linux camera V4L2框架(一)
1.V4L2 驱动中的核心结构体
v4l2_device;一个v4l2的总设备。
v4l2_sbudev：来描述camera等sensor设备，一般是指挂接在总线(i2c)上的摄像头
video_device:实际和处理器采集口相关的配置，一般该设备会完成注册以/dev/video0，video1的字符设备注册的形式暴露给应用层。
video_device的重要性在于它具备承上启下的作用，驱动实现的ioctl内容，刚好则是为用户的控制提供了内核的实现。当然内核ioctl向下又是能控制相关的vfe和sensor，如下
static struct video_device vfe_template = {
.name = "vfe",
.fops = &vfe_fops, //用户open的相关内容
.ioctl_ops = &vfe_ioctl_ops,//用户ioctl对应的相关内容 .release = video_device_release,
};
static const struct v4l2_file_operations vfe_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = vfe_open,
.release = vfe_close,
.read = vfe_read,
.poll = vfe_poll,
.ioctl = video_ioctl2, //最终会调用v4l2_ioctl_ops这个实际处理器的相关处理逻辑 // //.unlocked_ioctl =
.mmap = vfe_mmap,
};
static const struct v4l2_ioctl_ops vfe_ioctl_ops = {
.vidioc_querycap = vidioc_querycap,
.vidioc_enum_fmt_vid_cap = vidioc_enum_fmt_vid_cap,
.vidioc_enum_framesizes = vidioc_enum_framesizes,
.vidioc_g_fmt_vid_cap = vidioc_g_fmt_vid_cap,
.vidioc_try_fmt_vid_cap = vidioc_try_fmt_vid_cap,
.vidioc_s_fmt_vid_cap = vidioc_s_fmt_vid_cap,
.vidioc_reqbufs = vidioc_reqbufs,//video buffer缓存申请
.vidioc_querybuf = vidioc_querybuf,//查询buffer属性，完成对用户v4l2的设置，为mmap做准备
.vidioc_qbuf = vidioc_qbuf,//入列
.vidioc_dqbuf = vidioc_dqbuf,//出列
.vidioc_enum_input = vidioc_enum_input,
.vidioc_g_input = vidioc_g_input,
.vidioc_s_input = vidioc_s_input,
.vidioc_streamon = vidioc_streamon,//启动视频采集
.vidioc_streamoff = vidioc_streamoff,
.vidioc_queryctrl = vidioc_queryctrl,
.vidioc_g_ctrl = vidioc_g_ctrl,
.vidioc_s_ctrl = vidioc_s_ctrl,
.vidioc_g_parm = vidioc_g_parm,
.vidioc_s_parm = vidioc_s_parm,
#ifdef CONFIG_VIDEO_V4L1_COMPAT
.vidiocgmbuf = vidiocgmbuf,
#endif
};
video_device除了实现对基本的视频端口的硬件初始化，还完成对相关的视频采集缓存区的维护，通过queue来维护采集逻辑，通过中断来触发处理。
2.视频采集的最底层部分当然是外设camera
不同的camera有不同的驱动，但是他都凌驾在i2c的控制器上。故实现camera的驱动，通常都是实现i2c_driver和i2c_client的相关内容。这里相关的i2c_adapter（和处理器自己的i2c总线特性相关，比如A31有4路i2c，故有4个 adapter）。
比如camera ov5640的驱动架构很简单，但是为了和专门的视频采集挂接在一起，他作为i2c_client的同时也是v4l2_sbudev子设备。
static const struct v4l2_subdev_ops sensor_ops = {
.core = &sensor_core_ops,
.video = &sensor_video_ops,
};
这个结构体是作为v4l2子设备的op,会通过video device的ioctl来调用实现。
在video的驱动中，可以看到如下API：
v4l2_i2c_new_subdev_b oard()：生成一个新的i2c的v4l2子设备，内部核心：是建立一个i2c_board_info(表明板级上的一个i2c client),并将其完成设备的注册，这会调用对应的camera驱动的probe函数。这里会调用函数：
v4l2_i2c_subdev_init(sd, client, &sensor_ops);//subdevice建立，与i2c client建立联系。
从上面的这个API的实现，建立了subdev和client的关系后，video这边就可以通过用户传入的ioctl命令来对subdev进行控制如：
v4l2_subdev_call内部会调用i2c_client的驱动处理即上文中的sensor_ops中的core和video过程。
到此为止，video device，subdev, sensor之间的关系基本理通，调用的顺序合理而且紧密，如下图所示。
图1： linux内核视频采集驱动架构