Merge branch 'docs-next' of git://git.lwn.net/linux into patchwork
[cascardo/linux.git] / Documentation / media / uapi / v4l / diff-v4l.rst
1 .. -*- coding: utf-8; mode: rst -*-
2
3 .. _diff-v4l:
4
5 ********************************
6 Differences between V4L and V4L2
7 ********************************
8
9 The Video For Linux API was first introduced in Linux 2.1 to unify and
10 replace various TV and radio device related interfaces, developed
11 independently by driver writers in prior years. Starting with Linux 2.5
12 the much improved V4L2 API replaces the V4L API. The support for the old
13 V4L calls were removed from Kernel, but the library :ref:`libv4l`
14 supports the conversion of a V4L API system call into a V4L2 one.
15
16
17 Opening and Closing Devices
18 ===========================
19
20 For compatibility reasons the character device file names recommended
21 for V4L2 video capture, overlay, radio and raw vbi capture devices did
22 not change from those used by V4L. They are listed in :ref:`devices`
23 and below in :ref:`v4l-dev`.
24
25 The teletext devices (minor range 192-223) have been removed in V4L2 and
26 no longer exist. There is no hardware available anymore for handling
27 pure teletext. Instead raw or sliced VBI is used.
28
29 The V4L ``videodev`` module automatically assigns minor numbers to
30 drivers in load order, depending on the registered device type. We
31 recommend that V4L2 drivers by default register devices with the same
32 numbers, but the system administrator can assign arbitrary minor numbers
33 using driver module options. The major device number remains 81.
34
35
36 .. _v4l-dev:
37
38 .. flat-table:: V4L Device Types, Names and Numbers
39     :header-rows:  1
40     :stub-columns: 0
41
42
43     -  .. row 1
44
45        -  Device Type
46
47        -  File Name
48
49        -  Minor Numbers
50
51     -  .. row 2
52
53        -  Video capture and overlay
54
55        -  ``/dev/video`` and ``/dev/bttv0``\  [#f1]_, ``/dev/video0`` to
56           ``/dev/video63``
57
58        -  0-63
59
60     -  .. row 3
61
62        -  Radio receiver
63
64        -  ``/dev/radio``\  [#f2]_, ``/dev/radio0`` to ``/dev/radio63``
65
66        -  64-127
67
68     -  .. row 4
69
70        -  Raw VBI capture
71
72        -  ``/dev/vbi``, ``/dev/vbi0`` to ``/dev/vbi31``
73
74        -  224-255
75
76
77 V4L prohibits (or used to prohibit) multiple opens of a device file.
78 V4L2 drivers *may* support multiple opens, see :ref:`open` for details
79 and consequences.
80
81 V4L drivers respond to V4L2 ioctls with an ``EINVAL`` error code.
82
83
84 Querying Capabilities
85 =====================
86
87 The V4L ``VIDIOCGCAP`` ioctl is equivalent to V4L2's
88 :ref:`VIDIOC_QUERYCAP`.
89
90 The ``name`` field in struct :c:type:`struct video_capability` became
91 ``card`` in struct :ref:`v4l2_capability <v4l2-capability>`, ``type``
92 was replaced by ``capabilities``. Note V4L2 does not distinguish between
93 device types like this, better think of basic video input, video output
94 and radio devices supporting a set of related functions like video
95 capturing, video overlay and VBI capturing. See :ref:`open` for an
96 introduction.
97
98 .. tabularcolumns:: |p{5.5cm}|p{6.5cm}|p{5.5cm}
99
100 .. cssclass:: longtable
101
102 .. flat-table::
103     :header-rows:  1
104     :stub-columns: 0
105
106
107     -  .. row 1
108
109        -  ``struct video_capability`` ``type``
110
111        -  struct :ref:`v4l2_capability <v4l2-capability>`
112           ``capabilities`` flags
113
114        -  Purpose
115
116     -  .. row 2
117
118        -  ``VID_TYPE_CAPTURE``
119
120        -  ``V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE``
121
122        -  The :ref:`video capture <capture>` interface is supported.
123
124     -  .. row 3
125
126        -  ``VID_TYPE_TUNER``
127
128        -  ``V4L2_CAP_TUNER``
129
130        -  The device has a :ref:`tuner or modulator <tuner>`.
131
132     -  .. row 4
133
134        -  ``VID_TYPE_TELETEXT``
135
136        -  ``V4L2_CAP_VBI_CAPTURE``
137
138        -  The :ref:`raw VBI capture <raw-vbi>` interface is supported.
139
140     -  .. row 5
141
142        -  ``VID_TYPE_OVERLAY``
143
144        -  ``V4L2_CAP_VIDEO_OVERLAY``
145
146        -  The :ref:`video overlay <overlay>` interface is supported.
147
148     -  .. row 6
149
150        -  ``VID_TYPE_CHROMAKEY``
151
152        -  ``V4L2_FBUF_CAP_CHROMAKEY`` in field ``capability`` of struct
153           :ref:`v4l2_framebuffer <v4l2-framebuffer>`
154
155        -  Whether chromakey overlay is supported. For more information on
156           overlay see :ref:`overlay`.
157
158     -  .. row 7
159
160        -  ``VID_TYPE_CLIPPING``
161
162        -  ``V4L2_FBUF_CAP_LIST_CLIPPING`` and
163           ``V4L2_FBUF_CAP_BITMAP_CLIPPING`` in field ``capability`` of
164           struct :ref:`v4l2_framebuffer <v4l2-framebuffer>`
165
166        -  Whether clipping the overlaid image is supported, see
167           :ref:`overlay`.
168
169     -  .. row 8
170
171        -  ``VID_TYPE_FRAMERAM``
172
173        -  ``V4L2_FBUF_CAP_EXTERNOVERLAY`` *not set* in field ``capability``
174           of struct :ref:`v4l2_framebuffer <v4l2-framebuffer>`
175
176        -  Whether overlay overwrites frame buffer memory, see
177           :ref:`overlay`.
178
179     -  .. row 9
180
181        -  ``VID_TYPE_SCALES``
182
183        -  ``-``
184
185        -  This flag indicates if the hardware can scale images. The V4L2 API
186           implies the scale factor by setting the cropping dimensions and
187           image size with the :ref:`VIDIOC_S_CROP <VIDIOC_G_CROP>` and
188           :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>` ioctl, respectively. The
189           driver returns the closest sizes possible. For more information on
190           cropping and scaling see :ref:`crop`.
191
192     -  .. row 10
193
194        -  ``VID_TYPE_MONOCHROME``
195
196        -  ``-``
197
198        -  Applications can enumerate the supported image formats with the
199           :ref:`VIDIOC_ENUM_FMT` ioctl to determine if
200           the device supports grey scale capturing only. For more
201           information on image formats see :ref:`pixfmt`.
202
203     -  .. row 11
204
205        -  ``VID_TYPE_SUBCAPTURE``
206
207        -  ``-``
208
209        -  Applications can call the :ref:`VIDIOC_G_CROP <VIDIOC_G_CROP>`
210           ioctl to determine if the device supports capturing a subsection
211           of the full picture ("cropping" in V4L2). If not, the ioctl
212           returns the ``EINVAL`` error code. For more information on cropping
213           and scaling see :ref:`crop`.
214
215     -  .. row 12
216
217        -  ``VID_TYPE_MPEG_DECODER``
218
219        -  ``-``
220
221        -  Applications can enumerate the supported image formats with the
222           :ref:`VIDIOC_ENUM_FMT` ioctl to determine if
223           the device supports MPEG streams.
224
225     -  .. row 13
226
227        -  ``VID_TYPE_MPEG_ENCODER``
228
229        -  ``-``
230
231        -  See above.
232
233     -  .. row 14
234
235        -  ``VID_TYPE_MJPEG_DECODER``
236
237        -  ``-``
238
239        -  See above.
240
241     -  .. row 15
242
243        -  ``VID_TYPE_MJPEG_ENCODER``
244
245        -  ``-``
246
247        -  See above.
248
249
250 The ``audios`` field was replaced by ``capabilities`` flag
251 ``V4L2_CAP_AUDIO``, indicating *if* the device has any audio inputs or
252 outputs. To determine their number applications can enumerate audio
253 inputs with the :ref:`VIDIOC_G_AUDIO <VIDIOC_G_AUDIO>` ioctl. The
254 audio ioctls are described in :ref:`audio`.
255
256 The ``maxwidth``, ``maxheight``, ``minwidth`` and ``minheight`` fields
257 were removed. Calling the :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>` or
258 :ref:`VIDIOC_TRY_FMT <VIDIOC_G_FMT>` ioctl with the desired
259 dimensions returns the closest size possible, taking into account the
260 current video standard, cropping and scaling limitations.
261
262
263 Video Sources
264 =============
265
266 V4L provides the ``VIDIOCGCHAN`` and ``VIDIOCSCHAN`` ioctl using struct
267 :c:type:`struct video_channel` to enumerate the video inputs of a V4L
268 device. The equivalent V4L2 ioctls are
269 :ref:`VIDIOC_ENUMINPUT`,
270 :ref:`VIDIOC_G_INPUT <VIDIOC_G_INPUT>` and
271 :ref:`VIDIOC_S_INPUT <VIDIOC_G_INPUT>` using struct
272 :ref:`v4l2_input <v4l2-input>` as discussed in :ref:`video`.
273
274 The ``channel`` field counting inputs was renamed to ``index``, the
275 video input types were renamed as follows:
276
277
278
279 .. flat-table::
280     :header-rows:  1
281     :stub-columns: 0
282
283
284     -  .. row 1
285
286        -  struct :c:type:`struct video_channel` ``type``
287
288        -  struct :ref:`v4l2_input <v4l2-input>` ``type``
289
290     -  .. row 2
291
292        -  ``VIDEO_TYPE_TV``
293
294        -  ``V4L2_INPUT_TYPE_TUNER``
295
296     -  .. row 3
297
298        -  ``VIDEO_TYPE_CAMERA``
299
300        -  ``V4L2_INPUT_TYPE_CAMERA``
301
302
303 Unlike the ``tuners`` field expressing the number of tuners of this
304 input, V4L2 assumes each video input is connected to at most one tuner.
305 However a tuner can have more than one input, i. e. RF connectors, and a
306 device can have multiple tuners. The index number of the tuner
307 associated with the input, if any, is stored in field ``tuner`` of
308 struct :ref:`v4l2_input <v4l2-input>`. Enumeration of tuners is
309 discussed in :ref:`tuner`.
310
311 The redundant ``VIDEO_VC_TUNER`` flag was dropped. Video inputs
312 associated with a tuner are of type ``V4L2_INPUT_TYPE_TUNER``. The
313 ``VIDEO_VC_AUDIO`` flag was replaced by the ``audioset`` field. V4L2
314 considers devices with up to 32 audio inputs. Each set bit in the
315 ``audioset`` field represents one audio input this video input combines
316 with. For information about audio inputs and how to switch between them
317 see :ref:`audio`.
318
319 The ``norm`` field describing the supported video standards was replaced
320 by ``std``. The V4L specification mentions a flag ``VIDEO_VC_NORM``
321 indicating whether the standard can be changed. This flag was a later
322 addition together with the ``norm`` field and has been removed in the
323 meantime. V4L2 has a similar, albeit more comprehensive approach to
324 video standards, see :ref:`standard` for more information.
325
326
327 Tuning
328 ======
329
330 The V4L ``VIDIOCGTUNER`` and ``VIDIOCSTUNER`` ioctl and struct
331 :c:type:`struct video_tuner` can be used to enumerate the tuners of a
332 V4L TV or radio device. The equivalent V4L2 ioctls are
333 :ref:`VIDIOC_G_TUNER <VIDIOC_G_TUNER>` and
334 :ref:`VIDIOC_S_TUNER <VIDIOC_G_TUNER>` using struct
335 :ref:`v4l2_tuner <v4l2-tuner>`. Tuners are covered in :ref:`tuner`.
336
337 The ``tuner`` field counting tuners was renamed to ``index``. The fields
338 ``name``, ``rangelow`` and ``rangehigh`` remained unchanged.
339
340 The ``VIDEO_TUNER_PAL``, ``VIDEO_TUNER_NTSC`` and ``VIDEO_TUNER_SECAM``
341 flags indicating the supported video standards were dropped. This
342 information is now contained in the associated struct
343 :ref:`v4l2_input <v4l2-input>`. No replacement exists for the
344 ``VIDEO_TUNER_NORM`` flag indicating whether the video standard can be
345 switched. The ``mode`` field to select a different video standard was
346 replaced by a whole new set of ioctls and structures described in
347 :ref:`standard`. Due to its ubiquity it should be mentioned the BTTV
348 driver supports several standards in addition to the regular
349 ``VIDEO_MODE_PAL`` (0), ``VIDEO_MODE_NTSC``, ``VIDEO_MODE_SECAM`` and
350 ``VIDEO_MODE_AUTO`` (3). Namely N/PAL Argentina, M/PAL, N/PAL, and NTSC
351 Japan with numbers 3-6 (sic).
352
353 The ``VIDEO_TUNER_STEREO_ON`` flag indicating stereo reception became
354 ``V4L2_TUNER_SUB_STEREO`` in field ``rxsubchans``. This field also
355 permits the detection of monaural and bilingual audio, see the
356 definition of struct :ref:`v4l2_tuner <v4l2-tuner>` for details.
357 Presently no replacement exists for the ``VIDEO_TUNER_RDS_ON`` and
358 ``VIDEO_TUNER_MBS_ON`` flags.
359
360 The ``VIDEO_TUNER_LOW`` flag was renamed to ``V4L2_TUNER_CAP_LOW`` in
361 the struct :ref:`v4l2_tuner <v4l2-tuner>` ``capability`` field.
362
363 The ``VIDIOCGFREQ`` and ``VIDIOCSFREQ`` ioctl to change the tuner
364 frequency where renamed to
365 :ref:`VIDIOC_G_FREQUENCY <VIDIOC_G_FREQUENCY>` and
366 :ref:`VIDIOC_S_FREQUENCY <VIDIOC_G_FREQUENCY>`. They take a pointer
367 to a struct :ref:`v4l2_frequency <v4l2-frequency>` instead of an
368 unsigned long integer.
369
370
371 .. _v4l-image-properties:
372
373 Image Properties
374 ================
375
376 V4L2 has no equivalent of the ``VIDIOCGPICT`` and ``VIDIOCSPICT`` ioctl
377 and struct :c:type:`struct video_picture`. The following fields where
378 replaced by V4L2 controls accessible with the
379 :ref:`VIDIOC_QUERYCTRL`,
380 :ref:`VIDIOC_G_CTRL <VIDIOC_G_CTRL>` and
381 :ref:`VIDIOC_S_CTRL <VIDIOC_G_CTRL>` ioctls:
382
383
384
385 .. flat-table::
386     :header-rows:  1
387     :stub-columns: 0
388
389
390     -  .. row 1
391
392        -  struct :c:type:`struct video_picture`
393
394        -  V4L2 Control ID
395
396     -  .. row 2
397
398        -  ``brightness``
399
400        -  ``V4L2_CID_BRIGHTNESS``
401
402     -  .. row 3
403
404        -  ``hue``
405
406        -  ``V4L2_CID_HUE``
407
408     -  .. row 4
409
410        -  ``colour``
411
412        -  ``V4L2_CID_SATURATION``
413
414     -  .. row 5
415
416        -  ``contrast``
417
418        -  ``V4L2_CID_CONTRAST``
419
420     -  .. row 6
421
422        -  ``whiteness``
423
424        -  ``V4L2_CID_WHITENESS``
425
426
427 The V4L picture controls are assumed to range from 0 to 65535 with no
428 particular reset value. The V4L2 API permits arbitrary limits and
429 defaults which can be queried with the
430 :ref:`VIDIOC_QUERYCTRL` ioctl. For general
431 information about controls see :ref:`control`.
432
433 The ``depth`` (average number of bits per pixel) of a video image is
434 implied by the selected image format. V4L2 does not explicitly provide
435 such information assuming applications recognizing the format are aware
436 of the image depth and others need not know. The ``palette`` field moved
437 into the struct :ref:`v4l2_pix_format <v4l2-pix-format>`:
438
439
440
441 .. flat-table::
442     :header-rows:  1
443     :stub-columns: 0
444
445
446     -  .. row 1
447
448        -  struct :c:type:`struct video_picture` ``palette``
449
450        -  struct :ref:`v4l2_pix_format <v4l2-pix-format>` ``pixfmt``
451
452     -  .. row 2
453
454        -  ``VIDEO_PALETTE_GREY``
455
456        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_GREY <V4L2-PIX-FMT-GREY>`
457
458     -  .. row 3
459
460        -  ``VIDEO_PALETTE_HI240``
461
462        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_HI240 <pixfmt-reserved>` [#f3]_
463
464     -  .. row 4
465
466        -  ``VIDEO_PALETTE_RGB565``
467
468        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_RGB565 <pixfmt-rgb>`
469
470     -  .. row 5
471
472        -  ``VIDEO_PALETTE_RGB555``
473
474        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_RGB555 <pixfmt-rgb>`
475
476     -  .. row 6
477
478        -  ``VIDEO_PALETTE_RGB24``
479
480        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_BGR24 <pixfmt-rgb>`
481
482     -  .. row 7
483
484        -  ``VIDEO_PALETTE_RGB32``
485
486        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_BGR32 <pixfmt-rgb>` [#f4]_
487
488     -  .. row 8
489
490        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV422``
491
492        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUYV <V4L2-PIX-FMT-YUYV>`
493
494     -  .. row 9
495
496        -  ``VIDEO_PALETTE_YUYV``\  [#f5]_
497
498        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUYV <V4L2-PIX-FMT-YUYV>`
499
500     -  .. row 10
501
502        -  ``VIDEO_PALETTE_UYVY``
503
504        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_UYVY <V4L2-PIX-FMT-UYVY>`
505
506     -  .. row 11
507
508        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV420``
509
510        -  None
511
512     -  .. row 12
513
514        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV411``
515
516        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_Y41P <V4L2-PIX-FMT-Y41P>` [#f6]_
517
518     -  .. row 13
519
520        -  ``VIDEO_PALETTE_RAW``
521
522        -  None [#f7]_
523
524     -  .. row 14
525
526        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV422P``
527
528        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUV422P <V4L2-PIX-FMT-YUV422P>`
529
530     -  .. row 15
531
532        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV411P``
533
534        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_YUV411P <V4L2-PIX-FMT-YUV411P>` [#f8]_
535
536     -  .. row 16
537
538        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV420P``
539
540        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_YVU420 <V4L2-PIX-FMT-YVU420>`
541
542     -  .. row 17
543
544        -  ``VIDEO_PALETTE_YUV410P``
545
546        -  :ref:`V4L2_PIX_FMT_YVU410 <V4L2-PIX-FMT-YVU410>`
547
548
549 V4L2 image formats are defined in :ref:`pixfmt`. The image format can
550 be selected with the :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>` ioctl.
551
552
553 Audio
554 =====
555
556 The ``VIDIOCGAUDIO`` and ``VIDIOCSAUDIO`` ioctl and struct
557 :c:type:`struct video_audio` are used to enumerate the audio inputs
558 of a V4L device. The equivalent V4L2 ioctls are
559 :ref:`VIDIOC_G_AUDIO <VIDIOC_G_AUDIO>` and
560 :ref:`VIDIOC_S_AUDIO <VIDIOC_G_AUDIO>` using struct
561 :ref:`v4l2_audio <v4l2-audio>` as discussed in :ref:`audio`.
562
563 The ``audio`` "channel number" field counting audio inputs was renamed
564 to ``index``.
565
566 On ``VIDIOCSAUDIO`` the ``mode`` field selects *one* of the
567 ``VIDEO_SOUND_MONO``, ``VIDEO_SOUND_STEREO``, ``VIDEO_SOUND_LANG1`` or
568 ``VIDEO_SOUND_LANG2`` audio demodulation modes. When the current audio
569 standard is BTSC ``VIDEO_SOUND_LANG2`` refers to SAP and
570 ``VIDEO_SOUND_LANG1`` is meaningless. Also undocumented in the V4L
571 specification, there is no way to query the selected mode. On
572 ``VIDIOCGAUDIO`` the driver returns the *actually received* audio
573 programmes in this field. In the V4L2 API this information is stored in
574 the struct :ref:`v4l2_tuner <v4l2-tuner>` ``rxsubchans`` and
575 ``audmode`` fields, respectively. See :ref:`tuner` for more
576 information on tuners. Related to audio modes struct
577 :ref:`v4l2_audio <v4l2-audio>` also reports if this is a mono or
578 stereo input, regardless if the source is a tuner.
579
580 The following fields where replaced by V4L2 controls accessible with the
581 :ref:`VIDIOC_QUERYCTRL`,
582 :ref:`VIDIOC_G_CTRL <VIDIOC_G_CTRL>` and
583 :ref:`VIDIOC_S_CTRL <VIDIOC_G_CTRL>` ioctls:
584
585
586
587 .. flat-table::
588     :header-rows:  1
589     :stub-columns: 0
590
591
592     -  .. row 1
593
594        -  struct :c:type:`struct video_audio`
595
596        -  V4L2 Control ID
597
598     -  .. row 2
599
600        -  ``volume``
601
602        -  ``V4L2_CID_AUDIO_VOLUME``
603
604     -  .. row 3
605
606        -  ``bass``
607
608        -  ``V4L2_CID_AUDIO_BASS``
609
610     -  .. row 4
611
612        -  ``treble``
613
614        -  ``V4L2_CID_AUDIO_TREBLE``
615
616     -  .. row 5
617
618        -  ``balance``
619
620        -  ``V4L2_CID_AUDIO_BALANCE``
621
622
623 To determine which of these controls are supported by a driver V4L
624 provides the ``flags`` ``VIDEO_AUDIO_VOLUME``, ``VIDEO_AUDIO_BASS``,
625 ``VIDEO_AUDIO_TREBLE`` and ``VIDEO_AUDIO_BALANCE``. In the V4L2 API the
626 :ref:`VIDIOC_QUERYCTRL` ioctl reports if the
627 respective control is supported. Accordingly the ``VIDEO_AUDIO_MUTABLE``
628 and ``VIDEO_AUDIO_MUTE`` flags where replaced by the boolean
629 ``V4L2_CID_AUDIO_MUTE`` control.
630
631 All V4L2 controls have a ``step`` attribute replacing the struct
632 :c:type:`struct video_audio` ``step`` field. The V4L audio controls
633 are assumed to range from 0 to 65535 with no particular reset value. The
634 V4L2 API permits arbitrary limits and defaults which can be queried with
635 the :ref:`VIDIOC_QUERYCTRL` ioctl. For general
636 information about controls see :ref:`control`.
637
638
639 Frame Buffer Overlay
640 ====================
641
642 The V4L2 ioctls equivalent to ``VIDIOCGFBUF`` and ``VIDIOCSFBUF`` are
643 :ref:`VIDIOC_G_FBUF <VIDIOC_G_FBUF>` and
644 :ref:`VIDIOC_S_FBUF <VIDIOC_G_FBUF>`. The ``base`` field of struct
645 :c:type:`struct video_buffer` remained unchanged, except V4L2 defines
646 a flag to indicate non-destructive overlays instead of a ``NULL``
647 pointer. All other fields moved into the struct
648 :ref:`v4l2_pix_format <v4l2-pix-format>` ``fmt`` substructure of
649 struct :ref:`v4l2_framebuffer <v4l2-framebuffer>`. The ``depth``
650 field was replaced by ``pixelformat``. See :ref:`pixfmt-rgb` for a
651 list of RGB formats and their respective color depths.
652
653 Instead of the special ioctls ``VIDIOCGWIN`` and ``VIDIOCSWIN`` V4L2
654 uses the general-purpose data format negotiation ioctls
655 :ref:`VIDIOC_G_FMT <VIDIOC_G_FMT>` and
656 :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>`. They take a pointer to a struct
657 :ref:`v4l2_format <v4l2-format>` as argument. Here the ``win`` member
658 of the ``fmt`` union is used, a struct
659 :ref:`v4l2_window <v4l2-window>`.
660
661 The ``x``, ``y``, ``width`` and ``height`` fields of struct
662 :c:type:`struct video_window` moved into struct
663 :ref:`v4l2_rect <v4l2-rect>` substructure ``w`` of struct
664 :c:type:`struct v4l2_window`. The ``chromakey``, ``clips``, and
665 ``clipcount`` fields remained unchanged. Struct
666 :c:type:`struct video_clip` was renamed to struct
667 :ref:`v4l2_clip <v4l2-clip>`, also containing a struct
668 :c:type:`struct v4l2_rect`, but the semantics are still the same.
669
670 The ``VIDEO_WINDOW_INTERLACE`` flag was dropped. Instead applications
671 must set the ``field`` field to ``V4L2_FIELD_ANY`` or
672 ``V4L2_FIELD_INTERLACED``. The ``VIDEO_WINDOW_CHROMAKEY`` flag moved
673 into struct :ref:`v4l2_framebuffer <v4l2-framebuffer>`, under the new
674 name ``V4L2_FBUF_FLAG_CHROMAKEY``.
675
676 In V4L, storing a bitmap pointer in ``clips`` and setting ``clipcount``
677 to ``VIDEO_CLIP_BITMAP`` (-1) requests bitmap clipping, using a fixed
678 size bitmap of 1024 Ã— 625 bits. Struct :c:type:`struct v4l2_window`
679 has a separate ``bitmap`` pointer field for this purpose and the bitmap
680 size is determined by ``w.width`` and ``w.height``.
681
682 The ``VIDIOCCAPTURE`` ioctl to enable or disable overlay was renamed to
683 :ref:`VIDIOC_OVERLAY`.
684
685
686 Cropping
687 ========
688
689 To capture only a subsection of the full picture V4L defines the
690 ``VIDIOCGCAPTURE`` and ``VIDIOCSCAPTURE`` ioctls using struct
691 :c:type:`struct video_capture`. The equivalent V4L2 ioctls are
692 :ref:`VIDIOC_G_CROP <VIDIOC_G_CROP>` and
693 :ref:`VIDIOC_S_CROP <VIDIOC_G_CROP>` using struct
694 :ref:`v4l2_crop <v4l2-crop>`, and the related
695 :ref:`VIDIOC_CROPCAP` ioctl. This is a rather
696 complex matter, see :ref:`crop` for details.
697
698 The ``x``, ``y``, ``width`` and ``height`` fields moved into struct
699 :ref:`v4l2_rect <v4l2-rect>` substructure ``c`` of struct
700 :c:type:`struct v4l2_crop`. The ``decimation`` field was dropped. In
701 the V4L2 API the scaling factor is implied by the size of the cropping
702 rectangle and the size of the captured or overlaid image.
703
704 The ``VIDEO_CAPTURE_ODD`` and ``VIDEO_CAPTURE_EVEN`` flags to capture
705 only the odd or even field, respectively, were replaced by
706 ``V4L2_FIELD_TOP`` and ``V4L2_FIELD_BOTTOM`` in the field named
707 ``field`` of struct :ref:`v4l2_pix_format <v4l2-pix-format>` and
708 struct :ref:`v4l2_window <v4l2-window>`. These structures are used to
709 select a capture or overlay format with the
710 :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>` ioctl.
711
712
713 Reading Images, Memory Mapping
714 ==============================
715
716
717 Capturing using the read method
718 -------------------------------
719
720 There is no essential difference between reading images from a V4L or
721 V4L2 device using the :ref:`read() <func-read>` function, however V4L2
722 drivers are not required to support this I/O method. Applications can
723 determine if the function is available with the
724 :ref:`VIDIOC_QUERYCAP` ioctl. All V4L2 devices
725 exchanging data with applications must support the
726 :ref:`select() <func-select>` and :ref:`poll() <func-poll>`
727 functions.
728
729 To select an image format and size, V4L provides the ``VIDIOCSPICT`` and
730 ``VIDIOCSWIN`` ioctls. V4L2 uses the general-purpose data format
731 negotiation ioctls :ref:`VIDIOC_G_FMT <VIDIOC_G_FMT>` and
732 :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>`. They take a pointer to a struct
733 :ref:`v4l2_format <v4l2-format>` as argument, here the struct
734 :ref:`v4l2_pix_format <v4l2-pix-format>` named ``pix`` of its
735 ``fmt`` union is used.
736
737 For more information about the V4L2 read interface see :ref:`rw`.
738
739
740 Capturing using memory mapping
741 ------------------------------
742
743 Applications can read from V4L devices by mapping buffers in device
744 memory, or more often just buffers allocated in DMA-able system memory,
745 into their address space. This avoids the data copying overhead of the
746 read method. V4L2 supports memory mapping as well, with a few
747 differences.
748
749
750
751 .. flat-table::
752     :header-rows:  1
753     :stub-columns: 0
754
755
756     -  .. row 1
757
758        -  V4L
759
760        -  V4L2
761
762     -  .. row 2
763
764        -
765        -  The image format must be selected before buffers are allocated,
766           with the :ref:`VIDIOC_S_FMT <VIDIOC_G_FMT>` ioctl. When no
767           format is selected the driver may use the last, possibly by
768           another application requested format.
769
770     -  .. row 3
771
772        -  Applications cannot change the number of buffers. The it is built
773           into the driver, unless it has a module option to change the
774           number when the driver module is loaded.
775
776        -  The :ref:`VIDIOC_REQBUFS` ioctl allocates the
777           desired number of buffers, this is a required step in the
778           initialization sequence.
779
780     -  .. row 4
781
782        -  Drivers map all buffers as one contiguous range of memory. The
783           ``VIDIOCGMBUF`` ioctl is available to query the number of buffers,
784           the offset of each buffer from the start of the virtual file, and
785           the overall amount of memory used, which can be used as arguments
786           for the :ref:`mmap() <func-mmap>` function.
787
788        -  Buffers are individually mapped. The offset and size of each
789           buffer can be determined with the
790           :ref:`VIDIOC_QUERYBUF` ioctl.
791
792     -  .. row 5
793
794        -  The ``VIDIOCMCAPTURE`` ioctl prepares a buffer for capturing. It
795           also determines the image format for this buffer. The ioctl
796           returns immediately, eventually with an ``EAGAIN`` error code if no
797           video signal had been detected. When the driver supports more than
798           one buffer applications can call the ioctl multiple times and thus
799           have multiple outstanding capture requests.
800
801           The ``VIDIOCSYNC`` ioctl suspends execution until a particular
802           buffer has been filled.
803
804        -  Drivers maintain an incoming and outgoing queue.
805           :ref:`VIDIOC_QBUF` enqueues any empty buffer into
806           the incoming queue. Filled buffers are dequeued from the outgoing
807           queue with the :ref:`VIDIOC_DQBUF <VIDIOC_QBUF>` ioctl. To wait
808           until filled buffers become available this function,
809           :ref:`select() <func-select>` or :ref:`poll() <func-poll>` can
810           be used. The :ref:`VIDIOC_STREAMON` ioctl
811           must be called once after enqueuing one or more buffers to start
812           capturing. Its counterpart
813           :ref:`VIDIOC_STREAMOFF <VIDIOC_STREAMON>` stops capturing and
814           dequeues all buffers from both queues. Applications can query the
815           signal status, if known, with the
816           :ref:`VIDIOC_ENUMINPUT` ioctl.
817
818
819 For a more in-depth discussion of memory mapping and examples, see
820 :ref:`mmap`.
821
822
823 Reading Raw VBI Data
824 ====================
825
826 Originally the V4L API did not specify a raw VBI capture interface, only
827 the device file ``/dev/vbi`` was reserved for this purpose. The only
828 driver supporting this interface was the BTTV driver, de-facto defining
829 the V4L VBI interface. Reading from the device yields a raw VBI image
830 with the following parameters:
831
832
833
834 .. flat-table::
835     :header-rows:  1
836     :stub-columns: 0
837
838
839     -  .. row 1
840
841        -  struct :ref:`v4l2_vbi_format <v4l2-vbi-format>`
842
843        -  V4L, BTTV driver
844
845     -  .. row 2
846
847        -  sampling_rate
848
849        -  28636363 Hz NTSC (or any other 525-line standard); 35468950 Hz PAL
850           and SECAM (625-line standards)
851
852     -  .. row 3
853
854        -  offset
855
856        -  ?
857
858     -  .. row 4
859
860        -  samples_per_line
861
862        -  2048
863
864     -  .. row 5
865
866        -  sample_format
867
868        -  V4L2_PIX_FMT_GREY. The last four bytes (a machine endianness
869           integer) contain a frame counter.
870
871     -  .. row 6
872
873        -  start[]
874
875        -  10, 273 NTSC; 22, 335 PAL and SECAM
876
877     -  .. row 7
878
879        -  count[]
880
881        -  16, 16 [#f9]_
882
883     -  .. row 8
884
885        -  flags
886
887        -  0
888
889
890 Undocumented in the V4L specification, in Linux 2.3 the
891 ``VIDIOCGVBIFMT`` and ``VIDIOCSVBIFMT`` ioctls using struct
892 :c:type:`struct vbi_format` were added to determine the VBI image
893 parameters. These ioctls are only partially compatible with the V4L2 VBI
894 interface specified in :ref:`raw-vbi`.
895
896 An ``offset`` field does not exist, ``sample_format`` is supposed to be
897 ``VIDEO_PALETTE_RAW``, equivalent to ``V4L2_PIX_FMT_GREY``. The
898 remaining fields are probably equivalent to struct
899 :ref:`v4l2_vbi_format <v4l2-vbi-format>`.
900
901 Apparently only the Zoran (ZR 36120) driver implements these ioctls. The
902 semantics differ from those specified for V4L2 in two ways. The
903 parameters are reset on :ref:`open() <func-open>` and
904 ``VIDIOCSVBIFMT`` always returns an ``EINVAL`` error code if the parameters
905 are invalid.
906
907
908 Miscellaneous
909 =============
910
911 V4L2 has no equivalent of the ``VIDIOCGUNIT`` ioctl. Applications can
912 find the VBI device associated with a video capture device (or vice
913 versa) by reopening the device and requesting VBI data. For details see
914 :ref:`open`.
915
916 No replacement exists for ``VIDIOCKEY``, and the V4L functions for
917 microcode programming. A new interface for MPEG compression and playback
918 devices is documented in :ref:`extended-controls`.
919
920 .. [#f1]
921    According to Documentation/devices.txt these should be symbolic links
922    to ``/dev/video0``. Note the original bttv interface is not
923    compatible with V4L or V4L2.
924
925 .. [#f2]
926    According to ``Documentation/devices.txt`` a symbolic link to
927    ``/dev/radio0``.
928
929 .. [#f3]
930    This is a custom format used by the BTTV driver, not one of the V4L2
931    standard formats.
932
933 .. [#f4]
934    Presumably all V4L RGB formats are little-endian, although some
935    drivers might interpret them according to machine endianness. V4L2
936    defines little-endian, big-endian and red/blue swapped variants. For
937    details see :ref:`pixfmt-rgb`.
938
939 .. [#f5]
940    ``VIDEO_PALETTE_YUV422`` and ``VIDEO_PALETTE_YUYV`` are the same
941    formats. Some V4L drivers respond to one, some to the other.
942
943 .. [#f6]
944    Not to be confused with ``V4L2_PIX_FMT_YUV411P``, which is a planar
945    format.
946
947 .. [#f7]
948    V4L explains this as: "RAW capture (BT848)"
949
950 .. [#f8]
951    Not to be confused with ``V4L2_PIX_FMT_Y41P``, which is a packed
952    format.
953
954 .. [#f9]
955    Old driver versions used different values, eventually the custom
956    ``BTTV_VBISIZE`` ioctl was added to query the correct values.