LINUX&UVC驱动枚举视频格式

vidioc_enum_fmt_vid_cap 和 vidioc_enum_fmt_vid_out 是Linux内核中V4L2（Video for Linux 2）驱动程序中的两个ioctl命令，用于枚举视频设备的捕获（capture）和输出（output）格式。

1. vidioc_enum_fmt_vid_cap:

   • 这个ioctl命令用于枚举视频设备（例如摄像头）支持的捕获格式。
   • 当应用程序想要捕获视频流时，它可以使用此命令来查询设备支持的不同捕获格式，如像素格式（RGB、YUV等）和分辨率。
   • 通常用于设置视频捕获的参数，如帧率、分辨率等。

2. vidioc_enum_fmt_vid_out:

   • 这个ioctl命令用于枚举视频设备（例如视频显示卡）支持的输出格式。
   • 当应用程序想要输出视频流时，它可以使用此命令来查询设备支持的不同输出格式，例如显示屏上支持的像素格式和分辨率。
   • 通常用于设置视频输出的参数，如输出分辨率、缩放比例等。

因此，两者之间的主要区别在于它们涉及的操作对象和操作的方向。vidioc_enum_fmt_vid_cap用于捕获设备的格式枚举，而vidioc_enum_fmt_vid_out用于输出设备的格式枚举。不过在应用层都使用的控制码为VIDIOC_ENUM_FMT，故使用fmt_desc.type的值是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE还是V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT等来区分。

enum v4l2_buf_type {
    V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE        = 1,
    V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT         = 2,
    V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OVERLAY        = 3,
    V4L2_BUF_TYPE_VBI_CAPTURE          = 4,
    V4L2_BUF_TYPE_VBI_OUTPUT           = 5,
    V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_CAPTURE   = 6,
    V4L2_BUF_TYPE_SLICED_VBI_OUTPUT    = 7,
    V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT_OVERLAY = 8,
    V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE_MPLANE = 9,
    V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_OUTPUT_MPLANE  = 10,
    V4L2_BUF_TYPE_SDR_CAPTURE          = 11,
    V4L2_BUF_TYPE_SDR_OUTPUT           = 12,
    V4L2_BUF_TYPE_META_CAPTURE         = 13,
    V4L2_BUF_TYPE_META_OUTPUT       = 14,
    /* Deprecated, do not use */
    V4L2_BUF_TYPE_PRIVATE              = 0x80,
};

在LINUX&UVC驱动中，分别使用uvc_ioctl_enum_fmt_vid_cap和uvc_ioctl_enum_fmt_vid_out函数来枚举视频设备的格式。不过其实两者的代码最终是相同的。

const struct v4l2_ioctl_ops uvc_ioctl_ops = {
...
    .vidioc_enum_fmt_vid_cap = uvc_ioctl_enum_fmt_vid_cap,
    .vidioc_enum_fmt_vid_out = uvc_ioctl_enum_fmt_vid_out,
...
}

最终都是使用的是uvc_ioctl_enum_fmt获取视频设备的格式：

static int uvc_ioctl_enum_fmt_vid_cap(struct file *file, void *fh,struct v4l2_fmtdesc *fmt)
{
    struct uvc_fh *handle = fh;
    struct uvc_streaming *stream = handle->stream;

    return uvc_ioctl_enum_fmt(stream, fmt);
}

static int uvc_ioctl_enum_fmt_vid_out(struct file *file, void *fh,struct v4l2_fmtdesc *fmt)
{
    struct uvc_fh *handle = fh;
    struct uvc_streaming *stream = handle->stream;

    return uvc_ioctl_enum_fmt(stream, fmt);
}

uvc_ioctl_enum_fmt

uvc_ioctl_enum_fmt的代码其实是将UVC视频流接口描述符中解析出的视频格式。

static int uvc_ioctl_enum_fmt(struct uvc_streaming *stream,
                  struct v4l2_fmtdesc *fmt)
{
    struct uvc_format *format;
    enum v4l2_buf_type type = fmt->type;
    u32 index = fmt->index;

    if (fmt->type != stream->type || fmt->index >= stream->nformats)
        return -EINVAL;

    memset(fmt, 0, sizeof(*fmt));
    fmt->index = index;
    fmt->type = type;

    format = &stream->format[fmt->index];
    fmt->flags = 0;
    if (format->flags & UVC_FMT_FLAG_COMPRESSED)
        fmt->flags |= V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED;
    strscpy(fmt->description, format->name, sizeof(fmt->description));
    fmt->description[sizeof(fmt->description) - 1] = 0;
    fmt->pixelformat = format->fcc;
    return 0;
}

当然，这里只解析出了支持的视频格式，其下应还有分辨率Frame和帧率。

• struct uvc_streaming
  • struct uvc_format
    • struct uvc_frame

struct uvc_frame {
    u8  bFrameIndex;
    u8  bmCapabilities;
    u16 wWidth;
    u16 wHeight;
    u32 dwMinBitRate;
    u32 dwMaxBitRate;
    u32 dwMaxVideoFrameBufferSize;
    u8  bFrameIntervalType;
    u32 dwDefaultFrameInterval;
    u32 *dwFrameInterval;
};