基于V4L2的视频驱动开发(4)
3 、 Video 核心层的实现
参见内核 /drivers/media/videodev.c
（ 1 ）注册 256 个视频设备
static int __init videodev_init(void)
{
int ret;
if (register_chrdev (VIDEO_MAJOR, VIDEO_NAME, &video_fops)) {
return -EIO;
}
ret = class_register(&video_class);
……
}
上面的代码注册了 256 个视频设备，并注册了 video_class 类。 video_fops 为这 256 个设备共同的操作方法。
（ 2 ） V4L2 驱动注册函数的实现
int video_register_device(struct video_device *vfd, int type, int nr)
{
int i=0;
int base;
int end;
int ret;
char *name_base;
switch(type) // 根据不同的 type 确定设备名称、次设备号
{
case VFL_TYPE_GRABBER:
base=MINOR_VFL_TYPE_GRABBER_MIN;
end=MINOR_VFL_TYPE_GRABBER_MAX+1;
name_base = "video";
break;
case VFL_TYPE_VTX:
base=MINOR_VFL_TYPE_VTX_MIN;
end=MINOR_VFL_TYPE_VTX_MAX+1;
name_base = "vtx";
break;
case VFL_TYPE_VBI:
base=MINOR_VFL_TYPE_VBI_MIN;
end=MINOR_VFL_TYPE_VBI_MAX+1;
name_base = "vbi";
break;
case VFL_TYPE_RADIO:
base=MINOR_VFL_TYPE_RADIO_MIN;
end=MINOR_VFL_TYPE_RADIO_MAX+1;
name_base = "radio";
break;
default:
printk(KERN_ERR "%s called with unknown type: %d/n",
__func__, type);
return -1;
}
/* 计算出次设备号 */
mutex_lock(&videodev_lock);
if (nr >= 0 && nr < end-base) {
/* use the one the driver asked for */
i = base+nr;
if (NULL != video_device[i]) {
mutex_unlock(&videodev_lock);
return -ENFILE;
}
} else {
/* use first free */
for(i=base;i
if (NULL == video_device[i])
break;
if (i == end) {
mutex_unlock(&videodev_lock);
return -ENFILE;
}
}
video_device[i]=vfd; // 保存 video_device 结构指针到系统的结构数组中，最终的次设备号和 i 相关。
vfd->minor=i;
mutex_unlock(&videodev_lock);
mutex_init(&vfd->lock);
/* sysfs class */
memset(&vfd->class_dev, 0x00, sizeof(vfd->class_dev));
if (vfd->dev)
vfd->class_dev.parent = vfd->dev;
vfd->class_dev.class = &video_class;
vfd->class_dev.devt = MKDEV(VIDEO_MAJOR, vfd->minor);
sprintf(vfd->class_dev.bus_id, "%s%d", name_base, i - base);// 最后在 /dev 目录下的名称
ret = device_register(&vfd->class_dev);// 结合 udev 或 mdev 可以实现自动在 /dev 下创建设备节点
……
}
从上面的注册函数中可以看出 V4L2 驱动的注册事实上只是完成了设备节点的创建，如： /dev/video0 。和 video_device 结构指针的保存。
（ 3 ）视频驱动的打开过程
当用户空间调用 open 打开对应的视频文件时，如：
int fd = open(/dev/video0, O_RDWR );
对应 /dev/video0 的文件操作结构是 /drivers/media/videodev.c 中定义的 video_fops 。
static const struct file_operations video_fops=
{
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = no_llseek,
.open = video_open,
};
奇怪吧，这里只实现了 open 操作。那么后面的其它操作呢？还是先看看 video_open 吧。
static int video_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
unsigned int minor = iminor(inode);
int err = 0;
struct video_device *vfl;
const struct file_operations *old_fops;
if(minor>=VIDEO_NUM_DEVICES)
return -ENODEV;
mutex_lock(&videodev_lock);
vfl=video_device[minor];
if(vfl==NULL) {
mutex_unlock(&videodev_lock);
request_module("char-major-%d-%d", VIDEO_MAJOR, minor);
mutex_lock(&videodev_lock);
vfl=video_device[minor]; // 根据次设备号取出 video_device 结构
if (vfl==NULL) {
mutex_unlock(&videodev_lock);
return -ENODEV;
}
}
old_fops = file->f_op;
file->f_op = fops_get(vfl->fops);// 替换此打开文件的 file_operation 结构。后面的其它针对此文件的操作都由新的结构来负责了。也就是由每个具体的 video_device 的 fops 负责。
if(file->f_op->open)
err = file->f_op->open(inode,file);
if (err) {
fops_put(file->f_op);
file->f_op = fops_get(old_fops);
}
……
}