树莓派学习专题＜11＞：利用V4L2驱动获取摄像头数据--启动/制止数据流，数据捕捉，缓存开释

1. 启动和制止数据流

利用下令 VIDIOC_STREAMON 启动摄像头数据流，利用下令 VIDIOC_STREAMOFF 制止摄像头数据流。
这两条下令的定义是：

1. #define VIDIOC_STREAMON                 _IOW('V', 18, int)
2. #define VIDIOC_STREAMOFF         _IOW('V', 19, int)

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这两条下令都必要一个 enum v4l2_buf_type 范例的参数作为入参数。参数内容固定填写 V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE 。
代码如下：

1. /*******************************************************************************
2. - Function    : __StartStream
3. - Description : 本函数启动数据接收。
4. - Input       : VOID
5. - Output      : NULL
6. - Return      : VOID
7. - Others      :
8. *******************************************************************************/
9. void __StartStream(void)
10. {
11.     enum v4l2_buf_type type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
12.    
13.     if(-1 == ioctl(g_iFDVideo, VIDIOC_STREAMON, &type))
14.     {
15.         printf("Start stream failed.\n") ;
16.         exit(-1) ;
17.     }
19.     return ;
20. }
23. /*******************************************************************************
24. - Function    : __StopStream
25. - Description : 本函数停止数据接收。
26. - Input       : VOID
27. - Output      : NULL
28. - Return      : VOID
29. - Others      :
30. *******************************************************************************/
31. void __StopStream(void)
32. {
33.     enum v4l2_buf_type type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
34.    
35.     if(-1 == ioctl(g_iFDVideo, VIDIOC_STREAMOFF, &type))
36.     {
37.         printf("Stop stream failed.\n") ;
38.         exit(-1) ;
39.     }
41.     return ;
42. }

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2. 捕捉数据

代码如下：

1. /*******************************************************************************
2. - Function    : __ReadFrame
3. - Description : 本函数读取摄像头数据并写入到文件。
4. - Input       : VOID
5. - Output      : NULL
6. - Return      : VOID
7. - Others      :
8. *******************************************************************************/
9. void __ReadFrame(void)
10. {
11.     struct v4l2_buffer stBuf;
13.     memset(&stBuf, 0, sizeof(stBuf)) ;
15.     stBuf.type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
16.     stBuf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
17.    
18.     if(-1 == ioctl(g_iFDVideo, VIDIOC_DQBUF, &stBuf))
19.     {
20.         printf("De-queue buffer failed.\n") ;
21.         exit(-1) ;
22.     }
24. #if 1 == WRITE_TO_FILE
25.     if(-1 == write(g_iFDStore, g_pstBufDesc[stBuf.index].pvBufPtr, stBuf.bytesused))
26.     {
27.         printf("Write camera data failed.\n") ;
28.         exit(-1) ;
29.     }
30. #endif
31.    
32.     if(-1 == ioctl(g_iFDVideo, VIDIOC_QBUF, &stBuf))
33.     {
34.         printf("Re-Queue buffer failed.\n") ;
35.         exit(-1) ;
36.     }
37.    
38.     return ;
39. }
41. /*******************************************************************************
42. - Function    : __CaptureFrame
43. - Description : 本函数捕获帧数据。
44. - Input       : VOID
45. - Output      : NULL
46. - Return      : VOID
47. - Others      :
48. *******************************************************************************/
49. void __CaptureFrame(void)
50. {
51.     struct timeval stTimeVal ;
52.     fd_set         stFDRead ;
53.     int            iRetVal ;
54.    
55.     stTimeVal.tv_usec = 0 ;
56.     stTimeVal.tv_sec  = 2 ;
57.    
58.     FD_ZERO(&stFDRead) ;
59.     FD_SET(g_iFDVideo, &stFDRead) ;
61.     iRetVal = select(g_iFDVideo + 1, &stFDRead, NULL, NULL, &stTimeVal) ;
62.    
63.     if(-1 == iRetVal)
64.     {
65.         perror("select") ;
66.         exit(-1) ;
67.     }
68.     else if(0 == iRetVal)
69.     {
70.         printf("timeout.\n") ;
71.         exit(-1) ;
72.     }
73.    
74.     __ReadFrame() ;
76.     return ;
77. }

复制代码

主函数中，首先调用函数 __StartStream 来启动摄像头输出数据的接收。而后调用函数 __CaptureFrame 来捕捉一帧数据。利用 select函数监视摄像头文件形貌符的读操作。一旦监视到，则调用 __ReadFrame 函数来获取数据。
对于V4L2驱动，利用 VIDIOC_DQBUF下令来从缓存队列中取出一块就绪的缓存。该下令的定义如下：

1. #define VIDIOC_DQBUF                _IOWR('V', 17, struct v4l2_buffer)

复制代码

下令必要一个struct v4l2_buffer范例的参数。
结构体中，index 字段指示了当前是那一块缓冲。bytesused 字段指示了缓冲中有多少有效数据量。对于非编码格式，如YUV或RGB系列格式，应该是整个缓冲都用了。利用index字段可以索引到对应缓存块在用户空间中的地址，从而获取数据。
从队列中取出缓存块后，可对缓存块中数据举行处理，例如写入文件，大概编码等。操作完毕后，还必要将缓存块重新放入到队列中。该操作利用 VIDIOC_QBUF 下令执行。

1. #define VIDIOC_QBUF                _IOWR('V', 15, struct v4l2_buffer)

复制代码

3. 开释缓存

在利用 VIDIOC_STREAMOFF 下令制止摄像头数据流后，退出程序之前，还必要开释缓存。

1. /*******************************************************************************
2. - Function    : __UnmapBuffer
3. - Description : 本函数撤除缓冲区映射。
4. - Input       : VOID
5. - Output      : NULL
6. - Return      : VOID
7. - Others      :
8. *******************************************************************************/
9. void __UnmapBuffer(void)
10. {
11.     int iLoop ;
12.    
13.     for(iLoop = 0 ; iLoop < 4 ; iLoop++)
14.     {
15.         munmap(g_pstBufDesc[iLoop].pvBufPtr, g_pstBufDesc[iLoop].szBufSize) ;
16.     }
17.    
18.     free(g_pstBufDesc) ;
20.     return ;
21. }

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这里包罗排除 mmap 映射关系，以及开释形貌符。

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