USB摄像头驱动分析
1.构造一个usb_driver
2.设置
probe:2.1.分配video_device:video_device_alloc2.2 设置.fops.ioctl_ops (里面需要设置11项)如果要用内核提供 的缓冲区操作函数,还需要构造一个videobuf_queue_ops2.3.注册: video_register_device
id_table:表示支持哪些USB设备
当把USB设备连接到开发板后,如果设备被id_table所支持,probe就被调用。
3.注册:usb_register
在Linux内核中已经有支持USB摄像头的驱动程序,支持UVC(USB Video Class)规格的摄像头。
驱动程序目录为:Linux-4.9.88/drivers/media/usb/uvc
uvc_driver.c分析:
1. usb_register(&uvc_driver.driver);
2. uvc_probeuvc_register_videovdev = video_device_alloc();//分配vdev->fops = &uvc_fops;//设置video_register_device//注册
根据文件USB_Video_Example 1.5的12页可知USB摄像头的拓补图可知,USB摄像头分为两部分。一部分是视频控制接口,另一部分是视频流接口。
VideoControl Interface:用于控制 VideoStreaming Interface:用于传输,读数据
SU:select Unit(多路选择器,用于选择那一路信号)
PU:Process Unit(处理单元(PU)控制通过它传输的视频的图像属性,用于亮度和饱和度等控制)
IT:input Terminals(输入端,用于连接内部和外部的接口,可接受外部输入视频数据)
OT:output Terminals(视频功能的外部接口,用于输出数据)
CT:camera Terminals(设置相机参数)
USB IN Endpoint:(输入端点,可能是实时,也可能是批量端点)
UVC 1.5 Class specification 20页
视频功能通过其视频接口来实现。每个视频功能都有一个单独的视频控制(VC)接口,并可以有几个视频流(VS)接口。这 视频控制(VC)接口用于访问功能的设备控制,而视频流(VS)接口用于将数据流传入和传出该功能。 单个视频控制接口和视频流接口的集合属于同一视频功能的称为视频接口集合(VIC)。一个界面关联描述符(IAD)用于描述视频接口集合。
VC内部抽象出两个概念:
Units:内部基本模块
Terminals:用于与外部和视频流接口连接
其中Units提供基本的视频功能组件。
分析UVC驱动调用过程:
const struct v4l2_file_operations uvc_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = uvc_v4l2_open,.release = uvc_v4l2_release,.ioctl = uvc_v4l2_ioctl,.read = uvc_v4l2_read,.mmap = uvc_v4l2_mmap,.poll = uvc_v4l2_poll,
};
1.构造一个usb_driver
2.设置probe:2.1. 分配video_device:video_device_alloc2.2. 设置.fops.ioctl_ops (里面需要设置11项)如果要用内核提供的缓冲区操作函数,还需要构造一个videobuf_queue_ops2.3. 注册: video_register_device id_table: 表示支持哪些USB设备
3.注册: usb_register
UVC: USB Video Class
UVC驱动:drivers\media\video\uvc\
uvc_driver.c分析:
1. usb_register(&uvc_driver.driver);
2. uvc_probeuvc_register_videovdev = video_device_alloc();vdev->fops = &uvc_fops;video_register_device
在www.usb.org下载 uvc specification,
UVC 1.5 Class specification.pdf : 有详细描述
USB_Video_Example 1.5.pdf : 有示例
通过VideoControl Interface来控制,
通过VideoStreaming Interface来读视频数据,
VC里含有多个Unit/Terminal等功能模块,可以通过访问这些模块进行控制,比如调亮度
分析UVC驱动调用过程:
const struct v4l2_file_operations uvc_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = uvc_v4l2_open,.release = uvc_v4l2_release,.ioctl = uvc_v4l2_ioctl,.read = uvc_v4l2_read,.mmap = uvc_v4l2_mmap,.poll = uvc_v4l2_poll,
};
- open:
uvc_v4l2_open
- VIDIOC_QUERYCAP // video->streaming->type 应该是在设备被枚举时分析描述符时设置的
if (video->streaming->type == V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE)cap->capabilities = V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE| V4L2_CAP_STREAMING;
elsecap->capabilities = V4L2_CAP_VIDEO_OUTPUT| V4L2_CAP_STREAMING;
- VIDIOC_ENUM_FMT // format数组应是在设备被枚举时设置的
format = &video->streaming->format[fmt->index];
- VIDIOC_G_FMT
uvc_v4l2_get_format // USB摄像头支持多种格式fromat, 每种格式下有多种frame(比如分辨率)
struct uvc_format *format = video->streaming->cur_format;
struct uvc_frame *frame = video->streaming->cur_frame;
- VIDIOC_TRY_FMT
uvc_v4l2_try_format/* Check if the hardware supports the requested format. */
/* Find the closest image size. The distance between image sizes is* the size in pixels of the non-overlapping regions between the* requested size and the frame-specified size.*/
- VIDIOC_S_FMT // 只是把参数保存起来,还没有发给USB摄像头
uvc_v4l2_set_formatuvc_v4l2_try_formatvideo->streaming->cur_format = format;video->streaming->cur_frame = frame;
- VIDIOC_REQBUFS
uvc_alloc_buffersfor (; nbuffers > 0; --nbuffers) {mem = vmalloc_32(nbuffers * bufsize);if (mem != NULL)break;}
- VIDIOC_QUERYBUF
uvc_query_buffer__uvc_query_buffermemcpy(v4l2_buf, &buf->buf, sizeof *v4l2_buf); // 复制参数
- mmap
uvc_v4l2_mmap
- VIDIOC_QBUF(把buf放入队列)
uvc_queue_bufferlist_add_tail(&buf->stream, &queue->mainqueue);list_add_tail(&buf->queue, &queue->irqqueue);
- VIDIOC_STREAMON(启动数据传输,主要做一些初始化)
uvc_video_enable(video, 1) // 把所设置的参数发给硬件,然后启动摄像头/* Commit the streaming parameters. */uvc_commit_videouvc_set_video_ctrl /* 设置格式fromat, frame */ret = __uvc_query_ctrl(video->dev /* 哪一个USB设备 */, SET_CUR, 0,video->streaming->intfnum (流接口)/* 哪一个接口: VS */,probe ? VS_PROBE_CONTROL : VS_COMMIT_CONTROL, data, size,uvc_timeout_param);/* 启动:Initialize isochronous/bulk URBs and allocate transfer buffers. */uvc_init_video(video, GFP_KERNEL);uvc_init_video_isoc / uvc_init_video_bulkurb->complete = uvc_video_complete; (收到数据后此函数被调用,它又调用video->decode(urb, video, buf); ==> uvc_video_decode_isoc(实时端点)/uvc_video_encode_bulk(批量端点) => uvc_queue_next_buffer => wake_up(&buf->wait);)(wake_up唤醒应用程序)usb_submit_urb
- poll(查询数据是否已经就绪)
uvc_v4l2_poll //判断是否有参数 uvc_queue_pollpoll_wait(file, &buf->wait, wait); // 休眠等待有数据
- VIDIOC_DQBUF(此时数据已经可以使用了)
uvc_dequeue_buffer(从队列中取出数据)list_del(&buf->stream);
- VIDIOC_STREAMOFF(关闭摄像头)
uvc_video_enable(video, 0);(注意此次调用的和启动摄像头是同一个函数,只是参数不一样)usb_kill_urb(urb);usb_free_urb(urb);
分析设置亮度过程:
ioctl: VIDIOC_S_CTRLuvc_ctrl_set(设置)uvc_ctrl_commit(提交)__uvc_ctrl_commit(video, 0);uvc_ctrl_commit_entity(video->dev, entity, rollback);ret = uvc_query_ctrl(dev /* 哪一个USB设备 */, SET_CUR, ctrl->entity->id /* 哪一个接口里面的unit/terminal */,dev->intfnum(控制接口) /* 哪一个接口: VC interface */, ctrl->info->selector,uvc_ctrl_data(ctrl, UVC_CTRL_DATA_CURRENT),ctrl->info->size);
总结:
UVC设备有2个interface: VideoControl Interface, VideoStreaming Interface
VideoControl Interface用于控制,比如设置亮度。它内部有多个Unit/Terminal(在程序里Unit/Terminal都称为entity)
可以通过类似的函数来访问:
ret = uvc_query_ctrl(dev /* 哪一个USB设备 /, SET_CUR, ctrl->entity->id / 哪一个unit/terminal /,
dev->intfnum / 哪一个接口: VC interface */, ctrl->info->selector,
uvc_ctrl_data(ctrl, UVC_CTRL_DATA_CURRENT),
ctrl->info->size);VideoStreaming Interface用于获得视频数据,也可以用来选择fromat/frame(VS可能有多种format, 一个format支持多种frame, frame用来表示分辨率等信息)
可以通过类似的函数来访问:
ret = __uvc_query_ctrl(video->dev /* 哪一个USB设备 /, SET_CUR, 0,
video->streaming->intfnum / 哪一个接口: VS */,
probe ? VS_PROBE_CONTROL : VS_COMMIT_CONTROL, data, size,
uvc_timeout_param);我们在设置FORMAT时只是简单的使用video->streaming->format[fmt->index]等数据,
这些数据哪来的?
应是设备被枚举时设置的,也就是分析它的描述符时设置的。UVC驱动的重点在于:
描述符的分析
属性的控制: 通过VideoControl Interface来设置
格式的选择:通过VideoStreaming Interface来设置
数据的获得:通过VideoStreaming Interface的URB来获得
本文章源于百问网嵌入式
USB摄像头驱动分析相关推荐
- 第三阶段应用层——2.4 视频监控—从0写USB摄像头驱动(1)-描述符的分析与打印
视频监控-从0写USB摄像头驱动(1)-描述符的分析与打印 硬件平台:韦东山嵌入式Linxu开发板(S3C2440.v3) 软件平台:运行于VMware Workstation 12 Player下U ...
- Video4Linux下USB摄像头驱动和视频采集的实现
1 引言 多媒体通信技术的发展为信息的获取和传输提供了丰富的手段,视频采集是其中不可缺少的重要组成部分.视频采集的手段多种多样,随着人们对降低系统成本和提高可靠性的迫切需求,基于嵌入式的视频采集系统成 ...
- WinCE平台USB摄像头驱动开发
(转载)http://tech.e800.com.cn/articles/2009/116/1257487620781_1.html 由于良好的性能.低廉的价格和灵活方便的特性,USB 摄像头正被广泛 ...
- php调用linux摄像头,Linux_Linux中开发USB摄像头驱动详解,USB摄像头以其良好的性能和低 - phpStudy...
Linux中开发USB摄像头驱动详解 USB摄像头以其良好的性能和低廉的价格得到广泛应用.同时因其灵活.方便的特性,易于集成到嵌入式系统中.但是如果使用现有的符合Video for Linux标准的驱 ...
- 浅谈WinCE平台USB摄像头驱动开发流程
转自http://tech.e800.com.cn/articles/2009/116/1257487620781_1.html 由于良好的性能.低廉的价格和灵活方便的特性,USB 摄像头正被广泛的集 ...
- 【Linux驱动】Linux--USB免驱摄像头驱动分析(基于5.4内核)
Linux--USB免驱摄像头驱动分析(基于5.4内核) Linux摄像头系列文章 Linux--USB免驱摄像头驱动分析 一.UVC简介 二.UVC功能 三.如何写一个USB摄像头驱动 四.Linu ...
- usb摄像头驱动-core层USB集线器(Hub)驱动
usb摄像头驱动-core层USB集线器(Hub)驱动 文章目录 usb摄像头驱动-core层USB集线器(Hub)驱动 usb_hub_init hub_probe hub_event port_e ...
- usb摄像头驱动打印信息
usb摄像头驱动打印信息 文章目录 usb摄像头驱动打印信息 在ubuntu中接入罗技c920摄像头打印的信息如下: [ 100.873222] usb 3-2: new high-speed USB ...
- Windows CE USB摄像头驱动编写
作者:youngyi2006 转自:http://blog.csdn.net/youngyi2006/article/details/7731311 非常感谢下面两位高人 作者: Douglas Bo ...
- USB转串口驱动分析(一)
之前追踪代码用的grep命令效率太低了,所以这次下载C代码阅读跳转利器ctags.cscope用于分析代码 因为用的是Centos6.7所以需要用到yum install安装软件 [wuyujun@w ...
最新文章
- 左右声道测试音频_关于制作左右声道音频的剪辑软件推荐
- 剑指Offer:剪绳子(动态规划、贪婪算法)
- 数学笔记3——导数3(隐函数的导数)
- Matlab绘图添加直角坐标轴
- 【毕业设计】jsp+sql毕业生招聘系统毕业设计(系统+论文+英文文献+综合材料)
- AcWing 2058. 笨拙的手指(暴力枚举)
- 根据二叉树的先序、中序遍历结果重建二叉树
- 搭建mock-server
- 专网网速测试软件,wlan网络测试项目和方法 常用测试软件介绍.ppt
- 【HTML 教程系列第 4 篇】HTML 的注释怎么写?
- Thinkpad E430c使用u盘安装系统
- 表格thead设置border无效的原因之一
- 云+智能的羊群效应显现,百度用“云智一体”坐定头羊位置
- 标准焦距;焦距与景深的关系
- Markdown的基本使用
- Atom同步设置、特效打字教程|基础插件
- 物理隔离与数据交换-网闸的设计原理
- 互联网和万维网的区别
- WEB前端 使用 IcoMoon
- 初识EMC元器件(九)——气体放电管的参数解读及选型应用
热门文章
- c语言程序设计21点扑克牌,C语言程序设计21点扑克牌游戏.doc
- gentoo linux 安装记录
- Hbuilder和HbuilderX连接夜神模拟器(nox),调试程序
- 安装 virtualbox additions 备忘 转
- [安卓手机安装Apk ] 安卓手机通过数据线在电脑下载本地的Apk应用
- ORA-01790: expression must have same datatype as corresponding expression
- PyCharm下载安装以及使用教程
- H - Repeating Decimals
- C. Inna and Dima
- 新浪滚动新闻的json数据获取页面