出正在使用的是哪 个标准呢？我们怎么设置我们的某个输入输出使用的标准呢？这都是有方法的。

查询我们的输入支持什么标准，首先就得找到当前的这个输入的index，然后查出它的 属性，在其属性里面可以得到该输入所支持的标准，将它所支持的各个标准与所有的标准 的信息进行比较，就可以获知所支持的各个标准的属性。一个输入所支持的标准应该是一 个集合，而这个集合是用bit与的方式用一个64位数字表示。因此我们所查到的是一个数字。

Example： Information about the current video standard v4l2_std_id std_id; //这个就是个64bit得数

struct v4l2_standard standard;// VIDIOC_G_STD就是获得当前输入使用的standard，不过这里只是得到了该标准的id// 即flag，还没有得到其具体的属性信息，具体的属性信息要通过列举操作来得到。if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_G_STD, &std_id)) {    perror (”VIDIOC_G_STD”);    exit (EXIT_FAILURE);//获得了当前输入使用的standard// Note when VIDIOC_ENUMSTD always returns EINVAL this is no video device// or it falls under the USB exception, and VIDIOC_G_STD returning EINVAL// is no error.}memset (&standard, 0, sizeof (standard));standard.index = 0; //从第一个开始列举// VIDIOC_ENUMSTD用来列举所支持的所有的video标准的信息，不过要先给standard// 结构的index域制定一个数值，所列举的标 准的信息属性包含在standard里面，// 如果我们所列举的标准和std_id有共同的bit，那么就意味着这个标准就是当前输// 入所使用的标准，这样我们就得到了当前输入使用的标准的属性信息while (0 == ioctl (fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard)) {    if (standard.id & std_id)     {        printf (”Current video standard: %s\n”, standard.name);        exit (EXIT_SUCCESS);    }    standard.index++;}/* EINVAL indicates the end of the enumeration, which cannot be empty unless this device falls under the USB exception. */if (errno == EINVAL || standard.index == 0) {    perror (”VIDIOC_ENUMSTD”);    exit (EXIT_FAILURE);}

9. 申请和管理缓冲区

应用程序和设备有三种交换数据的方法，直接 read/write、内存映射(memory mapping)

和用户指针。这里只讨论内存映射(memory mapping)。

9.1 向设备申请缓冲区 VIDIOC_REQBUFS

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_requestbuffers *argp);

相关结构体：

struct v4l2_requestbuffers{    u32 count; // 缓冲区内缓冲帧的数目    enum v4l2_buf_type type; // 缓冲帧数据格式    enum v4l2_memory memory; // 区别是内存映射还是用户指针方式    u32 reserved[2];};

注：

enum v4l2_memoy

{

        V4L2_MEMORY_MMAP, V4L2_MEMORY_USERPTR

};

//count,type,memory 都要应用程序设置

例：申请一个拥有四个缓冲帧的缓冲区

struct v4l2_requestbuffers req; req.count = 4; req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP; ioctl(fd,VIDIOC_REQBUFS,&req);

9.2 获取缓冲帧的地址，长度：VIDIOC_QUERYBUF

相关函数：

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_buffer *argp);

相关结构体：

struct v4l2_buffer{    u32 index; //buffer 序号    enum v4l2_buf_type type; //buffer 类型    u32 byteused; //buffer 中已使用的字节数    u32 flags; // 区分是MMAP 还是USERPTR    enum v4l2_field field;    struct timeval timestamp; // 获取第一个字节时的系统时间    struct v4l2_timecode timecode;    u32 sequence; // 队列中的序号    enum v4l2_memory memory; //IO 方式，被应用程序设置    union m    {        u32 offset; // 缓冲帧地址，只对MMAP 有效        unsigned long userptr;    };    u32 length; // 缓冲帧长度    u32 input;    u32 reserved;};

9.3 内存映射MMAP 及定义一个结构体来映射每个缓冲帧。 相关结构体：

struct buffer{    void* start;    unsigned int length;}*buffers;

相关函数：

#include <sys/mman.h>void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)

//addr 映射起始地址，一般为NULL ，让内核自动选择

//length 被映射内存块的长度

//prot 标志映射后能否被读写，其值为PROT_EXEC,PROT_READ,PROT_WRITE, PROT_NONE

//flags 确定此内存映射能否被其他进程共享，MAP_SHARED,MAP_PRIVATE

//fd,offset, 确定被映射的内存地址 返回成功映射后的地址，不成功返回MAP_FAILED ((void*)-1)

相关函数：

int munmap(void *addr, size_t length);// 断开映射

//addr 为映射后的地址，length 为映射后的内存长度

例：将四个已申请到的缓冲帧映射到应用程序，用buffers 指针记录。

buffers = (buffer*)calloc (req.count, sizeof (*buffers));if (!buffers) {// 映射    fprintf (stderr, "Out of memory/n");    exit (EXIT_FAILURE);}for (unsigned int n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers){    struct v4l2_buffer buf;    memset(&buf,0,sizeof(buf));    buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;    buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;    buf.index = n_buffers;    // 查询序号为n_buffers 的缓冲区，得到其起始物理地址和大小    if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf))    {        exit(-1);    }        buffers[n_buffers].length = buf.length;    // 映射内存    buffers[n_buffers].start = mmap (NULL,buf.length,PROT_READ | PROT_WRITE ,MAP_SHARED,fd, buf.m.offset);    if (MAP_FAILED == buffers[n_buffers].start)    {        exit(-1);    }}

10. 缓冲区处理好之后，就可以开始获取数据了

10.1 启动 或 停止数据流 VIDIOC_STREAMON， VIDIOC_STREAMOFF

int ioctl(int fd, int request, const int *argp);

//argp 为流类型指针，如V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE.

10.2 在开始之前，还应当把缓冲帧放入缓冲队列：

VIDIOC_QBUF// 把帧放入队列

VIDIOC_DQBUF// 从队列中取出帧

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_buffer *argp);

例：把四个缓冲帧放入队列，并启动数据流

unsigned int i;enum v4l2_buf_type type;for (i = 0; i < 4; ++i) // 将缓冲帧放入队列{    struct v4l2_buffer buf;    buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;    buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;    buf.index = i;    ioctl (fd, VIDIOC_QBUF, &buf);}type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;ioctl (fd, VIDIOC_STREAMON, &type);// 这有个问题，这些buf 看起来和前面申请的buf 没什么关系，为什么呢?

例：获取一帧并处理

struct v4l2_buffer buf; CLEAR (buf);buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;ioctl (fd, VIDIOC_DQBUF, &buf); // 从缓冲区取出一个缓冲帧process_image (buffers[buf.index.]start); //ioctl (fdVIDIOC_QBUF&buf); //

附官方 v4l2 video capture example

/* *  V4L2 video capture example * *  This program can be used and distributed without restrictions. * *      This program is provided with the V4L2 API * see http://linuxtv.org/docs.php for more information */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <assert.h>#include <getopt.h>             /* getopt_long() */#include <fcntl.h>              /* low-level i/o */#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <sys/stat.h>#include <sys/types.h>#include <sys/time.h>#include <sys/mman.h>#include <sys/ioctl.h>#include <linux/videodev2.h>#define CLEAR(x) memset(&(x), 0, sizeof(x))enum io_method {        IO_METHOD_READ,        IO_METHOD_MMAP,        IO_METHOD_USERPTR,};struct buffer {        void   *start;        size_t  length;};static char            *dev_name;static enum io_method   io = IO_METHOD_MMAP;static int              fd = -1;struct buffer          *buffers;static unsigned int     n_buffers;static int              out_buf;static int              force_format;static int              frame_count = 70;/* * * * * */static void errno_exit(const char *s){        fprintf(stderr, "%s error %d, %s\n", s, errno, strerror(errno));        exit(EXIT_FAILURE);}static int xioctl(int fh, int request, void *arg){        int r;        do {                r = ioctl(fh, request, arg);        } while (-1 == r && EINTR == errno);        return r;}static void process_image(const void *p, int size){        if (out_buf)                fwrite(p, size, 1, stdout);        fflush(stderr);        fprintf(stderr, ".");        fflush(stdout);}static int read_frame(void){        struct v4l2_buffer buf;        unsigned int i;        switch (io) {        case IO_METHOD_READ:                if (-1 == read(fd, buffers[0].start, buffers[0].length)) {                        switch (errno) {                        case EAGAIN:                                return 0;                        case EIO:                                /* Could ignore EIO, see spec. */                                /* fall through */                        default:                                errno_exit("read");                        }                }                process_image(buffers[0].start, buffers[0].length);                break;        case IO_METHOD_MMAP:                CLEAR(buf);                buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) {                        switch (errno) {                        case EAGAIN:                                return 0;                        case EIO:                                /* Could ignore EIO, see spec. */                                /* fall through */                        default:                                errno_exit("VIDIOC_DQBUF");                        }                }                assert(buf.index < n_buffers);                process_image(buffers[buf.index].start, buf.bytesused);                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))                        errno_exit("VIDIOC_QBUF");                break;        case IO_METHOD_USERPTR:                CLEAR(buf);                buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                buf.memory = V4L2_MEMORY_USERPTR;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) {                        switch (errno) {                        case EAGAIN:                                return 0;                        case EIO:                                /* Could ignore EIO, see spec. */                                /* fall through */                        default:                                errno_exit("VIDIOC_DQBUF");                        }                }                for (i = 0; i < n_buffers; ++i)                        if (buf.m.userptr == (unsigned long)buffers[i].start                            && buf.length == buffers[i].length)                                break;                assert(i < n_buffers);                process_image((void *)buf.m.userptr, buf.bytesused);                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))                        errno_exit("VIDIOC_QBUF");                break;        }        return 1;}/* two operations * step1 : delay * step2 : read frame */static void mainloop(void){        unsigned int count;        count = frame_count;        while (count-- > 0) {                for (;;) {                        fd_set fds;                        struct timeval tv;                        int r;                        FD_ZERO(&fds);                        FD_SET(fd, &fds);                        /* Timeout. */                        tv.tv_sec = 2;                        tv.tv_usec = 0;                        r = select(fd + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);                        if (-1 == r) {                                if (EINTR == errno)                                        continue;                                errno_exit("select");                        }                        if (0 == r) {                                fprintf(stderr, "select timeout\n");                                exit(EXIT_FAILURE);                        }                        if (read_frame())                                break;                        /* EAGAIN - continue select loop. */                }        }}/* * one operation * step1 : VIDIOC_STREAMOFF */static void stop_capturing(void){        enum v4l2_buf_type type;        switch (io) {        case IO_METHOD_READ:                /* Nothing to do. */                break;        case IO_METHOD_MMAP:        case IO_METHOD_USERPTR:                type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type))                        errno_exit("VIDIOC_STREAMOFF");                break;        }}/* tow operations * step1 : VIDIOC_QBUF(insert buffer to queue) * step2 : VIDIOC_STREAMOFF */static void start_capturing(void){        unsigned int i;        enum v4l2_buf_type type;        switch (io) {        case IO_METHOD_READ:                /* Nothing to do. */                break;        case IO_METHOD_MMAP:                for (i = 0; i < n_buffers; ++i) {                        struct v4l2_buffer buf;                        CLEAR(buf);                        buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                        buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;                        buf.index = i;                        if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))                                errno_exit("VIDIOC_QBUF");                }                type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type))                        errno_exit("VIDIOC_STREAMON");                break;        case IO_METHOD_USERPTR:                for (i = 0; i < n_buffers; ++i) {                        struct v4l2_buffer buf;                        CLEAR(buf);                        buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                        buf.memory = V4L2_MEMORY_USERPTR;                        buf.index = i;                        buf.m.userptr = (unsigned long)buffers[i].start;                        buf.length = buffers[i].length;                        if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))                                errno_exit("VIDIOC_QBUF");                }                type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type))                        errno_exit("VIDIOC_STREAMON");                break;        }}/* two operations * step1 : munmap buffers * steo2 : free buffers */static void uninit_device(void){        unsigned int i;        switch (io) {        case IO_METHOD_READ:                free(buffers[0].start);                break;        case IO_METHOD_MMAP:                for (i = 0; i < n_buffers; ++i)                        if (-1 == munmap(buffers[i].start, buffers[i].length))                                errno_exit("munmap");                break;        case IO_METHOD_USERPTR:                for (i = 0; i < n_buffers; ++i)                        free(buffers[i].start);                break;        }        free(buffers);}static void init_read(unsigned int buffer_size){        buffers = calloc(1, sizeof(*buffers));        if (!buffers) {                fprintf(stderr, "Out of memory\n");                exit(EXIT_FAILURE);        }        buffers[0].length = buffer_size;        buffers[0].start = malloc(buffer_size);        if (!buffers[0].start) {                fprintf(stderr, "Out of memory\n");                exit(EXIT_FAILURE);        }}static void init_mmap(void){        struct v4l2_requestbuffers req;        CLEAR(req);        req.count = 4;        req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;        req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;        if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req)) {                if (EINVAL == errno) {                        fprintf(stderr, "%s does not support "                                 "memory mapping\n", dev_name);                        exit(EXIT_FAILURE);                } else {                        errno_exit("VIDIOC_REQBUFS");                }        }        if (req.count < 2) {                fprintf(stderr, "Insufficient buffer memory on %s\n",                         dev_name);                exit(EXIT_FAILURE);        }        buffers = calloc(req.count, sizeof(*buffers));        if (!buffers) {                fprintf(stderr, "Out of memory\n");                exit(EXIT_FAILURE);        }        for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers) {                struct v4l2_buffer buf;                CLEAR(buf);                buf.type        = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                buf.memory      = V4L2_MEMORY_MMAP;                buf.index       = n_buffers;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf))                        errno_exit("VIDIOC_QUERYBUF");                buffers[n_buffers].length = buf.length;                buffers[n_buffers].start =                        mmap(NULL /* start anywhere */,                              buf.length,                              PROT_READ | PROT_WRITE /* required */,                              MAP_SHARED /* recommended */,                              fd, buf.m.offset);                if (MAP_FAILED == buffers[n_buffers].start)                        errno_exit("mmap");        }}static void init_userp(unsigned int buffer_size){        struct v4l2_requestbuffers req;        CLEAR(req);        req.count  = 4;        req.type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;        req.memory = V4L2_MEMORY_USERPTR;        if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req)) {                if (EINVAL == errno) {                        fprintf(stderr, "%s does not support "                                 "user pointer i/o\n", dev_name);                        exit(EXIT_FAILURE);                } else {                        errno_exit("VIDIOC_REQBUFS");                }        }        buffers = calloc(4, sizeof(*buffers));        if (!buffers) {                fprintf(stderr, "Out of memory\n");                exit(EXIT_FAILURE);        }        for (n_buffers = 0; n_buffers < 4; ++n_buffers) {                buffers[n_buffers].length = buffer_size;                buffers[n_buffers].start = malloc(buffer_size);                if (!buffers[n_buffers].start) {                        fprintf(stderr, "Out of memory\n");                        exit(EXIT_FAILURE);                }        }}/* five operations * step1 : cap :query camera's capability and check it(is a video device? is it support read? is it support streaming?) * step2 : cropcap:set cropcap's type and get cropcap by VIDIOC_CROPCAP * step3 : set crop parameter by VIDIOC_S_CROP (such as frame type and angle) * step4 : set fmt * step5 : mmap */static void init_device(void){        struct v4l2_capability cap;        struct v4l2_cropcap cropcap;        struct v4l2_crop crop;        struct v4l2_format fmt;        unsigned int min;        if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap)) {                if (EINVAL == errno) {                        fprintf(stderr, "%s is no V4L2 device\n",                                 dev_name);                        exit(EXIT_FAILURE);                } else {                        errno_exit("VIDIOC_QUERYCAP");                }        }        if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {                fprintf(stderr, "%s is no video capture device\n",                         dev_name);                exit(EXIT_FAILURE);        }        switch (io) {        case IO_METHOD_READ:                if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_READWRITE)) {                        fprintf(stderr, "%s does not support read i/o\n",                                 dev_name);                        exit(EXIT_FAILURE);                }                break;        case IO_METHOD_MMAP:        case IO_METHOD_USERPTR:                if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {                        fprintf(stderr, "%s does not support streaming i/o\n",                                 dev_name);                        exit(EXIT_FAILURE);                }                break;        }        /* Select video input, video standard and tune here. */        CLEAR(cropcap);        cropcap.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;        /* if device support cropcap's type then set crop */        if (0 == xioctl(fd, VIDIOC_CROPCAP, &cropcap)) {                crop.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;                crop.c = cropcap.defrect; /* reset to default */                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_S_CROP, &crop)) {                        switch (errno) {                        case EINVAL:                                /* Cropping not supported. */                                break;                        default:                                /* Errors ignored. */                                break;                        }                }        } else {                /* Errors ignored. */        }        CLEAR(fmt);        fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;        if (force_format) {                fmt.fmt.pix.width       = 640;                fmt.fmt.pix.height      = 480;                fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;                fmt.fmt.pix.field       = V4L2_FIELD_INTERLACED;                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt))                        errno_exit("VIDIOC_S_FMT");                /* Note VIDIOC_S_FMT may change width and height. */        } else {                /* Preserve original settings as set by v4l2-ctl for example */                if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt))                        errno_exit("VIDIOC_G_FMT");        }        /* Buggy driver paranoia. */        min = fmt.fmt.pix.width * 2;        if (fmt.fmt.pix.bytesperline < min)                fmt.fmt.pix.bytesperline = min;        min = fmt.fmt.pix.bytesperline * fmt.fmt.pix.height;        if (fmt.fmt.pix.sizeimage < min)                fmt.fmt.pix.sizeimage = min;        switch (io) {        case IO_METHOD_READ:                init_read(fmt.fmt.pix.sizeimage);                break;        case IO_METHOD_MMAP:                init_mmap();                break;        case IO_METHOD_USERPTR:                init_userp(fmt.fmt.pix.sizeimage);                break;        }}/* * close (fd) */static void close_device(void){        if (-1 == close(fd))                errno_exit("close");        fd = -1;}/* three operations * step 1 : check dev_name and st_mode * step 2 : open(device) */static void open_device(void){        struct stat st;        if (-1 == stat(dev_name, &st)) {                fprintf(stderr, "Cannot identify '%s': %d, %s\n",                         dev_name, errno, strerror(errno));                exit(EXIT_FAILURE);        }        if (!S_ISCHR(st.st_mode)) {                fprintf(stderr, "%s is no device\n", dev_name);                exit(EXIT_FAILURE);        }        fd = open(dev_name, O_RDWR /* required */ | O_NONBLOCK, 0);        if (-1 == fd) {                fprintf(stderr, "Cannot open '%s': %d, %s\n",                         dev_name, errno, strerror(errno));                exit(EXIT_FAILURE);        }}static void usage(FILE *fp, int argc, char **argv){        fprintf(fp,                 "Usage: %s [options]\n\n"                 "Version 1.3\n"                 "Options:\n"                 "-d | --device name   Video device name [%s]\n"                 "-h | --help          Print this message\n"                 "-m | --mmap          Use memory mapped buffers [default]\n"                 "-r | --read          Use read() calls\n"                 "-u | --userp         Use application allocated buffers\n"                 "-o | --output        Outputs stream to stdout\n"                 "-f | --format        Force format to 640x480 YUYV\n"                 "-c | --count         Number of frames to grab [%i]\n"                 "",                 argv[0], dev_name, frame_count);}static const char short_options[] = "d:hmruofc:";static const struct optionlong_options[] = {        { "device", required_argument, NULL, 'd' },        { "help",   no_argument,       NULL, 'h' },        { "mmap",   no_argument,       NULL, 'm' },        { "read",   no_argument,       NULL, 'r' },        { "userp",  no_argument,       NULL, 'u' },        { "output", no_argument,       NULL, 'o' },        { "format", no_argument,       NULL, 'f' },        { "count",  required_argument, NULL, 'c' },        { 0, 0, 0, 0 }};int main(int argc, char **argv){        dev_name = "/dev/video4";        for (;;) {                int idx;                int c;                c = getopt_long(argc, argv,                                short_options, long_options, &idx);                if (-1 == c)                        break;                switch (c) {                case 0: /* getopt_long() flag */                        break;                case 'd':                        dev_name = optarg;                        break;                case 'h':                        usage(stdout, argc, argv);                        exit(EXIT_SUCCESS);                case 'm':                        io = IO_METHOD_MMAP;                        break;                case 'r':                        io = IO_METHOD_READ;                        break;                case 'u':                        io = IO_METHOD_USERPTR;                        break;                case 'o':                        out_buf++;                        break;                case 'f':                        force_format++;                        break;                case 'c':                        errno = 0;                        frame_count = strtol(optarg, NULL, 0);                        if (errno)                                errno_exit(optarg);                        break;                default:                        usage(stderr, argc, argv);                        exit(EXIT_FAILURE);                }        }        open_device();        init_device();        start_capturing();        mainloop();        stop_capturing();        uninit_device();        close_device();        fprintf(stderr, "\n");        return 0;}