在前面的文章中，我们已经介绍了Linux摄像头驱动的基础知识和V4L2框架。今天，我们将进一步深入学习UVC（USB Video Class）协议，并分析它在Linux下的实现。

1. UVC简介

UVC是一种USB设备类别，用于描述视频设备和流媒体设备。它定义了标准接口和命令集合，使得不同厂家生产的视频设备可以无缝地与计算机通信。这个协议被广泛应用于网络摄像头、工业相机、医疗影像等领域。

2. UVC在Linux下的实现

为了支持UVC协议，在Linux内核中实现了一个V4L2子系统——uvcvideo模块。它提供了对UVC协议各种命令和控制器（例如曝光、对比度等）的支持，并能够解码并处理从USB传输过来的音视频数据流。

下面我们来看一下uvcvideo模块中最重要的代码片段：

“`

static int uvc_init_video(struct uvc_streaming *stream, struct uvc_device *dev)

{

/* … */

stream->queue = vb_allocq();

if (stream->queue == NULL)

return -ENOMEM;

for (i = 0; i nbufs; ++i) {

struct vb2_buffer *buf = uvc_alloc_buf(stream, dev);

if (IS_ERR(buf)) {

/* … */

break;

}

vb2_queue_init(&stream->queue, buf);

}

return 0;

}

这段代码主要负责初始化视频流，包括分配缓冲区、注册队列等操作。其中vb_allocq()函数用于分配一个新的V4L2视频缓冲区队列，uvc_alloc_buf()函数用于为每个缓冲区分配内存空间。最后通过vb2_queue_init()函数将所有的缓冲区加入到队列中。

3. UVC协议控制器

在UVC协议中，有一些命令需要使用控制器进行设置和调整。例如曝光时间、白平衡、对比度等参数都可以通过控制器来进行调节。

在Linux下，uvcvideo模块提供了一个名为uvc_control_info的结构体来描述UVC控制器：

struct uvc_control_info {

__u8 entity_id;

__u8 index;

__le16 size;

#define UVC_CTRL_TYPE_UNIT 0x04

#define UVC_CTRL_TYPE_PROCESSOR 0x05

#define UVC_CTRL_TYPE_SELECTOR 0x06

#define UVC_CTRL_TYPE_EXTENSION_UNIT 0x08

#define UVC_CONTROL_CAP_GET (1 << 1)

#define UVC_CONTROL_CAP_SET (1 << 2)

#define UVC_CONTROL_CAP_AUTO_UPDATE (1 << 3)

__u8 type;

__u8 selector;

__u16 flags;

};

其中，entity_id表示控制器所属的实体（例如相机或麦克风），index表示控制器的索引号，size表示控制器数据的大小。

type字段指定了控制器类型，包括UNIT、PROCESSOR、SELECTOR和EXTENSION_UNIT等四种。selector字段用于标识不同类型的控制器之间的关系（例如一个处理单元会有多个选择器），flags字段则用于描述该控制器支持哪些操作。

4. 总结

本文介绍了UVC协议在Linux下的实现，并分析了uvcvideo模块中最重要的代码片段和UVC协议控制器。希望这篇文章对你理解Linux摄像头驱动有所帮助。