譯註：在前幾節我們介紹了如何初始化v4l2驅動的框架、查詢能力值、設置輸入/視頻標準/格式，但是還沒有真正地傳輸過一幀數據。
萬事俱備，只欠東風，本節將會重點介紹"流媒體"中的數據流。
流模式，數據流主要通過如下幾種方式進行傳輸：
●read/write接口：這種的基本比較少用。
●內存映射流 I / O：驅動程序分配的內存，mmap（）到用戶空間。
●用戶指針流 I / O：由用戶空間分配的內存，由於用戶空間的內存可能是零散的，只在虛擬空間上連續，因此需要分散 - 聚集DMA支持。
●DMABUF流 I / O：由另一個設備驅動分配的內存，導出為DMABUF文件處理程序並在此驅動程序中導入。
本例子使用的是第二種，驅動程序分配內存。
#include <media/videobuf2-dma-contig.h> // 處理videobuf需添加的頭文件一共有三種，該頭文件代表使用的dma內存是連續的
// 離散dma使用 videobuf2-dma-sg.h，用戶空間內存使用 videobuf2-vmalloc.h
struct skeleton {
...
struct vb2_queue queue; //video buffer放置在該隊列中
struct vb2_alloc_ctx *alloc_ctx; //用於分配內存的上下文
spinlock_t ; //用於streaming的同步，和核心鎖配合使用
struct list_head buf_list;
unsigned int sequence; //可以認為是幀號
};
struct skel_buffer { //本地用於管理buffer的結構體
struct vb2_buffer vb;
struct list_head list;
};
static inline struct skel_buffer *to_skel_buffer(struct vb2_buffer *vb2)
{
return container_of(vb2, struct skel_buffer, vb);
}
/* 處理videobuf需添加的頭文件一共有三種，該頭
* 文件代表使用的dma內存是連續的離散dma使用
* videobuf2-dma-sg.h，用戶空間內存使用
* videobuf2-vmalloc.h
*/
#include <media/videobuf2-dma-contig.h>
struct skeleton {
...
struct vb2_queue queue; //video buffer放置在該隊列中
struct vb2_alloc_ctx *alloc_ctx; //用於分配內存的上下文
spinlock_t ; //用於streaming的同步，和核心鎖配合使用
struct list_head buf_list;
unsigned int sequence; //可以認為是幀號
};
struct skel_buffer { //本地用於管理buffer的結構體
struct vb2_buffer vb;
struct list_head list;
};
static inline struct skel_buffer *to_skel_buffer(struct vb2_buffer *vb2)
{
return container_of(vb2, struct skel_buffer, vb);
}
static int skeleton_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent)
{
...
q = &skel->queue;
q->type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE; //代表是視頻捕獲設備，也就是Camera
q->io_modes = VB2_MMAP | VB2_DMABUF | VB2_READ;
q->drv_priv = skel;
q->buf_struct_size = sizeof(struct skel_buffer);
q->ops = &skel_qops;
/* Required ops for USERPTR types: get_userptr, put_userptr.
* Required ops for MMAP types: alloc, put, num_users, mmap.
* Required ops for read/write access types: alloc, put, num_users, vaddr
* Required ops for DMABUF types: attach_dmabuf, detach_dmabuf, map_dmabuf,
* unmap_dmabuf.
* get more in videobuf2-core.h
*/
q->mem_ops = &vb2_dma_contig_memops; //使用v4l2框架的內存申請操作，開發者也可以根據系統情況自行定義
q->timestamp_type = V4L2_BUF_FLAG_TIMESTAMP_MONOTONIC;
q->lock = &skel->lock;
q->gfp_flags = GFP_DMA32; //系統支持32位dma
ret = vb2_queue_init(q);
if (ret)
goto v4l2_dev_unreg;
skel->alloc_ctx = vb2_dma_contig_init_ctx(&pdev->dev); //三種內存類型中只有dma連續內存需要
//alloc_ctx
if (IS_ERR(skel->alloc_ctx)) {
dev_err(&pdev->dev, "Can't allocate buffer context");
ret = PTR_ERR(skel->alloc_ctx);
goto v4l2_dev_unreg;
}
INIT_LIST_HEAD(&skel->buf_list);
spin_lock_init(&skel->qlock);
...
vdev->queue = q;
...
}以下這些都根據需要，驅動可以使用v4l2框架的實現或者自行實現。
static struct vb2_ops skel_qops = {
.queue_setup = queue_setup, //在內存分配之前從VIDIOC_REQBUFS和VIDIOC_CREATE_BUFS處理程序調用，
//如果* num_planes！= 0，在分配後驗證較少數量的buffer。驅動程序
//應該返回* num_buffers中所需的buffer數量以及* num_planes中每個buffer
//所需的planar數量；每個planar的大小應該在alloc_ctxs[] 數組中的sizes []數
//組和可選的每平面分配器特定上下文中設置。當從VIDIOC_REQBUFS，
// fmt == NULL調用時，驅動程序必須使用當前配置的格式，* num_buffers
//是正在分配的buffer總數。當從VIDIOC_CREATE_BUFS，fmt！= NULL調用時，
//它描述目標幀格式。在這種情況下，* num_buffers另外被分配到q-> num_buffers。
.buf_prepare = buffer_prepare, //每次buffer從用戶空間queue入和VIDIOC_PREPARE_BUF ioctl時調用;驅動程序可以
//在該回調中的硬件操作之前執行任何初始化；如果返回錯誤，則buffer不
//會在驅動程序中排隊；
.buf_queue = buffer_queue, //傳遞buffer vb到驅動程序;驅動器可以在該buffer上開始硬件操作；驅動程序
//應該通過調用vb2_buffer_done（）函數返回buffer;它調用STREAMON ioctl之
//後被調用;如果在調用STREAMON之前用戶預排隊buffer，可能在start_streaming
//回調之前調用
.start_streaming = start_streaming, //只需調用一次進入“流”狀態;驅動程序可以在調用@start_streaming之前
//接收帶有@buf_queue回調的buffer;驅動程序在count參數中獲取已排隊
//buffer的數量;驅動程序可能會返回錯誤，如果硬件失敗或沒有足夠的
//已排隊buffer，在這種情況下，所有已經由@buf_queue回調給出的buffer無效。
.stop_streaming = stop_streaming, //當'streaming'狀態必須被禁用時調用;驅動程序應停止任何DMA事務或等待，
//直到它們完成並返回它從buf_queue（）獲得的所有buffer
.wait_prepare = vb2_ops_wait_prepare, //釋放調用vb2函數時發生的任何鎖；因此有些驅動直接就命名為XXX_unlock；
//它在ioctl需要等待新的buffer到達之前被調用;需要避免阻塞訪問類型中的死鎖
.wait_finish = vb2_ops_wait_finish, //重新獲取在wait_prepare中釋放的所有鎖;等待新的buffer到達後需要在繼續休眠前的操作
};
static const struct v4l2_ioctl_ops skel_ioctl_ops = {
...
.vidioc_reqbufs = vb2_ioctl_reqbufs,
.vidioc_querybuf = vb2_ioctl_querybuf,
.vidioc_qbuf = vb2_ioctl_qbuf,
.vidioc_dqbuf = vb2_ioctl_dqbuf,
.vidioc_streamon = vb2_ioctl_streamon,
.vidioc_streamoff = vb2_ioctl_streamoff,
};
static const struct v4l2_file_operations skel_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = v4l2_fh_open,
.release = vb2_fop_release,
.unlocked_ioctl = video_ioctl2,
.read = vb2_fop_read,
.mmap = vb2_fop_mmap,
.poll = vb2_fop_poll,
};static int queue_setup(struct vb2_queue *vq,
const struct v4l2_format *fmt,
unsigned int *nbuffers,
unsigned int *nplanes,
unsigned int sizes[],
void *alloc_ctxs[])
{
struct skeleton *skel = vb2_get_drv_priv(vq);
if (*nbuffers < 3)
*nbuffers = 3;
*nplanes = 1;
sizes[0] = skel->format.sizeimage;
alloc_ctxs[0] = skel->alloc_ctx;
return 0;
}static int start_streaming(struct vb2_queue *vq, unsigned int count)
{
struct skeleton *skel = vb2_get_drv_priv(vq);
if (count < 2) //這裏控制在啟流前需要queue入buffer的最小個數
return -ENOBUFS;
skel->sequence = 0;
/* TODO: start DMA */
return 0;
}
static int stop_streaming(struct vb2_queue *vq)
{
struct skeleton *skel = vb2_get_drv_priv(vq);
struct skel_buffer *buf, *node;
unsigned long flags;
/* TODO: stop DMA */
/* Release all active buffers */
spin_lock_irqsave(&skel->qlock, flags);
list_for_each_entry_safe(buf, node, &skel->buf_list, list) {
vb2_buffer_done(&buf->vb, VB2_BUF_STATE_ERROR);
list_del(&buf->list);
}
spin_unlock_irqrestore(&skel->qlock, flags);
return 0;
}
static int buffer_prepare(struct vb2_buffer *vb)
{
struct skeleton *skel = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
unsigned long size = skel->format.sizeimage;
if (vb2_plane_size(vb, 0) < size) {
dev_err(&skel->pdev->dev, "buffer too small (%lu < %lu)\n",
vb2_plane_size(vb, 0), size);
return -EINVAL;
}
vb2_set_plane_payload(vb, 0, size);
vb->v4l2_buf.field = skel->format.field;
return 0;
}
static void buffer_queue(struct vb2_buffer *vb)
{
struct skeleton *skel = vb2_get_drv_priv(vb->vb2_queue);
struct skel_buffer *buf = to_skel_buffer(vb);
unsigned long flags;
spin_lock_irqsave(&skel->qlock, flags);
list_add_tail(&buf->list, &skel->buf_list);
/* TODO: update any DMA pointers if necessary */
spin_unlock_irqrestore(&skel->qlock, flags);
}
static irqreturn_t skeleton_irq(int irq, void *dev_id)
{
struct skeleton *skel = dev_id;
/* TODO: handle interrupt */
if (captured_new_frame) {
...
spin_lock(&skel->qlock);
list_del(&new_buf->list);
spin_unlock(&skel->qlock);
new_buf->vb.v4l2_buf.sequence = skel->sequence++;
v4l2_get_timestamp(&new_buf->vb.v4l2_buf.timestamp);
vb2_buffer_done(&new_buf->vb, VB2_BUF_STATE_DONE);
}
return IRQ_HANDLED;
}
最後，在如下函數中
skeleton_s_input()
skeleton_s_std()
skeleton_s_dv_timings()
skeleton_s_fmt_vid_cap()
增加這項檢查:
if(vb2_is_busy(&skel->queue))
return-EBUSY;
Tags: streaming sequence 虛擬空間 include return
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