Работа с usb видеокамерой в Linux. Часть 1

~$ cat /dev/sda

^{эта команда выведет на экран весь диск sda.}

Есть устройства с которыми нельзя работать напрямую, к ним относится видеокамера.При попытке это сделать мы получим такую реакцию системы:

~$ cat: /dev/video0: Недопустимый аргумент

^{*Где /dev/video0 это файл-устройство найшей видеокамеры.}

Для работы с ней нам понадобится системная функция ioctl детальнее о ней можно ознакомится [1]. Попробуем это применить. Вот код позволяющий считать информации с устройства (альтернатива команде cat для видеоустройств):

#include <fcntl.h> #include <errno.h> #include <string.h> #include <stdlib.h> #include <stdio.h>  #include <linux/videodev2.h>  int main (int argc,char* argv[]) {  /*Read Params*/ char *device_name; if(argc > 1) {   device_name = argv[1]; }  else {   device_name = "/dev/video0"; }  /*Open Device*/ int  file_device = open(device_name, O_RDWR, 0);  if (file_device == -1) {   printf ("%s error %d, %s\n",device_name, errno, strerror(errno));   exit(EXIT_FAILURE); }  /*Read Params From Device*/ struct v4l2_capability device_params;  if (ioctl(file_device, VIDIOC_QUERYCAP, &device_params) == -1) {   printf ("\"VIDIOC_QUERYCAP\" error %d, %s\n", errno, strerror(errno));   exit(EXIT_FAILURE); }  printf("driver : %s\n",device_params.driver); printf("card : %s\n",device_params.card); printf("bus_info : %s\n",device_params.bus_info); printf("version : %d.%d.%d\n",      ((device_params.version >> 16) & 0xFF),      ((device_params.version >> 8) & 0xFF),      (device_params.version & 0xFF)); printf("capabilities: 0x%08x\n", device_params.capabilities); printf("device capabilities: 0x%08x\n", device_params.device_caps);  /* Close Device */ if (-1 == close (file_device)) {   printf ("\"close\" error %d, %s\n", errno, strerror(errno));   exit(EXIT_FAILURE); }  file_device = -1;  return 0; }  

В первых строках кода считываются параметры с которой запущено приложение. Если параметров нету то device_name принимает стандартоне значение "/dev/video0".

В блоке «Open Device» происходит открытие устройства системной функцией open (нужно подключить header fcntl.h). Обязательный параметр O_RDWR отвечает за открытие устройства считывания/записи. Если при подключении возникла ошибка, то функция open вернет -1.

Блок «Read Params From Device» — это сердце нашей маленькой программы. Для его использования надо подключить билиотеку

<linux/videodev2.h>

^{возможно прийдется её установить, у каждого дистрибутива свой пакет под эту библиотеку}
Системная функция ioctl имеет три параметра:
file_device — дескриптор нашего устройства
VIDIOC_QUERYCAP — функция ядра, которую применяем для нашего устройства.
device_params — область памяти куда будет сброшен результат функции «VIDIOC_QUERYCAP».

device_params это структура состоящая из таких полей:

struct v4l2_capability {   __u8  driver[16];    // имя модуля драйвера - который обслуживает видеоустройство   __u8  card[32];      // имя видеоустройства   __u8  bus_info[32];  // шина к которой подключена камера (в нашем случае usb-порт)   __u32 version;       // версия ядра системы   __u32 capabilities;  // свойства(возможности/функции) физического устройства   __u32 device_caps;   // функции доступные этому устройству   __u32 reserved[3];   // резервное поле }; 

если возникла ошибка ioctl вернет -1

Блок «Close Device» закрывает дескриптор устройства.

Посмотрим программу в действии.

скомпилируем

gcc catvd.c -o catdv

запустим

./catvd /dev/video0 /dev/video0 error 2, No such file or directory

устройство не определилось ядром либо не подключено уборщица опять ненужные провода дергала.
Подключаем и заново запуск. Получаем такую информацию:

 ./catvd /dev/video0 driver : uvcvideo card : UVC Camera (046d:0804) bus_info : usb-0000:00:12.2-3 version : 3.11.10 capabilities: 0x84000001 device capabilities: 0x04000001 

поле capabilities и device capabilities можно расшифровать благодаря константам из файла videodev2.h:

V4L2_CAP_DEVICE_CAPS	0x80000000      // устроство содержит поля  для изменения параметров. V4L2_CAP_STREAMING	0x04000000	// это потоковое устройство  i/o ioctls. V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE	0x00000001      // устроство  имеет функцию видеозахвата. 

На этом вводная статья заканчивается. В следующих обзорах будут затронуты, такие темы как memory-mapping, виодеформаты изображения, настройка камеры, вывод изображения в текстуру, работа с несколькими камерами.

Ресурсы используемые в статье:

1. статья о работе ioctl
2. о работе с video for linux (слегка устаревшая информация)

Исходник программы, используемой в статье.