25、深入理解Linux媒体控制器框架：原理、数据结构与集成方法

深入理解Linux媒体控制器框架：原理、数据结构与集成方法

1. 引言

在熟悉了V4L2异步框架后，我们现在可以进一步将其与媒体控制器框架集成，这是对V4L2驱动的最后一项重要改进。媒体设备往往非常复杂，涉及到片上系统（SoC）的多个IP块，因此需要对视频流进行重新路由。

2. Linux媒体控制器框架的诞生

媒体设备的复杂性使得传统的V4L2 API在处理一些高级设备时显得力不从心。例如，当我们需要将视频流路由通过图像转换器或图像缩放器，甚至同时通过这两个IP时，或者需要动态切换时，使用sysfs或ioctls会带来诸多问题：
- 代码丑陋且容易出错。
- 实现难度大，工作量大。
- 高度依赖SoC供应商，可能存在大量代码重复，缺乏统一的用户空间API和ABI，驱动之间缺乏一致性。
- 不是一个可靠的解决方案。

因此，为了弥补V4L2的局限性，Linux媒体控制器框架应运而生。

3. 媒体控制器抽象模型

媒体框架的目标之一是在运行时发现设备的内部拓扑结构并进行配置，为此它引入了一层抽象。在媒体控制器框架中，硬件设备通过一个由实体（entity）组成的有向图来表示，这些实体的端口（pad）通过链接（link）连接在一起，这些元素共同构成了所谓的媒体设备。源端口只能生成数据。

以下是三个关键概念的详细解释：
- 实体（Entity） ：由 struct media_entity 实例表示，定义在 include/media/media-entity.h