前面主要介紹的是：V4L2 的一些設置接口，如亮度，飽和度，曝光時間，幀數，增益，白平衡等。今天看看V4L2 得到數據的幾個關鍵ioctl，Buffer的申請和數據的抓取。

1. 初始化 Memory Mapping 或 User Pointer I/O. 申請數據Buffer。 int ioctl(int fd, int?requestbuf,?struct v4l2_requestbuffers * argp); 參數一：open（）所產生的句柄。 參數二：VIDIOC_REQBUFS 參數三：in/out結構體。 struct v4l2_requestbuffers { __u32 count; enum v4l2_buf_type type; enum v4l2_memory memory; //Applications set this field to?V4L2_MEMORY_MMAP?or?V4L2_MEMORY_USERPTR ?__u32 reserved[2]; };
注意，有兩種方式的I/O。 Memory Mapping 和User Pointer。 Memory Mapping的Buffer由Driver申請為物理連續的內存空間(Kernel空間)。在此ioctl調用時被分配，需要早于mmap()動作將他們映射到用戶空間。
1.1：Memory Mapping模式詳解： 在使用Memory Mapping模式時，參數三中結構體內每個field都需要設置。

__u32 count; ??//當memory=V4L2_MEMORY_MMAP時，此處才有效。表明要申請的buffer個數。 enum v4l2_buf_type type; ?//Stream 或者Buffer的類型。此處肯定為V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE enum v4l2_memory memory; ?//既然是Memory Mapping模式，則此處設置為：V4L2_MEMORY_MMAP


注意：count是個輸入輸出函數。因為你所申請到的Buffer個數不一定就是你所輸入的Number。所以在ioctl執行后，driver會將真實申請到的buffer個數填充到此field. 這個數目有可能大于你想要申請的，也可能小與，甚至可能是0個。 應用程序可以再次調用ioctl--VIDIOC_REQBUFS 來修改buffer個數。但前提是必須先釋放已經?mapped?的?buffer?，可以先?munmap?，然后設置參數?count?為?0?來釋放所有的?buffer。

支持Memory ?Mapping ?I/O方式的前提是：v4l2_capability??中支持V4L2_CAP_STREAMING。 在這個模式下，數據本身不會被Copy，只是在Kernel和用戶態之間交換。在應用程序想要訪問到這些數據之前，它必須調用mmap()影射到用戶態。
同時也要注意，通過ioctl申請的內存，是物理內存，無法被交換入Disk，所以一定要釋放：munmap()。


1.2：User Pointer模式： User Pointer模式時，應用程序實現申請。 只需要填充Type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE， memory=V4L2_MEMORY_USERPTR



2. 詢問Buffer狀態： int ioctl(int fd, int request, struct?v4l2_buffer* argp); 參數一：open（）所產生的句柄。 參數二：VIDIOC_QUERYBUF 參數三：v4l2_buffer 結構體。(IN/OUT參數)
注意，此ioctl是Memory Mapping的I/O方法之一。User Pointer模式不需要。在Buffer在ioctl-VIDIOC_REQBUFS執行時創建后，隨時都可以調用此Ioctl得到buffer信息。 視頻緩沖區的使用狀態、在內核空間的偏移地址、緩沖區長度等。在應用程序設計中通過調VIDIOC_QUERYBUF來獲取內核空間的視頻緩沖區信息，然后調用函數mmap把內核空間地址映射到用戶空間，這樣應用程序才能夠訪問位于內核空間的視頻緩沖區
我們首先通過v4l2_buffer結構體看看參數三這個輸入輸出參數需要輸入些什么，以及能夠得到什么信息。
struct v4l2_buffer { __u32 index; enum v4l2_buf_type type; __u32 bytesused; __u32 flags; enum v4l2_field field; struct timeval timestamp; struct v4l2_timecode timecode; __u32 sequence;
enum v4l2_memory memory; union { __u32 offset; unsigned long userptr; } m; __u32 length; __u32 input; __u32 reserved; };
在調用ioctl--VIDIOC_QUERYBUF時，需要寫入的項目有： enum v4l2_buf_type type; //V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE __u32 index; ?// 這里需要解釋一下，因為在調用ioctl-VIDIOC_REQBUFS時，建立了count個Buffer。所以，這里index的有效范圍是：0到count-1.

在調用ioctl-VIDIOC_QUERYBUF后，Driver會填充v4l2_buffer 結構體內所有信息供用戶使用。 如果一些正常： 1. flags　中：V4L2_BUF_FLAG_MAPPED,?V4L2_BUF_FLAG_QUEUED?and?V4L2_BUF_FLAG_DONE被設置。 2. memory中，V4L2_MEMORY_MMAP被設置。 3.?m.offset中，從將要mapping 的device memory頭到數據頭的offset. 4.?length?中，填充當前Buffer長度。 5。其它的Field有可能設置，也有可能不被設置。

這樣，mmap（）想要有的信息就全了。而mmap()之后，Device Driver 申請的或者Device Memory就能映射到用戶空間。數據就可以被應用程序使用了。這才是ioctl-VIDIOC_QUERYBUF的關鍵作用。


3.和Driver交換buffer:? 對Camera這樣的捕獲設備來說，Device將數據放到Buffer中，用戶得到數據。Device再次將數據放到Buffer中。 那么Device Driver 怎樣知道哪個Buffer是可以存放數據的呢？這就用到當前這兩個ioctl-VIDIOC_QBUF, ioctl-VIDIOC_DQBUF.
ioctl-VIDIOC_QBUF: 將指定的Buffer放到輸入隊列中，即向Device表明這個Buffer可以存放東西。 ioctl-VIDIOC_DQBUF: 將輸出隊列中的數據 buffer取出。
在?driver?內部管理著兩個?buffer queues?，一個輸入隊列，一個輸出隊列。對于?capture device?來說，當輸入隊列中的?buffer?被塞滿數據以后會自動變為輸出隊列，等待調用?VIDIOC_DQBUF?將數據進行處理以后重新調用?VIDIOC_QBUF?將?buffer?重新放進輸入隊列.

用法： ioctl--VIDIOC_QBUF： int ioctl(int fd, int request, struct?v4l2_buffer* argp); 參數一：open（）所產生的句柄。 參數二：VIDIOC_QBUF 參數三：v4l2_buffer 結構體。(IN/OUT參數)
參數三是IN/OUT 參數。需要填充 enum v4l2_buf_type type; //V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE __u32 index; ?// 這里需要解釋一下，因為在調用ioctl-VIDIOC_REQBUFS時，建立了count個Buffer。所以，這里index的有效范圍是：0到count-1.? memory:?V4L2_MEMORY_MMAP.
則這個結構體指明的buffer被送入輸出隊列，表明此Buffer可以被device 填充數據。
用法： ioctl--VIDIOC_DQBUF： int ioctl(int fd, int request, struct?v4l2_buffer* argp); 參數一：open（）所產生的句柄。 參數二：VIDIOC_DQBUF 參數三：v4l2_buffer 結構體。(IN/OUT參數)
從輸出隊列中取出一個有數據的Buffer。這個Buffer中的數據被處理后，此Buffer可以通過ioctl-VIDIOC_QBUF再次放入輸入隊列中去。



4. 開始和結束捕獲： ioctl--VIDIOC_STREAMON. ioctl--VIDIOC_STREAMOFF
非常簡單的調用。就是開始和結束。

轉載于:https://www.cnblogs.com/huty/p/8518249.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【Qt开发】V4L2 API详解 Buffer的准备和数据读取的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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