深入掌握V4L2：从驱动原理到工业级应用开发

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一、V4L2技术体系解析

1.1 框架定位与演进历程

Video4Linux2（V4L2）是Linux内核中处理视频设备的标准化接口，其发展历程可分为三个阶段：

• V4L时期（1998-2003）：首个视频采集标准
• V4L2初期（2003-2010）：支持现代视频格式
• 现代V4L2（2010-至今）：支持DMA-BUF、M2M设备等高级特性

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1.2 核心架构剖析

V4L2采用分层架构设计：

应用层 → V4L2兼容库（libv4l） → 内核V4L2子系统 → 硬件驱动 → 物理设备

主要功能组件：

• 视频设备节点：/dev/videoX
• 控制接口：/dev/v4l-subdevX
• 媒体控制器：/dev/mediaX

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二、V4L2工作机制详解

2.1 缓冲管理机制

V4L2提供三种内存管理模式：