uvc camera在usb带宽不足的情况下，如何正常出图？ - 好文

在某些平台设备，如果同时使用多个uvc camera进行数据采集或者是同一个USB，既用作OTG功能，又用作USB host功能，会因为USB
带宽的的限制，导致camera无法正常使用，使用失败的现象如下：
uvcvideo: Failed to submit URB 0 (-28). No space left on device

在通过VIDIOC_STREAMON开启流数据传输时，将会产生以上错误，这个是由与USB的带宽不足导致的，出现这样的问题，可以尝试将分辨率调低，或者换为编码格式输出，如果还是不行，可以通过手动限制uvc
camera的输出带宽。

uvc驱动会在注册uvc camera的时候，在注册video节点之前，查询uvc
camera实际硬件的设备情况，并保存好，然后当使用的时候，设置完输出分辨率、格式等参数之后，在VIDIOC_STREAMON的时候，会根据设置的分辨率以及格式、注册video节点时查询得到的信息计算所需带宽，然后将该带宽与uvc
camera实际情况比较反馈得到一个合适的带宽设置到uvc camera中。

那么如何查看uvc camera支持的带宽信息呢？先通过lsusb命令查看得到uvc camera的厂家信息，比如得到下面的信息：
Bus 001 Device 041: ID 045e:0779 Microsoft Corp. LifeCam HD-3000
得知厂家id之后，比如从上面的信息可得知usb id为0x045e，接着通过lsusb -v -d 045e:
>info.txt命令，将查询uvc
camera的详细信息输出到info.txt。在info.txt中，通过搜索bAlternateSetting可以看到类似以下的信息：
Interface Descriptor: bLength 9 bDescriptorType 4 bInterfaceNumber 1
bAlternateSetting 3 bNumEndpoints 1 bInterfaceClass 14 Video bInterfaceSubClass
2 Video Streaming bInterfaceProtocol 0 iInterface 0 Endpoint Descriptor:
bLength 7 bDescriptorType 5 bEndpointAddress 0x81 EP 1 IN bmAttributes 5
Transfer Type Isochronous Synch Type Asynchronous Usage Type Data
wMaxPacketSize 0x0200 1x 512 bytes bInterval 1 Interface Descriptor: bLength 9
bDescriptorType 4 bInterfaceNumber 1 bAlternateSetting 4 bNumEndpoints 1
bInterfaceClass 14 Video bInterfaceSubClass 2 Video Streaming
bInterfaceProtocol 0 iInterface 0 Endpoint Descriptor: bLength 7
bDescriptorType 5 bEndpointAddress 0x81 EP 1 IN bmAttributes 5 Transfer Type
Isochronous Synch Type Asynchronous Usage Type Data wMaxPacketSize 0x0400 1x
1024 bytes bInterval 1
其中的wMaxPacketSize变量说明的就是该uvc camera支持的带宽，它会支持多种带宽，以适应不同的USB传输速率。

在Linux内核中的uvc驱动就有usb带宽的匹配设置过程，代码位于drivers/media/usb/uvc下的uvc_video.c中，在uvc_init_video()函数中，就会根据所设置的分辨率以及格式等参数，计算得到的带宽与uvc
camera硬件支持的带宽进行一个适配，从而设置有效参数。
/* * Initialize isochronous/bulk URBs and allocate transfer buffers. */ static
int uvc_init_video(struct uvc_streaming *stream, gfp_t gfp_flags) { struct
usb_interface *intf = stream->intf; struct usb_host_endpoint *ep; unsigned int
i; int ret; stream->sequence = -1; stream->last_fid = -1;
stream->bulk.header_size = 0; stream->bulk.skip_payload = 0;
stream->bulk.payload_size = 0; uvc_video_stats_start(stream); if
(intf->num_altsetting > 1) { struct usb_host_endpoint *best_ep = NULL; unsigned
int best_psize = UINT_MAX; unsigned int bandwidth; unsigned int
uninitialized_var(altsetting); int intfnum = stream->intfnum; /* Isochronous
endpoint, select the alternate setting. */ bandwidth =
stream->ctrl.dwMaxPayloadTransferSize; if (bandwidth == 0) {
uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO, "Device requested null " "bandwidth, defaulting to
lowest.\n"); bandwidth = 1; } else { uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO, "Device
requested %u " "B/frame bandwidth.\n", bandwidth); } for (i = 0; i <
intf->num_altsetting; ++i) { struct usb_host_interface *alts; unsigned int
psize; alts = &intf->altsetting[i]; ep = uvc_find_endpoint(alts,
stream->header.bEndpointAddress); if (ep == NULL) continue; /* Check if the
bandwidth is high enough. */ psize = uvc_endpoint_max_bpi(stream->dev->udev,
ep); if (psize >= bandwidth && psize <= best_psize) { altsetting =
alts->desc.bAlternateSetting; best_psize = psize; best_ep = ep; } } if (best_ep
== NULL) { uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO, "No fast enough alt setting " "for
requested bandwidth.\n"); return -EIO; } uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO, "Selecting
alternate setting %u " "(%u B/frame bandwidth).\n", altsetting, best_psize);
ret = usb_set_interface(stream->dev->udev, intfnum, altsetting); if (ret < 0)
return ret; ret = uvc_init_video_isoc(stream, best_ep, gfp_flags); } else { ...
}         ... return 0; }
      在上述函数中，有以下这个操作：
/* Isochronous endpoint, select the alternate setting. */ bandwidth =
stream->ctrl.dwMaxPayloadTransferSize;

bandWidth就是根据分辨率以及格式得到的所需带宽，我们可以手动的修改这个值，将它调小，降低usb带宽，从而在带宽有限的情况下可以有效的使用uvc
camera，但是需要注意，并不是可以随便的修改该值，因为最终还需要通过该值与uvc
camera的实际支持的带宽进行匹配，即上面通过lsusb得到的info.txt中的wMaxPacketSize值进行适配。wMaxPacketSize代表着usb传输数据时，每个包的数据量大小，当改小时，降低带宽，相应的分辨率以及帧率也都会降低，这个可以尝试修改，得到一个最合适的带宽。

为了方便调试，看到相应的带宽设置参数，可通过修改drivers/media/usb/uvc中的uvc_driver.c的uvc_trace_param值，将其修改为如下
unsigned int uvc_trace_param = UVC_TRACE_VIDEO;
这样就可以将与带宽相关的信息打印出来。

在嵌入式中，如果出现这样的问题，如果是uvc
camera本身是支持高分辨率的，一般都是嵌入式的usb驱动没有做好导致的。建议检查usb驱动，是不是标准的hci驱动，同时，有没有调试过相应驱动的同步传输。

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