usb host 驱动 - UVC 掉包

1. issue description

yavta 是一款测试APP，测试UVC 摄像头的数据采集回传。

yavta -f YUYV -s 1280x720 -t 1/60 -c100 /dev/video0 -F/data/yua

帧率60FPS 不能正常运行，blocked, all frame fail。

yavta -f YUYV -s 1280x720 -t 1/30 -c100 /dev/video0 -F/data/yua

帧率30FPS 能正常运行，但中间也会有一些丢包。

1.1 图像的一些参数

帧率：FPS（每秒钟要多少帧画面）； 以及Gop（表示多少秒一个I帧），影响流畅度。

-t 1/60		// 帧率60，一秒钟传输60 帧

分辨率：单位英寸中所包含的像素点数； VGA：Video Graphics Array（视频图像分辨率），影响清晰度。

-s 1280x720		// 分辨率720P

视频大小：分辨率 x 2(每个像素占多少字节) x 8 x 帧率 x 时间(s) /1024/1024
YUV422 格式帧大小：分辨率 x 2 Byte

对于YUV422 格式的 1080P 视频而言，一帧图像是 1920x1080x2x8/1024/1024 = 31.64Mbit，1秒钟30帧图像的话，则有949.2Mb/s。

1.2 yavta 控制流程

[email protected]-rb5:/# strace yavta -f YUYV -s 1280x720 -t 1/60 -c100 /dev/video0
// 解析参数
execve("/usr/bin/yavta", ["yavta", "-f", "YUYV", "-s", "1280x720", "-t", "1/60", "-c100", "/dev/video0"], 0x7fc5203a80 /* 16 vars */) = 0
// 打开设备节点
openat(AT_FDCWD, "/dev/video0", O_RDWR) = 3
// 回显显示
write(1, "Device /dev/video0 opened.\n", 27Device /dev/video0 opened.) = 27
// 设备节点的ioctl
ioctl(3, VIDIOC_QUERYCAP, {
    driver="uvcvideo", card="KS2A418: KS2A418", bus_info="usb-xhci-hcd.0.auto-1.3", version=4.19.125, ...) = 0
// 回显显示
write(1, "Device `KS2A418: KS2A418' on `us"..., 117Device `KS2A418: KS2A418' on `usb-xhci-hcd.0.auto-1.3' (driver 'uvcvideo') supports video, capture, without mplanes.) = 117
// ioctl 设置参数
ioctl(3, VIDIOC_G_PARM, {
    type=V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE, parm.capture={
    capability=V4L2_CAP_TIMEPERFRAME, capturemode=0, timeperframe=1/60, extendedmode=0, readbuffers=0}}) = 0
write(1, "Current frame rate: 1/60\n", 25Current frame rate: 1/60) = 25
write(1, "Setting frame rate to: 1/60\n", 28Setting frame rate to: 1/60) = 28
...

这些ioctl 对应驱动的接口为：

// \drivers\media\usb\uvc\uvc_v4l2.c
const struct v4l2_ioctl_ops uvc_ioctl_ops = {
    
	.vidioc_querycap = uvc_ioctl_querycap,
	...
	.vidioc_reqbufs = uvc_ioctl_reqbufs,
	.vidioc_querybuf = uvc_ioctl_querybuf,
	.vidioc_qbuf = uvc_ioctl_qbuf,
	.vidioc_expbuf = uvc_ioctl_expbuf,
	.vidioc_dqbuf = uvc_ioctl_dqbuf,
	.vidioc_create_bufs = uvc_ioctl_create_bufs,
	.vidioc_streamon = uvc_ioctl_streamon,
	.vidioc_streamoff = uvc_ioctl_streamoff,
	...
};