目前分類:V4L2 Driver (2)

瀏覽方式: 標題列表 簡短摘要


.步驟二:  註冊一個 /dev/video0,並用應用程式去讀取測試
  我們延續上一篇文章中的 v4l2step1.c將之更改為 v4l2step2.c,並對 Makefile作相對應的修改
  將MODULE_NAME  = v4l2step1 改為 MODULE_NAME  = v4l2step2,讓他可以順利 compile成功。
 
  在這邊因為會呼叫到V4L2的 api v4l2_device_register,video_register_device,所以必須要加上必要的 header檔案
  ---
    #include <linux/videodev2.h>
    #include <media/videobuf2-vmalloc.h>
    #include <media/v4l2-device.h>
    #include <media/v4l2-ioctl.h>
    #include <media/v4l2-ctrls.h>
    #include <media/v4l2-fh.h>
    #include <media/v4l2-event.h>
    #include <media/v4l2-common.h>
  ---
  註冊一個 /dev/video0我們需要呼叫 v4l2_device_register 與 video_set_drvdata。
 
  在v4l2_device_register部分,根據函式定義-int v4l2_device_register(struct device *dev, struct v4l2_device *v4l2_dev)
  需要兩個結構,分別為 struct device 與  struct v4l2_device。
  我宣告一個  ar struct來包含這兩個結構如下,
  ---
  struct ar {
      struct v4l2_device v4l2_dev;
      struct video_device vdev;
  };  
  ---
  並宣告一個靜態結構變數 static struct ar ardev;給 v4l2_device_register  使用。
  在 vivi_init函式中宣告兩個 結構指標變數分別指到  video_device 與 v4l2_device 結構
  並給予 v4l2_device結構中 name ,並呼叫函式 v4l2_device_register(NULL, v4l2_dev); 就可以註冊 V4L2 driver了。
 
  接下來要註冊 /dev/video0 device,設定 ar 中 video_device 結構裡的 name ,並將 video_device 結構中v4l2_dev 指到 v4l2_dev 位址
  設定 video_device 結構裡的 fops , ioctl_ops , flags 與 release
 
  其中的 fops必須指到一個 v4l2_file_operations 結構,當應用程式將 /dev/video open , release, ioctl 時會呼叫相對應的函式
  ---
 
  static const struct v4l2_file_operations ar_fops = {
    .owner        = THIS_MODULE,
    .open        = v4l2_fh_open,   // open /dev/video0 will enter here
     .release    = v4l2_fh_release,   // close fd will enter here    
     .unlocked_ioctl    = video_ioctl2,  // need for ioctl
  };
  ---
 
  而其中的 ioctl_ops 則會指到一個 v4l2_ioctl_ops 結構,必須將支援的 ioctl command 函式implement出來。
  舉例當 /dev/video0 被應用程式open後,並下達 VIDIOC_QUERYCAP ioctl指令時,就會呼叫 ar_querycap 函式。
  目前在 ar_querycap 函式我填一些 struct v4l2_capability  需要的東西回去給應用程式。
  ----
    static const struct v4l2_ioctl_ops ar_ioctl_ops = {
        .vidioc_querycap                = ar_querycap,  // ioctl VIDIOC_QUERYCAP will enter here
    };  
  ----
 
  填完 video_device 結構裡的 fops , ioctl_ops , flags 與 release後
  就可以呼叫  video_register_device(&ar->vdev, VFL_TYPE_GRABBER, -1) 跟作業系統註冊一個 /dev/video0了
 
  這邊為了驗證 應用程式與 driver 之間的互動,我寫個一個簡單的 應用程式來驗證,應用程式名稱為 vidtest.c
  完整 source code如下:
  --vidtest.c--
          #include <errno.h>
          #include <fcntl.h>
          #include <linux/videodev2.h>
          #include <stdint.h>
          #include <stdio.h>
          #include <string.h>
          #include <sys/ioctl.h>
          #include <sys/mman.h>
          #include <unistd.h>
          
          static int xioctl(int fd,int request, void *arg)
          {
            int r;
            do r=ioctl(fd,request,arg);
            while(-1 ==r && EINTR == errno);
                
              return r;
          }
          
          
          int print_caps(int fd)
          {
              struct v4l2_capability caps={};
              
              perror("print_caps enter");
              
              if(-1 == xioctl(fd,VIDIOC_QUERYCAP,&caps))
              {
                perror("Querying cap fail");
                return 1;        
              }
              
          printf( "Driver Caps:\n"
                          "  Driver: \"%s\"\n"
                          "  Card: \"%s\"\n"
                          "  Bus: \"%s\"\n"
                          "  Version: %d.%d\n"
                          "  Capabilities: %08x\n",
                          caps.driver,
                          caps.card,
                          caps.bus_info,
                          (caps.version>>16)&&0xff,
                          (caps.version>>24)&&0xff,
                          caps.capabilities);
                          
                          
              perror("print_caps enter");
          
            return 0;    
          }
          
          int main()
          {
              int fd;
              fd=open("/dev/video0",O_RDWR);
              if(fd ==-1)
              {
                    perror("opening video device fail");
                    return 1;
                      
              }
              perror("opening video device success");
              
              if(print_caps(fd))
              {
                  return 1;
              }else{
                  
              }
              perror("close fd");
              close(fd);
              
              return 0;
              
          }  
  -------
  可以用 gcc vidtest.c -o vidtest 去編譯出 vidtest 執行檔。
 
  驗證方式:
  .將 v4l2step2.ko driver 載起來
   Note: 注意,要載入一個/dev/video0 裝置確定 videodev.ko 有載入,因這兩個driver有相依性。
   你可以用 lsmod 確定一下有無  videodev module,如果沒有就是表示你的 ubuntu kernel 在編譯時是將 videodev 設定為 module的
   ===
       mark@R3600:~/v4l2$ lsmod
    Module                  Size  Used by
    videodev               98259  0
    v4l2_compat_ioctl32    17128  1 videodev
    snd_hda_codec_hdmi     32530  1
    ....   
   ===
   這時候有兩個方法讓他載入,第一個方法是重新編譯 kernel( make menuconfig) 將 videodev 設定為 [一定載入]
   第二個方法,則是切換目錄到 cd lib/modules/3.2.0-31-generic/kernel/drivers/media/video/ ,確定有 videodev.ko
   使用指令  sudo modprobe videodev 手動載入他,再用 lsmod 確定一下有無載入 videodev.
 
   
  .檢查 /dev/video0 是否存在,確定是否正確載入 driver.
  .執行 vidtest 會秀出 ioctl VIDIOC_QUERYCAP 結果,如下:
 
  ---result--
       mark@R3600:~/v4l2$ ./vidtest
       opening video device success: Success
       print_caps enter: Success
       Driver Caps:
         Driver: "Mark vivi Drive"
         Card: "Mark test Card"
         Bus: "Mark's Platform"
         Version: 1.0
         Capabilities: 01000001
       print_caps enter: Success
       close fd: Success      
  ------------
 
  完整 v4l2step2.c source code如下
  ---v4l2step2.c---
               
               
             #include <linux/module.h>
             #include <linux/videodev2.h>
             #include <media/videobuf2-vmalloc.h>
             #include <media/v4l2-device.h>
             #include <media/v4l2-ioctl.h>
             #include <media/v4l2-ctrls.h>
             #include <media/v4l2-fh.h>
             #include <media/v4l2-event.h>
             #include <media/v4l2-common.h>
             
             //ar structure include v4l2_device
             struct ar {
                 struct v4l2_device v4l2_dev;
                 struct video_device vdev;
             };
             
             //static ardev var
             static struct ar ardev;
             
             
             
             static int ar_querycap(struct file *file, void  *priv,
                                 struct v4l2_capability *vcap)
             {
                 struct ar *ar = video_drvdata(file);
               /*
               fill
               struct v4l2_capability {
                 __u8    driver[16];
                 __u8    card[32];
                 __u8    bus_info[32];
                 __u32   version;
                 __u32    capabilities;
                 __u32    device_caps;
                 __u32    reserved[3];
               };
               
               */
                 strlcpy(vcap->driver, ar->vdev.name, sizeof(vcap->driver));
                 strlcpy(vcap->card, "Mark test Card", sizeof(vcap->card));
                 strlcpy(vcap->bus_info, "Mark test BUS", sizeof(vcap->bus_info));
                 vcap->capabilities =V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE | V4L2_CAP_READWRITE; // report capabilities
                 
                 printk(KERN_INFO "[mark]%s, %d, \n", __func__,__LINE__);
                 
                 return 0;
             }
             
             
             
             /****************************************************************************
              *
              * Video4Linux Module functions
              *
              ****************************************************************************/
             
             static const struct v4l2_file_operations ar_fops = {
                 .owner        = THIS_MODULE,
                 .open        = v4l2_fh_open,   // open /dev/video0 will enter here
                  .release    = v4l2_fh_release,   // close fd will enter here    
                  .unlocked_ioctl    = video_ioctl2,  // need for ioctl
             
             };
             
             static const struct v4l2_ioctl_ops ar_ioctl_ops = {
                 .vidioc_querycap                = ar_querycap,  // ioctl VIDIOC_QUERYCAP will enter here
             };
             
             
             static int __init vivi_init(void)
             {    
                 struct ar *ar;
                 struct v4l2_device *v4l2_dev;
                 int ret;
                 
             
             
               ar = &ardev;
                 v4l2_dev = &ar->v4l2_dev;
               //init v4l2 name , version
                 strlcpy(v4l2_dev->name, "arv", sizeof(v4l2_dev->name));
                 v4l2_info(v4l2_dev, "Colour AR VGA driver %s\n", "0.0.1"); // output V4l2 info
                 ret = v4l2_device_register(NULL, v4l2_dev);
                 if (ret < 0) {
                     printk(KERN_INFO "Could not register v4l2_device\n");
                     return ret;
                 }
                 
                 //setup video
                 strlcpy(ar->vdev.name, "Mark vivi Driver", sizeof(ar->vdev.name));
                 ar->vdev.v4l2_dev = v4l2_dev;   // set V4l2_device address to video_device
                 ar->vdev.fops = &ar_fops;   //v4l2_file_operations
                 ar->vdev.ioctl_ops = &ar_ioctl_ops;   //v4l2_ioctl_ops
                 ar->vdev.release = video_device_release_empty;
                 set_bit(V4L2_FL_USE_FH_PRIO, &ar->vdev.flags);
                 video_set_drvdata(&ar->vdev, ar);
             
                 if (video_register_device(&ar->vdev, VFL_TYPE_GRABBER, -1) != 0) {
                     /* return -1, -ENFILE(full) or others */
                     printk(KERN_INFO "[mark]%s, %d, video_register_device FAIL \n", __func__,__LINE__);
                     ret = -ENODEV;
                     goto out_dev;
                 }    
               printk(KERN_INFO "[mark]%s, %d, module inserted\n", __func__,__LINE__);
               return 0;
             
             out_dev:
                 v4l2_device_unregister(&ar->v4l2_dev);
                 video_unregister_device(&ar->vdev);
                 
                 return ret;
                 
               
             }
             
             static void __exit vivi_exit(void)
             {
                 struct ar *ar;
                 ar = &ardev;
                 
                 printk(KERN_INFO "[mark]%s, %d, module remove\n", __func__,__LINE__);
                 video_unregister_device(&ar->vdev);
                 v4l2_device_unregister(&ar->v4l2_dev);
                 
             }
             
             module_init(vivi_init);
             module_exit(vivi_exit);
             
             MODULE_DESCRIPTION("Mark test module");
             MODULE_AUTHOR("Mark Yang");
             MODULE_LICENSE("GPL");
             

  -----------------
 
 

文章標籤

CuteParrot 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(0) 人氣()

V4L2 driver Step by Step

.甚麼是V4L2 ?
  V4L2 全名為 Video For Linux Version 2,是 Linux 對於視訊擷取相關設備所建立的框架(Framework),此框架為驅動程式及應用程式提供了一套統一的接口規範。

  其支援的設備很多,不單只有視訊擷取設備,更可能包括: camera,video decoder, video encoder,tunner, ir remote, etc.
  列舉如下:
  .Video capture device- camera sensor, 裝置名稱為 /dev/video0~63 ,其 major number 為 81,minor number為0~63.
  .Video output device- 視訊數據編碼,裝置名稱為 /dev/video0~63.
  .Video overlay device- 一種圖形介面卡能將 TV訊號轉為VGA訊號,或是一種圖形介面卡能將擷取的影像直接存到視訊記憶體中。
  .Video output overlay device-OS-Screen Display(OSD)。
  .VBI device-提供對 Vertical Blanking Interval的控制. 裝置名稱為 /dev/vbi0~31.其 major number 為 81,minor number為224~255.
  .Radio device- FM/AM廣播設備,設備名稱為 /dev/radio0~63,其 major number 為 81,minor number為64~127.
 
.從檔案系統來看
  通常一個有成功註冊的 V4L2 Driver會在檔案系統中/dev註冊一個字元型設備如: video0, video1 (實際要根據你的平台總共註冊了多少個)。
  下面的範例為一個camera V4L2 dirver,所註冊的設備名稱為/dev/video0,類行為字元型設備,其 major number 為 81,minor number為0。
  --
  mark@R3600:/dev$ ll -l video0
  crw-rw----+ 1 root video 81, 0 Oct 21 10:21 video0
  --
  應用程式可以經由open此設備名稱 /dev/video0,進行 ioctl 對設備進行操作,如下達VIDIOC_QUERYCAP 來訊問設備的capability。
 
.撰寫一個簡單的 V4L2 driver
  為了要了解整個V4L2 driver的架構及撰寫方式,以下將採用循循漸進的方式,一步一步將一個完整的V4L2建構起來。
  並撰寫一個簡單的應用程式來對V4L2 driver做存取,進而更了解整個運作流程。
  因linux kernel近年來改版快速,在這邊先說明一下我的測試環境:
  ---
  OS:Ubuntu 1204
  Kernel version: 3.2.0-90-generic
  ---
 
.步驟一:暖身,建立一個driver(module)架構:
   linux下的驅動程式有一個基本的架構,我們先把他建立起來,並撰寫一個Makefile來編譯module,並嘗試把此driver load到kernel裡。
   一個簡單的driver 架構如下,此檔案請先命名為 (v4l2step1.c):
   --v4l2step1.c---   
      #include <linux/module.h>
        
      static int __init vivi_init(void)
      {      
            
        printk(KERN_INFO "[mark]%s, %d, module inserted\n", __func__,__LINE__);
        return 0;  
      }  
        
      static void __exit vivi_exit(void)
      {  
          printk(KERN_INFO "[mark]%s, %d, module remove\n", __func__,__LINE__);
      }  
        
      module_init(vivi_init);
      module_exit(vivi_exit);
        
      MODULE_DESCRIPTION("Mark test module");
      MODULE_AUTHOR("Mark Yang");
      MODULE_LICENSE("GPL");  
  -----------------
  簡單說明如下:
  當一個 module ko檔案被insmod時,會呼叫module_init,進入到 vivi_init 函式,目前是印出訊息
  當一個module ko檔案被 rmmod 時,會呼叫module_exit,進入到 vivi_exit 函式,目前是印出訊息
 
  為了要make dirver為.ko檔案,必須有一個 Makefile 檔案,內容如下:
  --Makefile--
    #
    # Makefile for kernel test
    #
    PWD         := $(shell pwd)
    KVERSION    := $(shell uname -r)
    KERNEL_DIR   = /usr/src/linux-headers-$(KVERSION)/
    
    MODULE_NAME  = v4l2step1
    obj-m       := $(MODULE_NAME).o   
    
    all:
        make -C $(KERNEL_DIR) M=$(PWD) modules
    clean:
        make -C $(KERNEL_DIR) M=$(PWD) clean
      
  ------------
  簡單說明如下:
  只要根據不同的driver .c檔名,修改MODULE_NAME  = v4l2step1 即可
 
  好,現在driver有了,Makefile也有了,將兩個檔案放在同目錄下,執行 make 指令應該可以build出 v4l2step1.ko
  如果有出現Permission denied訊息,請注意一下你的檔案權限,請將目錄或檔案權限改為 777。
 
  接下來就是要將 driver load起來,可以先用 lsmod看看目前有哪些 driver 有被load起來。
  可以發現,並沒有 v4l2step1 這支driver。
  現在我們要將 v4l2step1.ko load起來,利用 sudo insmod v4l2step1.ko 指令將 drvier load起來後
  再次用lsmod檢查看看,應該要有v4l2step1,如下:
  --lsmod----
    mark@R3600:~/v4l2/step1$ lsmod
    Module                  Size  Used by
    v4l2step1              12502  0
    vivi                   13069  0
    videodev               98259  1 vivi
    v4l2_compat_ioctl32    17128  1 videodev
    snd_hda_codec_hdmi     32530  1   
  ------
  也可以利用 dmesg 看看是否有 vivi_init 所吐出的訊息。
  ---dmesg---
  ...
  [78449.338187] [mark]vivi_init, 14, module inserted
  ------
 
  想要移除 v4l2step1 ,可以輸入指令  sudo rmmod v4l2step1,同樣的你可以用 lsmod 看看是否真的移除,且利用 dmesg 看看是否有訊息。
 
文章標籤

CuteParrot 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(0) 人氣()

找更多相關文章與討論