转载笔记：
https://blog.csdn.net/qingkongyeyue/article/details/53447331
https://hceng.cn/2018/03/08/Linux摄像头驱动1——vivid/
V4L2(Video for Linux two)是Linux内核中关于视频设备的内核驱动框架，为上层访问底层的视频设备提供了统一的接口。
1.摄像头驱动程序框架
摄像头驱动程序属于字符设备驱动程序。它的框架就是字符设备驱动程序框架。（回顾）
解释：
（1）当我们装载一个驱动程序的时候内核会自动去调用它的入口函数，入口函数会调用register_chrdev()（或者用<1>分配cdev;<2>设置cdev，cdev结构体的某一项就等于file_operation;<3>cdev_add()代替register_chrdev()，在“第25课第1节_字符设备驱动程序概念纠正之另一种写法”中有讲解）。卸载驱动程序的时候内核会自动调用出口函数，出口函数会调用unregister_chrdev()。
（2）怎么写分层驱动？
①分配某结构体（是什么结构体需要具体驱动具体分析:对于LCD来说，是fb_info结构体；对于本章的视频驱动是video_device）；
②设置这个结构体；
③注册这个结构体；
④硬件相关操作。
2.V4L2框架分析
UVC – USB video class是USB视频捕获设备定义的协议标准
第一次接触V4L2，直接对内核提供的Virtual Video Driver(vivid)进行分析，只要熟悉了vivid，后续对摄像头再进行分析，就会轻松很多。vivid是内核提供的一个虚拟视频驱动,此处我们将它作为一个例子来进行分析。
2.1 分析vivi.c（virtual video driver）
①分配video_device这个结构体；
②设置这个结构体；
③注册这个结构体：video_register_device
解释：
video_register_device(video_device, type:VFL_TYPE_GRABBER, nr)
参1：video_device结构体；
参2：视频类型（根据类型就会去创建不同的设备节点，不同类型此设备号也是不一样的）；
参3：number数量。
2.2 分析vivi.c的open,read,write,ioctl过程
(1) open
(2)read（write函数和read差不多）
(3)ioctl
当应用层open()/read()/write()操作/dev/videox时，先找到v4l2_fops，然后调用这个结构体里的v4l2_open/v4l2_read/v4l2_write，再通过video_devdata根据次设备号从数组中得到video_device，再找到vivid_fops里对应的操作函数。
ioctl的前面流程类似，后面通过video_usercopy()获取传入的ioctl类型，找到对应ioctl_ops，调用不同的ioctl。
2.3 怎么写v4l2驱动？
①分配/设置/注册v4l2_device结构体:核心是v4l2_device_register（感觉函数名改为v4l2_device_init更恰当），它会得到v4l2_device结构体；
②分配videv_device结构体：使用video_device_alloc函数来分配；
③设置：
a.得到videv_device vfd结构体后，让它的成员vfd.v4l2_dev结构体指向第一步得到的v4l2_device结构体，以后会使用到这个结构体（它起辅助作用，如提供自旋锁，引用计数）;
b.<1>vfd结构体中还有成员v4l2_file_operations *fops结构体，它里面有open、read、write等成员。
应用程序调用open、read、write函数，内核会调用驱动里面v4l2_fops结构体里的open、read、write，这些是通用的函数，它们会调用vfd.fops结构体里面的open、read、write函数（这些才是具体的操作函数，它们被上层的v4l2_fops结构体调用）；
<2>vfd结构体中还有成员ioctl_ops结构体,它被v4l2_fops结构体里的ioctl函数调用。
c.APP可以通过ioctl来设置亮度等信息，那么驱动程序里，谁来接收/存储/设置到硬件？APP可以通过ioctl来获得亮度等信息，那么谁来提供这些信息？
①属性：在驱动程序里面抽象出了一个v4l2_ctrl结构体，每个v4l2_ctrl对应一项属性，属性用v4l2_ctrl来表示，比如可以对应音量、亮度等；
②管理：使用v4l2_ctrl_handler来管理。
<1>v4l2_ctrl_handler_init来初始化这个v4l2_ctrl_handler结构体;
<2>v4l2_ctrl_new_std或v4l2_ctrl_new_custom来填充、创建v4l2_ctrl结构体里的各个属性，这两个函数起到创建v4l2_ctrl结构体并将这个结构体放入v4l2_ctrl_handler链表的作用；
<3>跟vdev关联：使用dev->v4l2_dev.ctrl_handler = hdl(hdl等于<1>、<2>步骤所创建的v4l2_ctrl_handler)和video_dev->v4l2_dev =上面的v4l2_dev（video_dev是核心）来关联。
③驱动程序里的ioctl会调用v4l2_ctrl结构体。
2.4 v4l2_ctrl_handler的使用过程(接着上面ioctl过程)
V4L2的框架实质上并没有脱离字符设备的框架，只是ioctrl复杂了一点。