Documentation/userspace-api/media/v4l/libv4l-introduction.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GFDL-1.1-no-invariants-or-later
   2 .. c:namespace:: V4L
   3
   4 .. _libv4l-introduction:
   5
   6 ************
   7 Introduction
   8 ************
   9
  10 libv4l is a collection of libraries which adds a thin abstraction layer
  11 on top of video4linux2 devices. The purpose of this (thin) layer is to
  12 make it easy for application writers to support a wide variety of
  13 devices without having to write separate code for different devices in
  14 the same class.
  15
  16 An example of using libv4l is provided by
  17 :ref:`v4l2grab <v4l2grab-example>`.
  18
  19 libv4l consists of 3 different libraries:
  20
  21 libv4lconvert
  22 =============
  23
  24 libv4lconvert is a library that converts several different pixelformats
  25 found in V4L2 drivers into a few common RGB and YUY formats.
  26
  27 It currently accepts the following V4L2 driver formats:
  28 :ref:`V4L2_PIX_FMT_BGR24 <V4L2-PIX-FMT-BGR24>`,
  29 :ref:`V4L2_PIX_FMT_NV12_16L16 <V4L2-PIX-FMT-NV12-16L16>`,
  30 :ref:`V4L2_PIX_FMT_JPEG <V4L2-PIX-FMT-JPEG>`,
  31 :ref:`V4L2_PIX_FMT_MJPEG <V4L2-PIX-FMT-MJPEG>`,
  32 :ref:`V4L2_PIX_FMT_MR97310A <V4L2-PIX-FMT-MR97310A>`,
  33 :ref:`V4L2_PIX_FMT_OV511 <V4L2-PIX-FMT-OV511>`,
  34 :ref:`V4L2_PIX_FMT_OV518 <V4L2-PIX-FMT-OV518>`,
  35 :ref:`V4L2_PIX_FMT_PAC207 <V4L2-PIX-FMT-PAC207>`,
  36 :ref:`V4L2_PIX_FMT_PJPG <V4L2-PIX-FMT-PJPG>`,
  37 :ref:`V4L2_PIX_FMT_RGB24 <V4L2-PIX-FMT-RGB24>`,
  38 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SBGGR8 <V4L2-PIX-FMT-SBGGR8>`,
  39 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SGBRG8 <V4L2-PIX-FMT-SGBRG8>`,
  40 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SGRBG8 <V4L2-PIX-FMT-SGRBG8>`,
  41 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SN9C10X <V4L2-PIX-FMT-SN9C10X>`,
  42 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SN9C20X_I420 <V4L2-PIX-FMT-SN9C20X-I420>`,
  43 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SPCA501 <V4L2-PIX-FMT-SPCA501>`,
  44 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SPCA505 <V4L2-PIX-FMT-SPCA505>`,
  45 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SPCA508 <V4L2-PIX-FMT-SPCA508>`,
  46 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SPCA561 <V4L2-PIX-FMT-SPCA561>`,
  47 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SQ905C <V4L2-PIX-FMT-SQ905C>`,
  48 :ref:`V4L2_PIX_FMT_SRGGB8 <V4L2-PIX-FMT-SRGGB8>`,
  49 :ref:`V4L2_PIX_FMT_UYVY <V4L2-PIX-FMT-UYVY>`,
  50 :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUV420 <V4L2-PIX-FMT-YUV420>`,
  51 :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUYV <V4L2-PIX-FMT-YUYV>`,
  52 :ref:`V4L2_PIX_FMT_YVU420 <V4L2-PIX-FMT-YVU420>`, and
  53 :ref:`V4L2_PIX_FMT_YVYU <V4L2-PIX-FMT-YVYU>`.
  54
  55 Later on libv4lconvert was expanded to also be able to do various video
  56 processing functions to improve webcam video quality. The video
  57 processing is split in to 2 parts: libv4lconvert/control and
  58 libv4lconvert/processing.
  59
  60 The control part is used to offer video controls which can be used to
  61 control the video processing functions made available by
  62 libv4lconvert/processing. These controls are stored application wide
  63 (until reboot) by using a persistent shared memory object.
  64
  65 libv4lconvert/processing offers the actual video processing
  66 functionality.
  67
  68 libv4l1
  69 =======
  70
  71 This library offers functions that can be used to quickly make v4l1
  72 applications work with v4l2 devices. These functions work exactly like
  73 the normal open/close/etc, except that libv4l1 does full emulation of
  74 the v4l1 api on top of v4l2 drivers, in case of v4l1 drivers it will
  75 just pass calls through.
  76
  77 Since those functions are emulations of the old V4L1 API, it shouldn't
  78 be used for new applications.
  79
  80 libv4l2
  81 =======
  82
  83 This library should be used for all modern V4L2 applications.
  84
  85 It provides handles to call V4L2 open/ioctl/close/poll methods. Instead
  86 of just providing the raw output of the device, it enhances the calls in
  87 the sense that it will use libv4lconvert to provide more video formats
  88 and to enhance the image quality.
  89
  90 In most cases, libv4l2 just passes the calls directly through to the
  91 v4l2 driver, intercepting the calls to
  92 :ref:`VIDIOC_TRY_FMT <VIDIOC_G_FMT>`,
  93 :ref:`VIDIOC_G_FMT <VIDIOC_G_FMT>`,
  94 :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>`,
  95 :ref:`VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES <VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES>` and
  96 :ref:`VIDIOC_ENUM_FRAMEINTERVALS <VIDIOC_ENUM_FRAMEINTERVALS>` in
  97 order to emulate the formats
  98 :ref:`V4L2_PIX_FMT_BGR24 <V4L2-PIX-FMT-BGR24>`,
  99 :ref:`V4L2_PIX_FMT_RGB24 <V4L2-PIX-FMT-RGB24>`,
 100 :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUV420 <V4L2-PIX-FMT-YUV420>`, and
 101 :ref:`V4L2_PIX_FMT_YVU420 <V4L2-PIX-FMT-YVU420>`, if they aren't
 102 available in the driver. :ref:`VIDIOC_ENUM_FMT <VIDIOC_ENUM_FMT>`
 103 keeps enumerating the hardware supported formats, plus the emulated
 104 formats offered by libv4l at the end.
 105
 106 .. _libv4l-ops:
 107
 108 Libv4l device control functions
 109 -------------------------------
 110
 111 The common file operation methods are provided by libv4l.
 112
 113 Those functions operate just like the gcc function ``dup()`` and
 114 V4L2 functions
 115 :c:func:`open()`, :c:func:`close()`,
 116 :c:func:`ioctl()`, :c:func:`read()`,
 117 :c:func:`mmap()` and :c:func:`munmap()`:
 118
 119 .. c:function:: int v4l2_open(const char *file, int oflag, ...)
 120
 121    operates like the :c:func:`open()` function.
 122
 123 .. c:function:: int v4l2_close(int fd)
 124
 125    operates like the :c:func:`close()` function.
 126
 127 .. c:function:: int v4l2_dup(int fd)
 128
 129    operates like the libc ``dup()`` function, duplicating a file handler.
 130
 131 .. c:function:: int v4l2_ioctl (int fd, unsigned long int request, ...)
 132
 133    operates like the :c:func:`ioctl()` function.
 134
 135 .. c:function:: int v4l2_read (int fd, void* buffer, size_t n)
 136
 137    operates like the :c:func:`read()` function.
 138
 139 .. c:function:: void *v4l2_mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags, int fd, int64_t offset);
 140
 141    operates like the :c:func:`mmap()` function.
 142
 143 .. c:function:: int v4l2_munmap(void *_start, size_t length);
 144
 145    operates like the :c:func:`munmap()` function.
 146
 147 Those functions provide additional control:
 148
 149 .. c:function:: int v4l2_fd_open(int fd, int v4l2_flags)
 150
 151    opens an already opened fd for further use through v4l2lib and possibly
 152    modify libv4l2's default behavior through the ``v4l2_flags`` argument.
 153    Currently, ``v4l2_flags`` can be ``V4L2_DISABLE_CONVERSION``, to disable
 154    format conversion.
 155
 156 .. c:function:: int v4l2_set_control(int fd, int cid, int value)
 157
 158    This function takes a value of 0 - 65535, and then scales that range to the
 159    actual range of the given v4l control id, and then if the cid exists and is
 160    not locked sets the cid to the scaled value.
 161
 162 .. c:function:: int v4l2_get_control(int fd, int cid)
 163
 164    This function returns a value of 0 - 65535, scaled to from the actual range
 165    of the given v4l control id. when the cid does not exist, could not be
 166    accessed for some reason, or some error occurred 0 is returned.
 167
 168 v4l1compat.so wrapper library
 169 =============================
 170
 171 This library intercepts calls to
 172 :c:func:`open()`, :c:func:`close()`,
 173 :c:func:`ioctl()`, :c:func:`mmap()` and
 174 :c:func:`munmap()`
 175 operations and redirects them to the libv4l counterparts, by using
 176 ``LD_PRELOAD=/usr/lib/v4l1compat.so``. It also emulates V4L1 calls via V4L2
 177 API.
 178
 179 It allows usage of binary legacy applications that still don't use
 180 libv4l.