?一、前言

對于一個usb攝像頭，它的內核驅動源碼位于/drivers/media/usb/uvc/

核心層：V4L2_dev.c文件

硬件相關層： uvc_driver.c文件

本篇記錄基于對6.8.8.8內核下vivid-core.c文件（虛擬視頻驅動程序）的分析，梳理Linux系統中vedio視頻設備的驅動框架。

二、源碼分析

1、入口函數

module_init(vivid_init);vivid_init//注冊vivid設備和驅動platform_device_register(&vivid_pdev);platform_driver_register(&vivid_pdrv);

通過入口函數將平臺設備和平臺驅動結構體注冊到內核中，關于具體的設備和驅動注冊先關內容可以看Linux--平臺設備、平臺驅動的注冊源碼分析-CSDN博客這篇。

在代碼中，vivid_pdrv 平臺驅動沒有 of_match_table 字段，因為該驅動程序不依賴設備樹進行匹配和初始化。如果是真實的硬件驅動程序需要支持設備樹匹配，則需要定義 of_match_table 字段，并提供一個設備樹兼容字符串數組，也就是compatible屬性值。

2、probe（）函數

在vivid_init()里分別注冊了vivid_pdev和vivid_pdrv，注冊后，當他們匹配時，內核會自動則會調用該驅動程序probe()初始化該設備。在probe()里面主要進行初始化、注冊等相關流程。

vivid_probe1） vivid_create_instance			/* 創建實例 */dev = kzalloc(sizeof(*vivid_dev), GFP_KERNEL);/* 分配video_devicede */v4l2_device_register		/* 初始化v4l2_device */2）    static int vivid_create_devnodes(struct platform_device *pdev,struct vivid_dev *dev, int inst,unsigned int cec_tx_bus_cnt,v4l2_std_id tvnorms_cap,v4l2_std_id tvnorms_out,unsigned in_type_counter[4],unsigned out_type_counter[4])
{/* 設置video_device */1.vfd->fops = &vivid_fops;       /*也就是在probe里的這一步實現設備操作和驅動操作的綁定*/vfd->ioctl_ops = &vivid_ioctl_ops;vfd->release = video_device_release_empty;2.vfd->v4l2_dev = &dev->v4l2_dev;3.設置"ctrl屬性"(用于APP的ioctl)v4l2_ctrl_handler_setup(&dev->ctrl_hdl_vid_cap);v4l2_ctrl_handler_setup(&dev->ctrl_hdl_vid_out);.../*注冊vedio_device*/   /*分配主次設備號*/video_register_device（video_device, type:VFL_TYPE_GRABBER, nr）__video_register_devicevdev->cdev = cdev_alloc();vdev->cdev->ops = &v4l2_fops;video_devices[vdev->minor] = vdev;//將video_device放入全局數組中ret = cdev_add(vdev->cdev, MKDEV(VIDEO_MAJOR, vdev->minor), 1);if (vdev->ctrl_handler == NULL)vdev->ctrl_handler = vdev->v4l2_dev->ctrl_handler;

關鍵點：

1、分配video_device結構體內存? ? ? ? ??video_device_alloc()或kzalloc()；

2、設置video_device? ? ? ?.fops、.ioctl_ops、dev；、

也就是在probe里的這一步實現設備操作和驅動操作的綁定

3、注冊video_device結構體? ? ??video_register_device()；

3、操作函數（open、read、wirite等）

1、open

app:     open("/dev/video0",....)---------------------------------------------------
drv:     v4l2_fops.v4l2_openvdev = video_devdata(filp);  // 根據次設備號從數組中得到video_deviceret = vdev->fops->open(filp);vivi_ioctl_ops.openv4l2_fh_open

當應用層發生系統調用時，會先調用到v4l2_fops中的v4l2_open，v4l2_open會找到對應設備video_device的file opr中的open，而設備中的open是在驅動注冊后調用probe函數與驅動函數定義的open綁定的，這樣就實現了video設備用戶空間open調用驅動open的過程。

2、ioctl

app:    read ....-----------------------------------------------drv:    v4l2_fops.v4l2_readstruct video_device *vdev = video_devdata(filp);ret = vdev->fops->read(filp, buf, sz, off);

核心層v4l2_ctrl_handler會找到video_device的fops 。過程如下(在上文中通過v4l2_ctrl_handler_setup設置了某些屬性的ioctl處理函數)

 __video_do_ioctlstruct video_device *vfd = video_devdata(file);v4l2_is_known_ioctl(cmd)info = &v4l2_ioctls[_IOC_NR(cmd)]; 		/* v4l2_ioctls數組存有全部IOCTL_INFO，含有													ioctl函數指針 */ret = info->func(ops, file, fh, arg);	/* 調用對應的ioctl函數 */

三、UVC（USB Video Class）

UVC全稱為USB Video Class，即：USB視頻類，是一種為USB視頻捕獲設備定義的協議標準。是Microsoft與另外幾家設備廠商聯合推出的為USB視頻捕獲設備定義的協議標準，已成為USB org標準之一。

最新的UVC版本為UVC 1.5，由USB Implementers Forum定義包括基本協議及負載格式。? ? ? ? ? ? ?

USB攝像頭示例如下：

對于框架具體細節可以看這篇UVC 1.5 Class Specification 簡解_uvc1.5-CSDN博客

UVC驅動的重點在于：
? ?描述符的分析
? ?屬性的控制: 通過VideoControl Interface來設置
? ?格式的選擇：通過VideoStreaming Interface來設置
? ?數據的獲得：通過VideoStreaming Interface的URB來獲得

參考文章：

??????【Linux驅動】Linux--虛擬攝像頭vivid驅動分析（基于5.4內核）-CSDN博客

【轉載】linux攝像頭驅動_linux 攝像頭驅動-CSDN博客? ? ? ? ? ? ? ? ?