本文基於：linux3.5

  前面一篇文章中，簡單分析了 V4L2 大框架，本文藉助核心中的虛擬攝像頭驅動 vivi 來分析一個完整的攝像頭驅動程式。vivi 相對於後面要分析的 usb 攝像頭驅動程式，它沒有真正的硬體相關層的操作，也就是說拋開了複雜的 usb 層的相關知識，便於理解 V4L2 驅動框架，側重於驅動和應用的互動。

  前面我們提到，V4L2 的核心是 v4l2-dev.c 它向上提供統一的檔案操作介面 v4l2_fops ，向下提供 video_device 註冊介面 register_video_device ，作為一個具體的驅動，需要做的工作就是分配、設定、註冊一個 video_device.框架很簡單，複雜的是視訊裝置相關眾多的 ioctl。

一、vivi 框架分析

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1. staticint __init vivi_init(void)  
2. {  
3.     ret = vivi_create_instance(i);  
4.     ...  
5.     return ret;  
6. }  
7. module_init(vivi_init);  

  vivi 分配了一個 video_device 指標，沒有去設定而是直接讓它指向了一個現成的 video_device 結構 vivi_template ，那麼全部的工作都將圍繞 vivi_template 展開。

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1. staticint __init vivi_create_instance(int inst)  
2. {  
3.     struct vivi_dev *dev;  
4.     struct video_device *vfd;  
5.     struct v4l2_ctrl_handler *hdl;  
6.     struct vb2_queue *q;  
7.     // 分配一個 vivi_dev 結構體
8.     dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);  
9.     // v4l2_dev 初始化,並沒有什麼作用
10.     ret = v4l2_device_register(NULL, &dev->v4l2_dev);  
11.     // 設定 dev 的一些引數，比如影象格式、大小
12.     dev->fmt = &formats[0];  
13.     dev->width = 640;  
14.     dev->height = 480;  
15.     dev->pixelsize = dev->fmt->depth / 8;  
16.     ...  
17.     // vivi_dev->vb_vidq(vb2_queue) 初始化
18.     q = &dev->vb_vidq;  
19.     memset(q, 0, sizeof(dev->vb_vidq));  
20.     q->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;  
21.     q->io_modes = VB2_MMAP | VB2_USERPTR | VB2_DMABUF | VB2_READ;  
22.     q->drv_priv = dev;  
23.     q->buf_struct_size = sizeof(struct vivi_buffer);  
24.     // vivi_dev->vb_vidq(vb2_queue)->ops
25.     q->ops     = &vivi_video_qops;  
26.     // vivi_dev->vb_vidq(vb2_queue)->mem_ops
27.     q->mem_ops = &vb2_vmalloc_memops;  
28.     // 初始化一些鎖之類的東西
29.     vb2_queue_init(q);  
30.     /* init video dma queues */
31.     INIT_LIST_HEAD(&dev->vidq.active);  
32.     init_waitqueue_head(&dev->vidq.wq);  
33.     // 分配一個 video_device ,這才是重點
34.     vfd = video_device_alloc();  
35.     *vfd = vivi_template;  
36.     vfd->debug = debug;  
37.     vfd->v4l2_dev = &dev->v4l2_dev;  
38.     set_bit(V4L2_FL_USE_FH_PRIO, &vfd->flags);  
39.     vfd->lock = &dev->mutex;  
40.     // 註冊 video_device ！！！
41.     ret = video_register_device(vfd, VFL_TYPE_GRABBER, video_nr);  
42.     // 把 vivi_dev 放入 video_device->dev->p->driver_data ,這個後邊經常用到
43.     video_set_drvdata(vfd, dev);  
44.     /* Now that everything is fine, let's add it to device list */
45.     list_add_tail(&dev->vivi_devlist, &vivi_devlist);  
46.     if (video_nr != -1)  
47.         video_nr++;  
48.     // vivi_dev->vfd(video_device) =  vfd
49.     dev->vfd = vfd;  
50.     v4l2_info(&dev->v4l2_dev, "V4L2 device registered as %s\n",  
51.           video_device_node_name(vfd));  
52.     return 0;  
53. }  

  使用者空間呼叫的是 v4l2_fops ，但是最終會呼叫到 vivi_fops ，vivi_fops 中的 ioctl 呼叫 video_ioctl2
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1. staticstruct video_device vivi_template = {  
2.     .name       = "vivi",  
3.     .fops           = &vivi_fops,  
4.     .ioctl_ops  = &vivi_ioctl_ops,  
5.     .minor      = -1,  
6.     .release    = video_device_release,  
7.     .tvnorms              = V4L2_STD_525_60,  
8.     .current_norm         = V4L2_STD_NTSC_M,  
9. };  

  video_register_device 過程就不詳細分析了，前面的文章中分析過，大概就是向核心層註冊 video_device 結構體，核心層註冊字元裝置並提供一個統一的 fops ，當用戶空間 read write ioctl 等，最終還是會跳轉到 video_device->fops ,還有一點就是核心層會把我們註冊進來的 video_device 結構放入一個全域性的 video_device陣列。

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1. staticconststruct v4l2_file_operations vivi_fops = {  
2.     .owner      = THIS_MODULE,  
3.     .open           = v4l2_fh_open,  
4.     .release        = vivi_close,  
5.     .read           = vivi_read,  
6.     .poll       = vivi_poll,  
7.     .unlocked_ioctl = video_ioctl2, /* V4L2 ioctl handler */
8.     .mmap           = vivi_mmap,  
9. };  

  這裡，先看一下 v4l2_fh_open 函式 [cpp] view plain copy  print?

1. int v4l2_fh_open(struct file *filp)  
2. {  
3.   // 前面註冊時，我們將 video_device 結構體放入了全域性陣列 video_device ，現在通過     video_devdata 函式取出來，後面經常用到這種做法
4.     struct video_device *vdev = video_devdata(filp);  
5.     // 分配一個 v4l2_fh 結構，放入file->private_data 中
6.     struct v4l2_fh *fh = kzalloc(sizeof(*fh), GFP_KERNEL);  
7.     filp->private_data = fh;  
8.     if (fh == NULL)  
9.         return -ENOMEM;  
10.     v4l2_fh_init(fh, vdev);  
11.     v4l2_fh_add(fh);  
12.     return 0;  
13. }  

  1、我們隨時可以通過 video_devdata 取出我們註冊的 video_device 結構進行操作

  2、我們隨時可以通過 file->private_data 取出 v4l2_fh 結構，雖然現在還不知道它有啥用

  下面來分析 ioctl ...首先來看一下呼叫過程 

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1. long video_ioctl2(struct file *file,  
2.            unsigned int cmd, unsigned long arg)  
3. {  
4.     return video_usercopy(file, cmd, arg, __video_do_ioctl);  
5. }  

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1. staticlong __video_do_ioctl(struct file *file,  
2.         unsigned int

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