4. 枚举帧尺寸

任务目标

针对指定像素格式（如 V4L2_PIX_FMT_YUYV），通过 VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES ioctl 枚举摄像头支持的帧尺寸。需要区分两种类型：离散尺寸（固定分辨率列表）和连续范围（最小/最大宽高及步进），并完整打印所有可能的分辨率。

核心实现

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/videodev2.h>

static void print_discrete(const struct v4l2_frmsizeenum *fsize) {
    printf("  离散尺寸: %ux%u\n",
           fsize->discrete.width, fsize->discrete.height);
}

static void print_stepwise(const struct v4l2_frmsizeenum *fsize) {
    const struct v4l2_frmsize_stepwise *sw = &fsize->stepwise;
    printf("  连续范围: 宽 %u~%u (步进 %u), 高 %u~%u (步进 %u)\n",
           sw->min_width, sw->max_width, sw->step_width,
           sw->min_height, sw->max_height, sw->step_height);
    printf("  可枚举分辨率:\n");
    unsigned int w, h;
    for (w = sw->min_width; w <= sw->max_width; w += sw->step_width)
        for (h = sw->min_height; h <= sw->max_height; h += sw->step_height)
            printf("    %ux%u\n", w, h);
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    if (argc != 3) {
        fprintf(stderr, "用法: %s <设备节点> <像素格式四字符码>\n", argv[0]);
        fprintf(stderr, "示例: %s /dev/video0 YUYV\n", argv[0]);
        return 1;
    }

    int fd = open(argv[1], O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 将四字符码（如 "YUYV"）转为 V4L2 像素格式值
    char fourcc[5] = {0};
    strncpy(fourcc, argv[2], 4);
    __u32 pixfmt = v4l2_fourcc(fourcc[0], fourcc[1], fourcc[2], fourcc[3]);

    struct v4l2_frmsizeenum fsize;
    memset(&fsize, 0, sizeof(fsize));
    fsize.pixel_format = pixfmt;

    printf("像素格式 %s 支持的帧尺寸:\n", argv[2]);
    int count = 0;
    for (fsize.index = 0; ; fsize.index++) {
        if (ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &fsize) < 0) {
            if (errno == EINVAL)
                break;  // 枚举结束
            perror("VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES");
            close(fd);
            return 1;
        }
        count++;
        printf("索引 %u, 类型 %s:\n", fsize.index,
               fsize.type == V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE ? "离散" :
               fsize.type == V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE ? "连续" :
               fsize.type == V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS ? "连续(步进1)" : "未知");
        if (fsize.type == V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE)
            print_discrete(&fsize);
        else if (fsize.type == V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE ||
                 fsize.type == V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS)
            print_stepwise(&fsize);
    }
    if (count == 0)
        printf("  (无任何帧尺寸信息)\n");

    close(fd);
    return 0;
}

编译与运行

# 编译（需安装 libv4l-dev 或仅需内核头文件）
gcc -o enum_framesize enum_framesize.c

# 运行：枚举 /dev/video0 在 YUYV 格式下的所有帧尺寸
./enum_framesize /dev/video0 YUYV

验证方法

• 正常输出：程序打印至少一个索引条目，且每个条目包含类型（离散/连续）及对应的分辨率信息。
• 离散类型：应看到类似 离散尺寸: 640x480 的输出，每个索引对应一个固定分辨率。
• 连续类型：应看到最小/最大宽高及步进值，随后列出按步进展开的所有分辨率组合。若类型为 CONTINUOUS，步进值应为 1。
• 结束条件：当 ioctl 返回 EINVAL 时枚举结束，程序正常退出，退出码为 0。
• 交叉验证：可使用 v4l2-ctl --list-formats-ext -d /dev/video0 对比输出，两者应一致（若设备支持该工具）。

常见问题

• 枚举为空：确认设备节点存在且当前像素格式确实被支持。可先用 VIDIOC_ENUM_FMT 确认格式有效性。
• 步进值过大导致打印过多：连续范围若步进为 1 且范围很大（如 16~1920），打印行数可能较多，属正常现象；如需限制可自行修改循环条件。
• 类型为 CONTINUOUS：内核将其视为步进为 1 的 STEPWISE，代码中已统一处理。