Linux V4l2子系統專欄之一 子系統概述

從本章開始，我們開始分析V4L2子系統（Video for Linux two），主要用於音視頻設備的框架。V4l2

主要用於驅動視頻輸出設備（video outpt interface）、Video overlay interface、Video output overlay device、

VBI interface、Radio interface等。本專欄主要分為如下幾章：

一、LINUX V4L2子系統概述

二、LINUX V4L2相關數據結構說明

三、LINUX video device分析

四、linux v4l2 device分析

五、linux v4l2 ctrls分析

六、linux v4l2 sub-device分析

七、linux v4l2 filehandler分析等幾部分

八、linux v4l2 videobuffer介紹

一、v4l2子系統框架

如下即為v4l2子系統框架，針對v4l2子系統而言，其主要通過字符設備節點與應用層交互：

1. 通過字符設備文件，應用程式可通過字符設備文件完成與具體v4l2 device的通信；

而在v4l2子系統內部，則主要包括如下幾方面的內容：

1. video_device結構體用於創建v4l2 device對應的字符設備節點，該數據結構包含了指向v4l2-dev的指針、字符設備指針（struct cdev類型）、字符設備文件相關的操作接口指針、v4l2 control handler、v4l2_fh；
2. v4l2_dev則是對一個v4l2_dev的抽象，該v4l2_dev管理該device下所有的子設備（即v4l2_subdev），若該v4l2_dev沒有子設備，則v4l2_dev的作用應該不大，基本上針對沒有子設備的v4l2,藉助video_device操作，即可完成針對該v4l2_dev的訪問操作（通過字符設備的讀、寫、ioctl接口即可）；
3. V4l2_subdev則代表一個v4l2 dev的子設備，針對一個v4l2 dev，可以完成各種任務操作，但通常他們負責音視頻復用和編解碼。如網絡攝像頭的子設備通常是傳感器和攝像頭控制器。 針對v4l2_subdev則提供了該子設備的操作接口等信息，可實現與子設備的通信操作；
4. V4l2_fh則對應一個已打開的v4l2_dev字符設備file，可以理解為該打開字符設備file的handler，一般為該字符設備文件的私有v4l2_dev變量；通過v4l2_fh，可以使用v4l2子系統提供的v4l2 control handler以及v4l2 event相關機制；
5. V4l2 event機制主要實現將v4l2 dev的觸發事件發送給應用程式，主要藉助poll 、wait機制實現。
6. v4l2_ctrl_handler是v4l2設備控制方法集的結構體，可通過字符設備文件提供的ioctl接口訪問對應的方法
7. videobuff用於v4l2的buff操作，針對v4l2 device，主要有三種IO訪問方法（read/write）、內存映射緩衝區（內核驅動申請緩存並mmap至應用層）、USERPTR（

應用層負責分配內存空間，通過指針的形式傳遞給V4L2子系統驅動，V4L2 device driver會把捕獲的內容保存至指針所指的空間）

以上即是本章的主要內容，簡要說明了v4l2 子系統的幾個大的模塊。從現在開始即要進入v4l2子系統的分析，如有存在錯誤的地方，還希望大家能斧正，我也是在學習中，難免存在錯誤。