Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/C/Linux/Documentation/userspace-api/media/v4l/   (Open Source Betriebssystem Version 6.17.9©)  Datei vom 24.10.2025 mit Größe 14 kB image not shown  

Quelle  capture.c.rst   Sprache: unbekannt

 
.. SPDX-License-Identifier: GFDL-1.1-no-invariants-or-later

file: media/v4l/capture.c
=========================

.. code-block:: c

    /*
     *  V4L2 video capture example
     *
     *  This program can be used and distributed without restrictions.
     *
     *      This program is provided with the V4L2 API
     * see https://linuxtv.org/docs.php for more information
     */

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <assert.h>

    #include <getopt.h>             /* getopt_long() */

    #include <fcntl.h>              /* low-level i/o */
    #include <unistd.h>
    #include <errno.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/time.h>
    #include <sys/mman.h>
    #include <sys/ioctl.h>

    #include <linux/videodev2.h>

    #define CLEAR(x) memset(&(x), 0, sizeof(x))

    enum io_method {
     IO_METHOD_READ,
     IO_METHOD_MMAP,
     IO_METHOD_USERPTR,
    };

    struct buffer {
     void   *start;
     size_t  length;
    };

    static char            *dev_name;
    static enum io_method   io = IO_METHOD_MMAP;
    static int              fd = -1;
    struct buffer          *buffers;
    static unsigned int     n_buffers;
    static int              out_buf;
    static int              force_format;
    static int              frame_count = 70;

    static void errno_exit(const char *s)
    {
     fprintf(stderr, "%s error %d, %s\n", s, errno, strerror(errno));
     exit(EXIT_FAILURE);
    }

    static int xioctl(int fh, int request, void *arg)
    {
     int r;

     do {
      r = ioctl(fh, request, arg);
     } while (-1 == r && EINTR == errno);

     return r;
    }

    static void process_image(const void *p, int size)
    {
     if (out_buf)
      fwrite(p, size, 1, stdout);

     fflush(stderr);
     fprintf(stderr, ".");
     fflush(stdout);
    }

    static int read_frame(void)
    {
     struct v4l2_buffer buf;
     unsigned int i;

     switch (io) {
     case IO_METHOD_READ:
      if (-1 == read(fd, buffers[0].start, buffers[0].length)) {
       switch (errno) {
       case EAGAIN:
        return 0;

       case EIO:
        /* Could ignore EIO, see spec. */

        /* fall through */

       default:
        errno_exit("read");
       }
      }

      process_image(buffers[0].start, buffers[0].length);
      break;

     case IO_METHOD_MMAP:
      CLEAR(buf);

      buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) {
       switch (errno) {
       case EAGAIN:
        return 0;

       case EIO:
        /* Could ignore EIO, see spec. */

        /* fall through */

       default:
        errno_exit("VIDIOC_DQBUF");
       }
      }

      assert(buf.index < n_buffers);

      process_image(buffers[buf.index].start, buf.bytesused);

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))
       errno_exit("VIDIOC_QBUF");
      break;

     case IO_METHOD_USERPTR:
      CLEAR(buf);

      buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      buf.memory = V4L2_MEMORY_USERPTR;

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) {
       switch (errno) {
       case EAGAIN:
        return 0;

       case EIO:
        /* Could ignore EIO, see spec. */

        /* fall through */

       default:
        errno_exit("VIDIOC_DQBUF");
       }
      }

      for (i = 0; i < n_buffers; ++i)
       if (buf.m.userptr == (unsigned long)buffers[i].start
    && buf.length == buffers[i].length)
        break;

      assert(i < n_buffers);

      process_image((void *)buf.m.userptr, buf.bytesused);

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))
       errno_exit("VIDIOC_QBUF");
      break;
     }

     return 1;
    }

    static void mainloop(void)
    {
     unsigned int count;

     count = frame_count;

     while (count-- > 0) {
      for (;;) {
       fd_set fds;
       struct timeval tv;
       int r;

       FD_ZERO(&fds);
       FD_SET(fd, &fds);

       /* Timeout. */
       tv.tv_sec = 2;
       tv.tv_usec = 0;

       r = select(fd + 1, &fds, NULL, NULL, &tv);

       if (-1 == r) {
        if (EINTR == errno)
         continue;
        errno_exit("select");
       }

       if (0 == r) {
        fprintf(stderr, "select timeout\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
       }

       if (read_frame())
        break;
       /* EAGAIN - continue select loop. */
      }
     }
    }

    static void stop_capturing(void)
    {
     enum v4l2_buf_type type;

     switch (io) {
     case IO_METHOD_READ:
      /* Nothing to do. */
      break;

     case IO_METHOD_MMAP:
     case IO_METHOD_USERPTR:
      type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type))
       errno_exit("VIDIOC_STREAMOFF");
      break;
     }
    }

    static void start_capturing(void)
    {
     unsigned int i;
     enum v4l2_buf_type type;

     switch (io) {
     case IO_METHOD_READ:
      /* Nothing to do. */
      break;

     case IO_METHOD_MMAP:
      for (i = 0; i < n_buffers; ++i) {
       struct v4l2_buffer buf;

       CLEAR(buf);
       buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
       buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
       buf.index = i;

       if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))
        errno_exit("VIDIOC_QBUF");
      }
      type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type))
       errno_exit("VIDIOC_STREAMON");
      break;

     case IO_METHOD_USERPTR:
      for (i = 0; i < n_buffers; ++i) {
       struct v4l2_buffer buf;

       CLEAR(buf);
       buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
       buf.memory = V4L2_MEMORY_USERPTR;
       buf.index = i;
       buf.m.userptr = (unsigned long)buffers[i].start;
       buf.length = buffers[i].length;

       if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf))
        errno_exit("VIDIOC_QBUF");
      }
      type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &type))
       errno_exit("VIDIOC_STREAMON");
      break;
     }
    }

    static void uninit_device(void)
    {
     unsigned int i;

     switch (io) {
     case IO_METHOD_READ:
      free(buffers[0].start);
      break;

     case IO_METHOD_MMAP:
      for (i = 0; i < n_buffers; ++i)
       if (-1 == munmap(buffers[i].start, buffers[i].length))
        errno_exit("munmap");
      break;

     case IO_METHOD_USERPTR:
      for (i = 0; i < n_buffers; ++i)
       free(buffers[i].start);
      break;
     }

     free(buffers);
    }

    static void init_read(unsigned int buffer_size)
    {
     buffers = calloc(1, sizeof(*buffers));

     if (!buffers) {
      fprintf(stderr, "Out of memory\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     buffers[0].length = buffer_size;
     buffers[0].start = malloc(buffer_size);

     if (!buffers[0].start) {
      fprintf(stderr, "Out of memory\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
     }
    }

    static void init_mmap(void)
    {
     struct v4l2_requestbuffers req;

     CLEAR(req);

     req.count = 4;
     req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
     req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;

     if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req)) {
      if (EINVAL == errno) {
       fprintf(stderr, "%s does not support "
         "memory mapping\n", dev_name);
       exit(EXIT_FAILURE);
      } else {
       errno_exit("VIDIOC_REQBUFS");
      }
     }

     if (req.count < 2) {
      fprintf(stderr, "Insufficient buffer memory on %s\n",
        dev_name);
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     buffers = calloc(req.count, sizeof(*buffers));

     if (!buffers) {
      fprintf(stderr, "Out of memory\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     for (n_buffers = 0; n_buffers < req.count; ++n_buffers) {
      struct v4l2_buffer buf;

      CLEAR(buf);

      buf.type        = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      buf.memory      = V4L2_MEMORY_MMAP;
      buf.index       = n_buffers;

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf))
       errno_exit("VIDIOC_QUERYBUF");

      buffers[n_buffers].length = buf.length;
      buffers[n_buffers].start =
       mmap(NULL /* start anywhere */,
      buf.length,
      PROT_READ | PROT_WRITE /* required */,
      MAP_SHARED /* recommended */,
      fd, buf.m.offset);

      if (MAP_FAILED == buffers[n_buffers].start)
       errno_exit("mmap");
     }
    }

    static void init_userp(unsigned int buffer_size)
    {
     struct v4l2_requestbuffers req;

     CLEAR(req);

     req.count  = 4;
     req.type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
     req.memory = V4L2_MEMORY_USERPTR;

     if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req)) {
      if (EINVAL == errno) {
       fprintf(stderr, "%s does not support "
         "user pointer i/o\n", dev_name);
       exit(EXIT_FAILURE);
      } else {
       errno_exit("VIDIOC_REQBUFS");
      }
     }

     buffers = calloc(4, sizeof(*buffers));

     if (!buffers) {
      fprintf(stderr, "Out of memory\n");
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     for (n_buffers = 0; n_buffers < 4; ++n_buffers) {
      buffers[n_buffers].length = buffer_size;
      buffers[n_buffers].start = malloc(buffer_size);

      if (!buffers[n_buffers].start) {
       fprintf(stderr, "Out of memory\n");
       exit(EXIT_FAILURE);
      }
     }
    }

    static void init_device(void)
    {
     struct v4l2_capability cap;
     struct v4l2_cropcap cropcap;
     struct v4l2_crop crop;
     struct v4l2_format fmt;
     unsigned int min;

     if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap)) {
      if (EINVAL == errno) {
       fprintf(stderr, "%s is no V4L2 device\n",
         dev_name);
       exit(EXIT_FAILURE);
      } else {
       errno_exit("VIDIOC_QUERYCAP");
      }
     }

     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
      fprintf(stderr, "%s is no video capture device\n",
        dev_name);
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     switch (io) {
     case IO_METHOD_READ:
      if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_READWRITE)) {
       fprintf(stderr, "%s does not support read i/o\n",
         dev_name);
       exit(EXIT_FAILURE);
      }
      break;

     case IO_METHOD_MMAP:
     case IO_METHOD_USERPTR:
      if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
       fprintf(stderr, "%s does not support streaming i/o\n",
         dev_name);
       exit(EXIT_FAILURE);
      }
      break;
     }


     /* Select video input, video standard and tune here. */


     CLEAR(cropcap);

     cropcap.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;

     if (0 == xioctl(fd, VIDIOC_CROPCAP, &cropcap)) {
      crop.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
      crop.c = cropcap.defrect; /* reset to default */

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_S_CROP, &crop)) {
       switch (errno) {
       case EINVAL:
        /* Cropping not supported. */
        break;
       default:
        /* Errors ignored. */
        break;
       }
      }
     } else {
      /* Errors ignored. */
     }


     CLEAR(fmt);

     fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
     if (force_format) {
      fmt.fmt.pix.width       = 640;
      fmt.fmt.pix.height      = 480;
      fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;
      fmt.fmt.pix.field       = V4L2_FIELD_INTERLACED;

      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt))
       errno_exit("VIDIOC_S_FMT");

      /* Note VIDIOC_S_FMT may change width and height. */
     } else {
      /* Preserve original settings as set by v4l2-ctl for example */
      if (-1 == xioctl(fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt))
       errno_exit("VIDIOC_G_FMT");
     }

     /* Buggy driver paranoia. */
     min = fmt.fmt.pix.width * 2;
     if (fmt.fmt.pix.bytesperline < min)
      fmt.fmt.pix.bytesperline = min;
     min = fmt.fmt.pix.bytesperline * fmt.fmt.pix.height;
     if (fmt.fmt.pix.sizeimage < min)
      fmt.fmt.pix.sizeimage = min;

     switch (io) {
     case IO_METHOD_READ:
      init_read(fmt.fmt.pix.sizeimage);
      break;

     case IO_METHOD_MMAP:
      init_mmap();
      break;

     case IO_METHOD_USERPTR:
      init_userp(fmt.fmt.pix.sizeimage);
      break;
     }
    }

    static void close_device(void)
    {
     if (-1 == close(fd))
      errno_exit("close");

     fd = -1;
    }

    static void open_device(void)
    {
     struct stat st;

     if (-1 == stat(dev_name, &st)) {
      fprintf(stderr, "Cannot identify '%s': %d, %s\n",
        dev_name, errno, strerror(errno));
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     if (!S_ISCHR(st.st_mode)) {
      fprintf(stderr, "%s is no device\n", dev_name);
      exit(EXIT_FAILURE);
     }

     fd = open(dev_name, O_RDWR /* required */ | O_NONBLOCK, 0);

     if (-1 == fd) {
      fprintf(stderr, "Cannot open '%s': %d, %s\n",
        dev_name, errno, strerror(errno));
      exit(EXIT_FAILURE);
     }
    }

    static void usage(FILE *fp, int argc, char **argv)
    {
     fprintf(fp,
       "Usage: %s [options]\n\n"
       "Version 1.3\n"
       "Options:\n"
       "-d | --device name   Video device name [%s]\n"
       "-h | --help          Print this message\n"
       "-m | --mmap          Use memory mapped buffers [default]\n"
       "-r | --read          Use read() calls\n"
       "-u | --userp         Use application allocated buffers\n"
       "-o | --output        Outputs stream to stdout\n"
       "-f | --format        Force format to 640x480 YUYV\n"
       "-c | --count         Number of frames to grab [%i]\n"
       "",
       argv[0], dev_name, frame_count);
    }

    static const char short_options[] = "d:hmruofc:";

    static const struct option
    long_options[] = {
     { "device", required_argument, NULL, 'd' },
     { "help",   no_argument,       NULL, 'h' },
     { "mmap",   no_argument,       NULL, 'm' },
     { "read",   no_argument,       NULL, 'r' },
     { "userp",  no_argument,       NULL, 'u' },
     { "output", no_argument,       NULL, 'o' },
     { "format", no_argument,       NULL, 'f' },
     { "count",  required_argument, NULL, 'c' },
     { 0, 0, 0, 0 }
    };

    int main(int argc, char **argv)
    {
     dev_name = "/dev/video0";

     for (;;) {
      int idx;
      int c;

      c = getopt_long(argc, argv,
        short_options, long_options, &idx);

      if (-1 == c)
       break;

      switch (c) {
      case 0: /* getopt_long() flag */
       break;

      case 'd':
       dev_name = optarg;
       break;

      case 'h':
       usage(stdout, argc, argv);
       exit(EXIT_SUCCESS);

      case 'm':
       io = IO_METHOD_MMAP;
       break;

      case 'r':
       io = IO_METHOD_READ;
       break;

      case 'u':
       io = IO_METHOD_USERPTR;
       break;

      case 'o':
       out_buf++;
       break;

      case 'f':
       force_format++;
       break;

      case 'c':
       errno = 0;
       frame_count = strtol(optarg, NULL, 0);
       if (errno)
        errno_exit(optarg);
       break;

      default:
       usage(stderr, argc, argv);
       exit(EXIT_FAILURE);
      }
     }

     open_device();
     init_device();
     start_capturing();
     mainloop();
     stop_capturing();
     uninit_device();
     close_device();
     fprintf(stderr, "\n");
     return 0;
    }

[ Dauer der Verarbeitung: 0.27 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]