重头写一个v4l2的虚拟驱动_2

简介

　　因为在qcom平台上和linux原生都是用的v4l2框架作为camera的驱动框架，所以本着学习记录的笔记，做了如下文档记录。该文档是学习《卫东山老师视频教程第三期》的个人学习笔记，非常感谢老师的资料。该记录仅供学习交流，如有侵犯到大家利益，还望海涵，请联系博主删除。

buffer队列操作

　　首先是填充了队列相关的4个函数：

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 = { .................  /* 缓冲区操作: 申请/查询/放入队列/取出队列 */    .vidioc_reqbufs       = myvivi_vidioc_reqbufs,    .vidioc_querybuf      = myvivi_vidioc_querybuf,    .vidioc_qbuf          = myvivi_vidioc_qbuf,    .vidioc_dqbuf         = myvivi_vidioc_dqbuf,     // 启动/停止    .vidioc_streamon      = myvivi_vidioc_streamon,    .vidioc_streamoff     = myvivi_vidioc_streamoff, }

   这四个队列相关函数分别用在申请队列、查询队列、放入队列、取出队列、启动和停止的相关buffer数据操作中，都是直接使用的v4l2提供的现成函数

初始化和销毁buffer队列

   前面说到了对buffer队列的操作,操作的队列为myvivi_vb_vidqueue，那么在使用它之前，肯定有初始化的操作；在使用完了之后有销毁的操作。对应的操作函数在：

static struct videobuf_queue myvivi_vb_vidqueue; static int myvivi_open(struct file *file){    /* 队列操作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); /* 倒数第3个参数是buffer的头部大小 */     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函数中，利用videobuf_queue_vmalloc_init对myvivi_vb_vidqueue队列进行了初始化，并且分配了队列头的空间大小，和关联了该队列的一个相关操作函数myvivi_video_qops。   在close函数中，先停止了myvivi_vb_vidqueue队列的使用，然后释放掉它。   在myvivi_mmap函数中，为队列myvivi_vb_vidqueue分配真正的数据空间，前面的open函数只分配了数据头的空间。

关联的myvivi_video_qops

   前面讲到在open函数的videobuf_queue_vmalloc_init初始化的时候关联了一个myvivi_video_qops操作函数。对应的代码如下：

/* 参考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调用ioctl VIDIOC_REQBUFS时会导致此函数被调用, * 它重新调整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调用ioctlVIDIOC_QBUF时导致此函数被调用, * 它会填充video_buffer结构体并调用videobuf_iolock来分配内存(只有在V4L2_MEMORY_USERPTR，也就是在用户空间的应用中开辟时候才会 × 使用它来分配内存，这里是使用的类型为:V4L2_MEMORY_MMAP，在内核空间开辟的,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调用ioctl VIDIOC_QBUF时: * 1. 先调用buf_prepare进行一些准备工作 * 2. 把buf放入stream队列 * 3. 调用buf_queue(起通知、记录作用) */static void myvivi_buffer_queue(struct videobuf_queue *vq, struct videobuf_buffer *vb){vb->state = VIDEOBUF_QUEUED; /* 把videobuf放入本地一个队列尾部 */list_add_tail(&vb->queue, &myvivi_vb_local_queue);} /* APP不再使用队列时, 用它来释放内存 */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, /* 计算大小以免浪费 */.buf_prepare    = myvivi_buffer_prepare,.buf_queue      = myvivi_buffer_queue,.buf_release    = myvivi_buffer_release,};

   myvivi_buffer_setup:用来计算需要分配的数据空间大小和空间的多少，如代码所示，我们设置的数据空间大小为之前计算出来的image size的大小，                       分配的空间为32个（一般来说分配空间的范围为2-32个）。   myvivi_buffer_prepare:进行一些qbuffer之前的准备操作，并将队列状态改变为VIDEOBUF_PREPARED。   myvivi_buffer_queue：将队列中的数据放入一个本地队列中，等待被取走，同时将队列状态改变为VIDEOBUF_QUEUED。   myvivi_buffer_release:释放掉队列，同时将它状态改变为初始状态：VIDEOBUF_NEEDS_INIT。

调用关系

   1、应用程序首先调用了open函数，初始化了videobuf_queue队列。   2、调用请求队列操作函数：                myvivi_vidioc_reqbufs-->videobuf_reqbufs(&myvivi_vb_vidqueue, p)      在videobuf_reqbufs函数中又调用了之前在open-->videobuf_queue_vmalloc_init函数中关联的                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_setup      获得了需要分配的队列数据空间大小和空间块数。   3、调用请求队列操作函数：                myvivi_vidioc_querybufs-->videobuf_querybuf      在该函数中查询和返回队列相关信息。   4、调用函数：                myvivi_fops-->myvivi_mmap-->videobuf_mmap_mapper      为队列分配真正的数据空间。   5、调用操作函数：                myvivi_vidioc_qbufs-->videobuf_qbuf      在函数videobuf_qbuf中又调用到:                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_prepare                myvivi_video_qops-->myvivi_buffer_queue      在函数myvivi_buffer_prepare中进行一些准备工作，然后在myvivi_buffer_queue中将队列中的数据保存到本地队列myvivi_vb_local_queue中。   6、调用操作函数：                yvivi_vidioc_qbufs-->myvivi_vidioc_dqbuf      在myvivi_vidioc_dqbuf中，清除掉已经使用过了的队列数据。

   7、利用select/poll机制检测，让步骤5和6不断循环，使得video数据不停的刷新。