本文內容來源於網路，本部落格進行整理。

1. 定義

V4L2(Video For Linux Two) 是核心提供給應用程式訪問音、視訊驅動的統一介面。

2. 工作流程：

開啟裝置－> 檢查和設定裝置屬性－> 設定幀格式－> 設定一種輸入輸出方法（緩衝區管理）－> 迴圈獲取資料－> 關閉裝置。

3. 裝置的開啟和關閉：

#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); // 開啟裝置

close(fd); // 關閉裝置

注意：V4L2 的相關定義包含在標頭檔案<linux/videodev2.h> 中.

4. 查詢裝置屬性： VIDIOC_QUERYCAP

相關函式：

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

相關結構體：

struct v4l2_capability

{

u8 driver[16]; // 驅動名字

u8 card[32]; // 裝置名字

u8 bus_info[32]; // 裝置在系統中的位置 


u32 version; // 驅動版本號

u32 capabilities; // 裝置支援的操作

u32 reserved[4]; // 保留欄位

};

capabilities 常用值:

V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE // 是否支援影象獲取

例：顯示裝置資訊

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. 設定視訊的制式和幀格式

制式包括PAL，NTSC，幀的格式個包括寬度和高度等。

相關函式：

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

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

相關結構體：

v4l2_cropcap 結構體用來設定攝像頭的捕捉能力，在捕捉上視訊時應先先設定

v4l2_cropcap 的 type 域，再通過 VIDIO_CROPCAP 操作命令獲取裝置捕捉能力的引數，保存於 v4l2_cropcap 結構體中，包括 bounds（最大捕捉方框的左上角座標和寬高），defrect

（預設捕捉方框的左上角座標和寬高）等。

v4l2_format 結構體用來設定攝像頭的視訊制式、幀格式等，在設定這個引數時應先填好 v4l2_format 的各個域，如 type（傳輸流型別），fmt.pix.width(寬)，

fmt.pix.heigth(高)，fmt.pix.field(取樣區域，如隔行取樣)，fmt.pix.pixelformat(採

樣型別，如 YUV4:2:2)，然後通過 VIDIO_S_FMT 操作命令設定視訊捕捉格式。如下圖所示：

5.1 查詢並顯示所有支援的格式：VIDIOC_ENUM_FMT

相關函式：

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

相關結構體：

struct v4l2_fmtdesc

{

u32 index; // 要查詢的格式序號，應用程式設定

enum v4l2_buf_type type; // 幀型別，應用程式設定

u32 flags; // 是否為壓縮格式

u8 description[32]; // 格式名稱

u32 pixelformat; // 格式

u32 reserved[4]; // 保留

};

例：顯示所有支援的格式

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 檢視或設定當前格式： VIDIOC_G_FMT, VIDIOC_S_FMT

檢查是否支援某種格式：VIDIOC_TRY_FMT

相關函式：

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

相關結構體：

struct v4l2_format

{

enum v4l2_buf_type type; // 幀型別，應用程式設定

union fmt

{

struct v4l2_pix_format pix; // 視訊裝置使用

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; // 幀寬，單位畫素

u32 height; // 幀高，單位畫素

u32 pixelformat; // 幀格式

enum v4l2_field field;

u32 bytesperline;

u32 sizeimage;

enum v4l2_colorspace colorspace;

u32 priv;

};

例：顯示當前幀的相關資訊

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：檢查是否支援某種幀格式

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. 影象的縮放 VIDIOC_CROPCAP

相關函式：

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);

相關結構體：

Cropping 和 scaling 主要指的是影象的取景範圍及圖片的比例縮放的支援。Crop 就是把得到的資料作一定的裁剪和伸縮，裁剪可以只取樣我們可以得到的影象大小的一部分，剪裁的主要引數是位置、長度、寬度。而 scale 的設定是通過 VIDIOC_G_FMT 和 VIDIOC_S_FMT 來獲得和設定當前的 image 的長度，寬度來實現的。看下圖

我們可以假設 bounds 是 sensor 最大能捕捉到的影象範圍，而 defrect 是裝置預設的最大取樣範圍，這個可以通過 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 來獲得裝置的 crap 相關的屬性 v4l2_cropcap，其中的 bounds 就是這個 bounds，其實就是上限。每個裝置都有個默認的取樣範圍，就是 defrect，就是 default rect 的意思，它比 bounds 要小一些。這個範圍也是通過 VIDIOC_CROPCAP 的 ioctl 來獲得的 v4l2_cropcap 結構中的 defrect 來表示的，我們可以通過 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP 來獲取和設定裝置當前的 crop 設定。

6.1 設定裝置捕捉能力的引數

相關函式：

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

相關結構體：

struct v4l2_cropcap

{

enum v4l2_buf_type type; // 資料流的型別，應用程式設定

struct v4l2_rect bounds; // 這是 camera 的鏡頭能捕捉到的視窗大小的侷限

struct v4l2_rect defrect; // 定義預設視窗大小，包括起點位置及長,寬的大小，大小以畫素為單位

struct v4l2_fract pixelaspect; // 定義了圖片的寬高比

};

6.2 設定視窗取景引數 VIDIOC_G_CROP 和 VIDIOC_S_CROP

相關函式：

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

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

相關結構體：

struct v4l2_crop

{

enum v4l2_buf_type type;// 應用程式設定

struct v4l2_rect c;

}

7.video Inputs and Outputs

VIDIOC_G_INPUT 和 VIDIOC_S_INPUT 用來查詢和選則當前的 input，一個 video 裝置節點可能對應多個視訊源，比如 saf7113 可以最多支援四路 cvbs 輸入，如果上層想在四個cvbs視訊輸入間切換，那麼就要呼叫 ioctl(fd, VIDIOC_S_INPUT, &input) 來切換。

VIDIOC_G_INPUT and VIDIOC_G_OUTPUT 返回當前的 video input和output的index.

相關函式：

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

相關結構體：

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];
};

我們可以通過VIDIOC_ENUMINPUT and VIDIOC_ENUMOUTPUT 分別列舉一個input或者 output的資訊，我們使用一個v4l2_input結構體來存放查詢結果，這個結構體中有一個 index域用來指定你索要查詢的是第幾個input/ouput,如果你所查詢的這個input是當前正在使用的，那麼在v4l2_input還會包含一些當前的狀態資訊，如果所查詢的input/output 不存在，那麼回返回EINVAL錯誤，所以，我們通過迴圈查詢，直到返回錯誤來遍歷所有的 input/output. VIDIOC_G_INPUT and VIDIOC_G_OUTPUT 返回當前的video input和output 的index.

例：列舉當前輸入視訊所支援的視訊格式

struct v4l2_input input;

struct v4l2_standard standard;

memset (&input, 0, sizeof (input));

//首先獲得當前輸入的 index,注意只是 index，要獲得具體的資訊，就的呼叫列舉操作

if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_G_INPUT, &input.index)) {

perror (”VIDIOC_G_INPUT”);

exit (EXIT_FAILURE);

}

//呼叫列舉操作，獲得 input.index 對應的輸入的具體資訊

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;

//列舉所有的所支援的 standard，如果 standard.id 與當前 input 的 input.std 有共同的

bit flag，意味著當前的輸入支援這個 standard,這樣將所有驅動所支援的 standard 列舉一個

遍，就可以找到該輸入所支援的所有 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

相關函式：

v4l2_std_id std_id; //這個就是個64bit得數

int ioctl(int fd, int request, struct v4l2_standard *argp);

相關結構體：

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];

};

當然世界上現在有多個視訊標準，如NTSC和PAL，他們又細分為好多種，那麼我們的設備輸入/輸出究竟支援什麼樣的標準呢？我們的當前在使用的輸入和輸出正在使用的是哪個標準呢？我們怎麼設定我們的某個輸入輸出使用的標準呢？這都是有方法的。

查詢我們的輸入支援什麼標準，首先就得找到當前的這個輸入的index，然後查出它的屬性，在其屬性裡面可以得到該輸入所支援的標準，將它所支援的各個標準與所有的標準的資訊進行比較，就可以獲知所支援的各個標準的屬性。一個輸入所支援的標準應該是一個集合，而這個集合是用bit與的方式用一個64位數字表示。因此我們所查到的是一個數字。

Example： Information about the current video standard v4l2_std_id std_id; //這個就是個64bit得數

struct v4l2_standard standard;

// VIDIOC_G_STD就是獲得當前輸入使用的standard，不過這裡只是得到了該標準的id

// 即flag，還沒有得到其具體的屬性資訊，具體的屬性資訊要通過列舉操作來得到。

if (-1 == ioctl (fd, VIDIOC_G_STD, &std_id)) { //獲得了當前輸入使用的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.

perror (”VIDIOC_G_STD”);

exit (EXIT_FAILURE);

}

memset (&standard, 0, sizeof (standard));

standard.index = 0; //從第一個開始列舉

// VIDIOC_ENUMSTD用來列舉所支援的所有的video標準的資訊，不過要先給standard

// 結構的index域制定一個數值，所列舉的標 準的資訊屬性包含在standard裡面，

// 如果我們所列舉的標準和std_id有共同的bit，那麼就意味著這個標準就是當前輸

// 入所使用的標準，這樣我們就得到了當前輸入使用的標準的屬性資訊

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. 申請和管理緩衝區

應用程式和裝置有三種交換資料的方法，直接 read/write、記憶體對映(memory mapping)

和使用者指標。這裡只討論記憶體對映(memory mapping)。

9.1 向裝置申請緩衝區 VIDIOC_REQBUFS

相關函式：

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

相關結構體：

struct v4l2_requestbuffers

{

u32 count; // 緩衝區內緩衝幀的數目

enum v4l2_buf_type type; // 緩衝幀資料格式

enum v4l2_memory memory; // 區別是記憶體對映還是使用者指標方式

u32 reserved[2];

};

注：enum v4l2_memoy

{

V4L2_MEMORY_MMAP, V4L2_MEMORY_USERPTR

};

//count,type,memory 都要應用程式設定

例：申請一個擁有四個緩衝幀的緩衝區

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 獲取緩衝幀的地址，長度：VIDIOC_QUERYBUF

相關函式：

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

相關結構體：

struct v4l2_buffer

{

u32 index; //buffer 序號

enum v4l2_buf_type type; //buffer 型別

u32 byteused; //buffer 中已使用的位元組數

u32 flags; // 區分是MMAP 還是USERPTR

enum v4l2_field field;

struct timeval timestamp; // 獲取第一個位元組時的系統時間

struct v4l2_timecode timecode;

u32 sequence; // 佇列中的序號

enum v4l2_memory memory; //IO 方式，被應用程式設定

union m

{

u32 offset; // 緩衝幀地址，只對MMAP 有效

unsigned long userptr;

};

u32 length; // 緩衝幀長度

u32 input;

u32 reserved;

};

9.3 記憶體對映MMAP 及定義一個結構體來對映每個緩衝幀。相關結構體：

struct buffer

{

void* start;

unsigned int length;

}*buffers;

相關函式：

#include <sys/mman.h>

void *mmap(void *addr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset)

//addr 對映起始地址，一般為NULL ，讓核心自動選擇

//length 被對映記憶體塊的長度

//prot 標誌對映後能否被讀寫，其值為PROT_EXEC,PROT_READ,PROT_WRITE, PROT_NONE

//flags 確定此記憶體對映能否被其他程序共享，MAP_SHARED,MAP_PRIVATE

//fd,offset, 確定被對映的記憶體地址返回成功對映後的地址，不成功返回MAP_FAILED ((void*)-1)

相關函式：

int munmap(void *addr, size_t length);// 斷開對映

//addr 為對映後的地址，length 為對映後的記憶體長度

例：將四個已申請到的緩衝幀對映到應用程式，用buffers 指標記錄。

buffers = (buffer*)calloc (req.count, sizeof (*buffers));

if (!buffers) {

// 對映

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;

//
              
           
              
              
            
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    Linux 之V4L2基本程式設計
      
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1. 定義
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    Linux之V4L2基礎程式設計
      
                
轉自：


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命令行的基本構成

二 Linux 系統命令操作語法格式
　　
三 基本操作
　　1.創建一個目錄

 1 make directory > mk dir > mkdir
  

  
 

    

    
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 經過shell指令碼處理之後，按月生成的zip包如下圖：   
 完成上述工作的shell指令碼如下： 
 #下面這行程式碼並不是註釋，它的作用是表名該指令碼使用哪個shell直譯器
#! /bin/sh

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#需要處理的檔案目錄 

  
 

    

    
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    linux中的shell程式設計之變數
       
 
 shell程式設計主要是為了簡化linux系統管理的。 
 shell中的變數是一種弱型別的變數，c,java等語言是一種強型別的語言。 
 linux中的所有的變數預設型別都是字元型別的 
 零、bash變數的分類 
 
  
   bash變數的型別
   
  
   
    變數型別 
  

  
 

    

    
    1.1 《演算法》第一章之導論和基本程式設計模型
       
 
  
  
 
 
  文章目錄
  
   《演算法》全書組織結構
   概述
   演算法
   基礎程式設計模型
   
    Java程式基本結構
    
     原始資料型別和表示式
     表示式
     程式碼的簡便寫法
     靜態方法
     方法性質
     遞迴（ 

  
 

    

    
    學習筆記之《Java核心技術卷I》---- 第三章 Java的基本程式設計結構
       
 
 
  Java中沒unsigned關鍵字 
  int Math.round(float a)  long Math.round(double a) 
  &&、||：短路操作   &、|：非短路操作 
  列舉型別必須放在放在函式之外定義 
  

  
 

    

    
    linux學習筆記之常用基本命令(二)
       
  
  
 3. 使用者管理命令 
  
   useradd 新增新使用者 語法：useradd 使用者名稱  
   passwd 設定使用者密碼 語法： passwd 使用者名稱  
   id 判斷使用者是否存在 語法： id 使用者名稱  
   su 切換使用者 語法： su 使用者名稱   

  
 

    

    
    linux學習筆記之常用基本命令（一）
       
  
  
 1.幫助命令 
  
  man獲取幫助資訊 語法：man[命令或配置檔案] 
  help獲得shell內建命令的幫助資訊 語法：help 命令 例： help cd 
  常用快捷鍵 ctrl +c: 停止程序 ctrl +l: 清屏 ctrl +q: 退出 tab鍵 ：補全命令（常用t 

  
 

    

    
    linux中的shell程式設計之while迴圈和until迴圈
       
 
 while迴圈語法： 
 while [ 條件判斷式 ]
    do
        程式語句
        條件終止語句
    done
 
 例項：求1加到100的和 
 #!/bin/bash
#!從1加到100

i=1
s=0
while [ $i -le 100 ]
# 如果變數i