芯耀
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在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領域，虛擬視頻設備技術正成為實現多媒體功能創(chuàng)新的關鍵技術支撐。v4l2loopback作為一款功能強大的Linux內核模塊，可以為視頻流處理提供靈活的路由架構，在遠程協作、實時流媒體傳輸及AI視覺處理等場景展現出顯著應用價值。本文將以ELF 2開發(fā)板為載體，系統(tǒng)闡述v4l2loopback模塊的工程化部署全流程。
一、設置環(huán)境
elf@ubuntu:~/work/ELF2-linux-source$ export PATH=/home/elf/aarch64-buildroot-linux-gnu_sdk-buildroot/bin:$PATH
二、配置內核
elf@ubuntu:~/work/ELF2-linux-source$ ./build.sh elf2_desktop_defconfig
三、編譯內核頭文件
elf@ubuntu:~/work/ELF2-linux-source$ ./build.sh kernel linux-headers
四、獲取并編譯v4l2loopback
4.1克隆v4l2loopback倉庫
elf@ubuntu:~/work/ELF2-linux-source$ git clone https://github.com/umlaeute/v4l2loopback.git
4.2進入v4l2loopback目錄
克隆完成后，使用cd命令進入v4l2loopback源代碼目錄：
elf@ubuntu:~/work/ELF2-linux-source$ cd v4l2loopback/
4.3修改v4l2loopback.c文件
由于不同開發(fā)板的內核架構和配置存在差異，需對v4l2loopback的源代碼進行適當修改以確保兼容性。使用文本編輯器打開v4l2loopback.c文件：
elf@ubuntu:~/work1/ELF2-linux-source/v4l2loopback$ vi v4l2loopback.c
4.4編譯v4l2loopback模塊
elf@ubuntu:~/work1/ELF2-linux-source/v4l2loopback$ make KERNEL_DIR=$(pwd)/../kernel ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-buildroot-linux-gnu-
參數說明：
KERNEL_DIR=$(pwd)/../kernel：指定內核源代碼目錄，用于獲取編譯所需的內核頭文件和編譯配置。
ARCH=arm64：指定目標架構為ARM64，與ELF 2開發(fā)板的硬件架構匹配。
CROSS_COMPILE=aarch64-buildroot-linux-gnu-：指定交叉編譯工具前綴，確保生成的模塊適用于ARM64架構的開發(fā)板。
編譯過程完成后，將在當前目錄下生成名為v4l2loopback.ko的內核模塊文件，這是后續(xù)需要部署到開發(fā)板上的核心文件。
五、測試驗證
5.1拷貝v4l2loopback.ko文件到開發(fā)板
將生成的v4l2loopback.ko文件通過U盤拷貝到開發(fā)板/root目錄下。
5.2加載模塊
在開發(fā)板上加載v4l2loopback模塊，創(chuàng)建2個設備并指定設備號。
root@elf2-desktop:~# insmod v4l2loopback.ko devices=2 video_nr=21,22 card_label=VirtualCam1,VirtualCam2
devices=2：指定創(chuàng)建2個虛擬視頻設備。
video_nr=21,22：手動指定設備號為/dev/video21和/dev/video22，避免與系統(tǒng)已有的視頻設備號沖突。
card_label=VirtualCam1,VirtualCam2（可選）：為虛擬設備設置易識別的標簽，方便后續(xù)使用中區(qū)分不同設備。
5.3列出已加載的模塊
執(zhí)行以下命令查看已加載的內核模塊，確認 v4l2loopback 模塊是否成功加載：
root@elf2-desktop:~# lsmod
5.4檢查生成的視頻設備
通過以下命令列出系統(tǒng)中的視頻設備文件，檢查是否成功創(chuàng)建了指定的虛擬視頻設備：
root@elf2-desktop:~# ls /dev/video*
可以看到/dev/video21和/dev/video22兩個設備文件。
5.5查看設備信息
使用v4l2-ctl工具查看虛擬視頻設備的詳細信息
root@elf2-desktop:~# v4l2-ctl --device=/dev/video21 --info
5.6視頻流傳輸
說明：
ELF 2開發(fā)板連接屏幕；
登錄兩個終端，一個使用串口登錄，一個使用網絡登錄；
5.6.1在終端1推送測試視頻流（FFmpeg）
FFmpeg會持續(xù)生成SMPTE測試條視頻流，并寫入/dev/video21。
root@elf2-desktop:~# ffmpeg -f lavfi -i smptebars=size=1024x600 -pix_fmt yuv420p -f v4l2 /dev/video21
root@elf2-desktop:~# gst-launch-1.0 v4l2src device=/dev/video21 ! autovideosink
屏幕彈出一個窗口顯示SMPTE測試條：
通過以上步驟，我們完成了在ELF 2開發(fā)板上部署v4l2loopback的全過程。從事嵌入式開發(fā)的工程師與高校師生可基于此構建各種視頻應用場景，如視頻會議系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)等。如果在實踐中遇到問題，歡迎隨時交流探討！
