V4L2是V4L的升級版本，為linux下視頻設備程序提供了一套接口規范。包括一套數據結構和底層V4L2驅動接口。
1、常用的結構體在內核目錄include/linux/videodev2.h中定義
struct v4l2_requestbuffers //申請幀緩沖，對應命令VIDIOC_REQBUFS
struct v4l2_capability //視頻設備的功能，對應命令VIDIOC_QUERYCAP
struct v4l2_input //視頻輸入信息，對應命令VIDIOC_ENUMINPUT
struct v4l2_standard //視頻的制式，比如PAL，NTSC，對應命令VIDIOC_ENUMSTD
struct v4l2_format //幀的格式，對應命令VIDIOC_G_FMT、VIDIOC_S_FMT等
struct v4l2_buffer //驅動中的一幀圖像緩存，對應命令VIDIOC_QUERYBUF
struct v4l2_crop //視頻信號矩形邊框
v4l2_std_id //視頻制式
2、常用的IOCTL接口命令也在include/linux/videodev2.h中定義
VIDIOC_REQBUFS //分配內存
VIDIOC_QUERYBUF //把VIDIOC_REQBUFS中分配的數據緩存轉換成物理地址
VIDIOC_QUERYCAP //查詢驅動功能
VIDIOC_ENUM_FMT //獲取當前驅動支持的視頻格式
VIDIOC_S_FMT //設置當前驅動的頻捕獲格式
VIDIOC_G_FMT //讀取當前驅動的頻捕獲格式
VIDIOC_TRY_FMT //驗證當前驅動的顯示格式
VIDIOC_CROPCAP //查詢驅動的修剪能力
VIDIOC_S_CROP //設置視頻信號的矩形邊框
VIDIOC_G_CROP //讀取視頻信號的矩形邊框
VIDIOC_QBUF //把數據從緩存中讀取出來
VIDIOC_DQBUF //把數據放回緩存隊列
VIDIOC_STREAMON //開始視頻顯示函數
VIDIOC_STREAMOFF //結束視頻顯示函數
VIDIOC_QUERYSTD //檢查當前視頻設備支持的標准，例如PAL或NTSC。
3、操作流程
V4L2提供了很多訪問接口，你可以根據具體需要選擇操作方法。需要注意的是，很少有驅動完全實現了所有的接口功能。所以在使用時需要參考驅動源碼，或仔細閱讀驅動提供者的使用說明。
下面列舉出一種操作的流程，供參考。
（1）打開設備文件
int fd = open(Devicename,mode);
Devicename：/dev/video0、/dev/video1 ……
Mode：O_RDWR [| O_NONBLOCK]
如果使用非阻塞模式調用視頻設備，則當沒有可用的視頻數據時，不會阻塞，而立刻返回。
（2）取得設備的capability
struct v4l2_capability capability；
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &capability);
看看設備具有什么功能，比如是否具有視頻輸入特性。
（3）選擇視頻輸入
struct v4l2_input input；
……初始化input
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &input);
一個視頻設備可以有多個視頻輸入。如果只有一路輸入，這個功能可以沒有。
（4）檢測視頻支持的制式
v4l2_std_id std;
do {
ret = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYSTD, &std);
} while (ret == -1 && errno == EAGAIN);
switch (std) {
case V4L2_STD_NTSC:
//……
case V4L2_STD_PAL:
//……
}
（5）設置視頻捕獲格式
struct v4l2_format fmt;
fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT;
fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_UYVY;
fmt.fmt.pix.height = height;
fmt.fmt.pix.width = width;
fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;
ret = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
if(ret) {
perror("VIDIOC_S_FMT\n");
close(fd);
return -1;
}
（6）向驅動申請幀緩存
struct v4l2_requestbuffers req;
if (ioctl(fd, VIDIOC_REQBUFS, &req) == -1) {
return -1;
}
v4l2_requestbuffers結構中定義了緩存的數量，驅動會據此申請對應數量的視頻緩存。多個緩存可以用於建立FIFO，來提高視頻采集的效率。
（7）獲取每個緩存的信息，並mmap到用戶空間
typedef struct VideoBuffer {
void *start;
size_t length;
} VideoBuffer;
VideoBuffer* buffers = calloc( req.count, sizeof(*buffers) );
struct v4l2_buffer buf;
for (numBufs = 0; numBufs < req.count; numBufs++) {//映射所有的緩存
memset( &buf, 0, sizeof(buf) );
buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index = numBufs;
if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf) == -1) {//獲取到對應index的緩存信息，此處主要利用length信息及offset信息來完成后面的mmap操作。
return -1;
}
buffers[numBufs].length = buf.length;
// 轉換成相對地址
buffers[numBufs].start = mmap(NULL, buf.length,
PROT_READ | PROT_WRITE,
MAP_SHARED,
fd, buf.m.offset);
if (buffers[numBufs].start == MAP_FAILED) {
return -1;
}
（8）開始采集視頻
int buf_type= V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE；
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &buf_type);
（9）取出FIFO緩存中已經采樣的幀緩存
struct v4l2_buffer buf;
memset(&buf,0,sizeof(buf));
buf.type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
buf.memory=V4L2_MEMORY_MMAP;
buf.index=0;//此值由下面的ioctl返回
if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf) == -1)
{
return -1;
}
根據返回的buf.index找到對應的mmap映射好的緩存，取出視頻數據。
（10）將剛剛處理完的緩沖重新入隊列尾，這樣可以循環采集
if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf) == -1) {
return -1;
}
（11）停止視頻的采集
int ret = ioctl(fd, VIDIOC_STREAMOFF, &buf_type);
（12）關閉視頻設備
close(fd);
四、 V4L2驅動框架
上述流程的各個操作都需要有底層V4L2驅動的支持。內核中有一些非常完善的例子。
比如：linux-2.6.26內核目錄/drivers/media/video//zc301/zc301_core.c 中的ZC301視頻驅動代碼。上面的V4L2操作流程涉及的功能在其中都有實現。
1、V4L2驅動注冊、注銷函數
Video核心層（drivers/media/video/videodev.c）提供了注冊函數
int video_register_device(struct video_device *vfd, int type, int nr)
video_device: 要構建的核心數據結構
Type: 表示設備類型，此設備號的基地址受此變量的影響
Nr: 如果end-base>nr>0 ：次設備號=base（基准值，受type影響）+nr；
否則：系統自動分配合適的次設備號
具體驅動只需要構建video_device結構，然后調用注冊函數既可。
如：zc301_core.c中的
err = video_register_device(cam->v4l