lavd/avfoundation: Add support for 24 and 32bit integer input.
[ffmpeg.git] / libavdevice / avfoundation.m
1 /*
2  * AVFoundation input device
3  * Copyright (c) 2014 Thilo Borgmann <thilo.borgmann@mail.de>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * AVFoundation input device
25  * @author Thilo Borgmann <thilo.borgmann@mail.de>
26  */
27
28 #import <AVFoundation/AVFoundation.h>
29 #include <pthread.h>
30
31 #include "libavutil/pixdesc.h"
32 #include "libavutil/opt.h"
33 #include "libavutil/avstring.h"
34 #include "libavformat/internal.h"
35 #include "libavutil/internal.h"
36 #include "libavutil/time.h"
37 #include "avdevice.h"
38
39 static const int avf_time_base = 1000000;
40
41 static const AVRational avf_time_base_q = {
42     .num = 1,
43     .den = avf_time_base
44 };
45
46 struct AVFPixelFormatSpec {
47     enum AVPixelFormat ff_id;
48     OSType avf_id;
49 };
50
51 static const struct AVFPixelFormatSpec avf_pixel_formats[] = {
52     { AV_PIX_FMT_MONOBLACK,    kCVPixelFormatType_1Monochrome },
53     { AV_PIX_FMT_RGB555BE,     kCVPixelFormatType_16BE555 },
54     { AV_PIX_FMT_RGB555LE,     kCVPixelFormatType_16LE555 },
55     { AV_PIX_FMT_RGB565BE,     kCVPixelFormatType_16BE565 },
56     { AV_PIX_FMT_RGB565LE,     kCVPixelFormatType_16LE565 },
57     { AV_PIX_FMT_RGB24,        kCVPixelFormatType_24RGB },
58     { AV_PIX_FMT_BGR24,        kCVPixelFormatType_24BGR },
59     { AV_PIX_FMT_0RGB,         kCVPixelFormatType_32ARGB },
60     { AV_PIX_FMT_BGR0,         kCVPixelFormatType_32BGRA },
61     { AV_PIX_FMT_0BGR,         kCVPixelFormatType_32ABGR },
62     { AV_PIX_FMT_RGB0,         kCVPixelFormatType_32RGBA },
63     { AV_PIX_FMT_BGR48BE,      kCVPixelFormatType_48RGB },
64     { AV_PIX_FMT_UYVY422,      kCVPixelFormatType_422YpCbCr8 },
65     { AV_PIX_FMT_YUVA444P,     kCVPixelFormatType_4444YpCbCrA8R },
66     { AV_PIX_FMT_YUVA444P16LE, kCVPixelFormatType_4444AYpCbCr16 },
67     { AV_PIX_FMT_YUV444P,      kCVPixelFormatType_444YpCbCr8 },
68     { AV_PIX_FMT_YUV422P16,    kCVPixelFormatType_422YpCbCr16 },
69     { AV_PIX_FMT_YUV422P10,    kCVPixelFormatType_422YpCbCr10 },
70     { AV_PIX_FMT_YUV444P10,    kCVPixelFormatType_444YpCbCr10 },
71     { AV_PIX_FMT_YUV420P,      kCVPixelFormatType_420YpCbCr8Planar },
72     { AV_PIX_FMT_NV12,         kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange },
73     { AV_PIX_FMT_YUYV422,      kCVPixelFormatType_422YpCbCr8_yuvs },
74 #if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
75     { AV_PIX_FMT_GRAY8,        kCVPixelFormatType_OneComponent8 },
76 #endif
77     { AV_PIX_FMT_NONE, 0 }
78 };
79
80 typedef struct
81 {
82     AVClass*        class;
83
84     int             frames_captured;
85     int             audio_frames_captured;
86     int64_t         first_pts;
87     int64_t         first_audio_pts;
88     pthread_mutex_t frame_lock;
89     pthread_cond_t  frame_wait_cond;
90     id              avf_delegate;
91     id              avf_audio_delegate;
92
93     int             list_devices;
94     int             video_device_index;
95     int             video_stream_index;
96     int             audio_device_index;
97     int             audio_stream_index;
98
99     char            *video_filename;
100     char            *audio_filename;
101
102     int             num_video_devices;
103
104     int             audio_channels;
105     int             audio_bits_per_sample;
106     int             audio_float;
107     int             audio_be;
108     int             audio_signed_integer;
109     int             audio_packed;
110     int             audio_non_interleaved;
111
112     int32_t         *audio_buffer;
113     int             audio_buffer_size;
114
115     enum AVPixelFormat pixel_format;
116
117     AVCaptureSession         *capture_session;
118     AVCaptureVideoDataOutput *video_output;
119     AVCaptureAudioDataOutput *audio_output;
120     CMSampleBufferRef         current_frame;
121     CMSampleBufferRef         current_audio_frame;
122 } AVFContext;
123
124 static void lock_frames(AVFContext* ctx)
125 {
126     pthread_mutex_lock(&ctx->frame_lock);
127 }
128
129 static void unlock_frames(AVFContext* ctx)
130 {
131     pthread_mutex_unlock(&ctx->frame_lock);
132 }
133
134 /** FrameReciever class - delegate for AVCaptureSession
135  */
136 @interface AVFFrameReceiver : NSObject
137 {
138     AVFContext* _context;
139 }
140
141 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context;
142
143 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
144   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)videoFrame
145          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
146
147 @end
148
149 @implementation AVFFrameReceiver
150
151 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context
152 {
153     if (self = [super init]) {
154         _context = context;
155     }
156     return self;
157 }
158
159 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
160   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)videoFrame
161          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
162 {
163     lock_frames(_context);
164
165     if (_context->current_frame != nil) {
166         CFRelease(_context->current_frame);
167     }
168
169     _context->current_frame = (CMSampleBufferRef)CFRetain(videoFrame);
170
171     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
172
173     unlock_frames(_context);
174
175     ++_context->frames_captured;
176 }
177
178 @end
179
180 /** AudioReciever class - delegate for AVCaptureSession
181  */
182 @interface AVFAudioReceiver : NSObject
183 {
184     AVFContext* _context;
185 }
186
187 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context;
188
189 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
190   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)audioFrame
191          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
192
193 @end
194
195 @implementation AVFAudioReceiver
196
197 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context
198 {
199     if (self = [super init]) {
200         _context = context;
201     }
202     return self;
203 }
204
205 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
206   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)audioFrame
207          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
208 {
209     lock_frames(_context);
210
211     if (_context->current_audio_frame != nil) {
212         CFRelease(_context->current_audio_frame);
213     }
214
215     _context->current_audio_frame = (CMSampleBufferRef)CFRetain(audioFrame);
216
217     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
218
219     unlock_frames(_context);
220
221     ++_context->audio_frames_captured;
222 }
223
224 @end
225
226 static void destroy_context(AVFContext* ctx)
227 {
228     [ctx->capture_session stopRunning];
229
230     [ctx->capture_session release];
231     [ctx->video_output    release];
232     [ctx->audio_output    release];
233     [ctx->avf_delegate    release];
234     [ctx->avf_audio_delegate release];
235
236     ctx->capture_session = NULL;
237     ctx->video_output    = NULL;
238     ctx->audio_output    = NULL;
239     ctx->avf_delegate    = NULL;
240     ctx->avf_audio_delegate = NULL;
241
242     av_freep(&ctx->audio_buffer);
243
244     pthread_mutex_destroy(&ctx->frame_lock);
245     pthread_cond_destroy(&ctx->frame_wait_cond);
246
247     if (ctx->current_frame) {
248         CFRelease(ctx->current_frame);
249     }
250 }
251
252 static void parse_device_name(AVFormatContext *s)
253 {
254     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
255     char *tmp = av_strdup(s->filename);
256     char *save;
257
258     if (tmp[0] != ':') {
259         ctx->video_filename = av_strtok(tmp,  ":", &save);
260         ctx->audio_filename = av_strtok(NULL, ":", &save);
261     } else {
262         ctx->audio_filename = av_strtok(tmp,  ":", &save);
263     }
264 }
265
266 static int add_video_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *video_device)
267 {
268     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
269     NSError *error  = nil;
270     AVCaptureInput* capture_input = nil;
271
272     if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
273         capture_input = (AVCaptureInput*) [[[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:video_device error:&error] autorelease];
274     } else {
275         capture_input = (AVCaptureInput*) video_device;
276     }
277
278     if (!capture_input) {
279         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to create AV capture input device: %s\n",
280                [[error localizedDescription] UTF8String]);
281         return 1;
282     }
283
284     if ([ctx->capture_session canAddInput:capture_input]) {
285         [ctx->capture_session addInput:capture_input];
286     } else {
287         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add video input to capture session\n");
288         return 1;
289     }
290
291     // Attaching output
292     ctx->video_output = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
293
294     if (!ctx->video_output) {
295         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to init AV video output\n");
296         return 1;
297     }
298
299     // select pixel format
300     struct AVFPixelFormatSpec pxl_fmt_spec;
301     pxl_fmt_spec.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
302
303     for (int i = 0; avf_pixel_formats[i].ff_id != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
304         if (ctx->pixel_format == avf_pixel_formats[i].ff_id) {
305             pxl_fmt_spec = avf_pixel_formats[i];
306             break;
307         }
308     }
309
310     // check if selected pixel format is supported by AVFoundation
311     if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
312         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected pixel format (%s) is not supported by AVFoundation.\n",
313                av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
314         return 1;
315     }
316
317     // check if the pixel format is available for this device
318     if ([[ctx->video_output availableVideoCVPixelFormatTypes] indexOfObject:[NSNumber numberWithInt:pxl_fmt_spec.avf_id]] == NSNotFound) {
319         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected pixel format (%s) is not supported by the input device.\n",
320                av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
321
322         pxl_fmt_spec.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
323
324         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Supported pixel formats:\n");
325         for (NSNumber *pxl_fmt in [ctx->video_output availableVideoCVPixelFormatTypes]) {
326             struct AVFPixelFormatSpec pxl_fmt_dummy;
327             pxl_fmt_dummy.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
328             for (int i = 0; avf_pixel_formats[i].ff_id != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
329                 if ([pxl_fmt intValue] == avf_pixel_formats[i].avf_id) {
330                     pxl_fmt_dummy = avf_pixel_formats[i];
331                     break;
332                 }
333             }
334
335             if (pxl_fmt_dummy.ff_id != AV_PIX_FMT_NONE) {
336                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "  %s\n", av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_dummy.ff_id));
337
338                 // select first supported pixel format instead of user selected (or default) pixel format
339                 if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
340                     pxl_fmt_spec = pxl_fmt_dummy;
341                 }
342             }
343         }
344
345         // fail if there is no appropriate pixel format or print a warning about overriding the pixel format
346         if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
347             return 1;
348         } else {
349             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Overriding selected pixel format to use %s instead.\n",
350                    av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
351         }
352     }
353
354     ctx->pixel_format          = pxl_fmt_spec.ff_id;
355     NSNumber     *pixel_format = [NSNumber numberWithUnsignedInt:pxl_fmt_spec.avf_id];
356     NSDictionary *capture_dict = [NSDictionary dictionaryWithObject:pixel_format
357                                                forKey:(id)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey];
358
359     [ctx->video_output setVideoSettings:capture_dict];
360     [ctx->video_output setAlwaysDiscardsLateVideoFrames:YES];
361
362     ctx->avf_delegate = [[AVFFrameReceiver alloc] initWithContext:ctx];
363
364     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("avf_queue", NULL);
365     [ctx->video_output setSampleBufferDelegate:ctx->avf_delegate queue:queue];
366     dispatch_release(queue);
367
368     if ([ctx->capture_session canAddOutput:ctx->video_output]) {
369         [ctx->capture_session addOutput:ctx->video_output];
370     } else {
371         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add video output to capture session\n");
372         return 1;
373     }
374
375     return 0;
376 }
377
378 static int add_audio_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *audio_device)
379 {
380     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
381     NSError *error  = nil;
382     AVCaptureDeviceInput* audio_dev_input = [[[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:audio_device error:&error] autorelease];
383
384     if (!audio_dev_input) {
385         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to create AV capture input device: %s\n",
386                [[error localizedDescription] UTF8String]);
387         return 1;
388     }
389
390     if ([ctx->capture_session canAddInput:audio_dev_input]) {
391         [ctx->capture_session addInput:audio_dev_input];
392     } else {
393         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add audio input to capture session\n");
394         return 1;
395     }
396
397     // Attaching output
398     ctx->audio_output = [[AVCaptureAudioDataOutput alloc] init];
399
400     if (!ctx->audio_output) {
401         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to init AV audio output\n");
402         return 1;
403     }
404
405     ctx->avf_audio_delegate = [[AVFAudioReceiver alloc] initWithContext:ctx];
406
407     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("avf_audio_queue", NULL);
408     [ctx->audio_output setSampleBufferDelegate:ctx->avf_audio_delegate queue:queue];
409     dispatch_release(queue);
410
411     if ([ctx->capture_session canAddOutput:ctx->audio_output]) {
412         [ctx->capture_session addOutput:ctx->audio_output];
413     } else {
414         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "adding audio output to capture session failed\n");
415         return 1;
416     }
417
418     return 0;
419 }
420
421 static int get_video_config(AVFormatContext *s)
422 {
423     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
424
425     // Take stream info from the first frame.
426     while (ctx->frames_captured < 1) {
427         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
428     }
429
430     lock_frames(ctx);
431
432     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
433
434     if (!stream) {
435         return 1;
436     }
437
438     ctx->video_stream_index = stream->index;
439
440     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, avf_time_base);
441
442     CVImageBufferRef image_buffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(ctx->current_frame);
443     CGSize image_buffer_size      = CVImageBufferGetEncodedSize(image_buffer);
444
445     stream->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
446     stream->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
447     stream->codec->width      = (int)image_buffer_size.width;
448     stream->codec->height     = (int)image_buffer_size.height;
449     stream->codec->pix_fmt    = ctx->pixel_format;
450
451     CFRelease(ctx->current_frame);
452     ctx->current_frame = nil;
453
454     unlock_frames(ctx);
455
456     return 0;
457 }
458
459 static int get_audio_config(AVFormatContext *s)
460 {
461     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
462
463     // Take stream info from the first frame.
464     while (ctx->audio_frames_captured < 1) {
465         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
466     }
467
468     lock_frames(ctx);
469
470     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
471
472     if (!stream) {
473         return 1;
474     }
475
476     ctx->audio_stream_index = stream->index;
477
478     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, avf_time_base);
479
480     CMFormatDescriptionRef format_desc = CMSampleBufferGetFormatDescription(ctx->current_audio_frame);
481     const AudioStreamBasicDescription *basic_desc = CMAudioFormatDescriptionGetStreamBasicDescription(format_desc);
482
483     if (!basic_desc) {
484         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "audio format not available\n");
485         return 1;
486     }
487
488     stream->codec->codec_type     = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
489     stream->codec->sample_rate    = basic_desc->mSampleRate;
490     stream->codec->channels       = basic_desc->mChannelsPerFrame;
491     stream->codec->channel_layout = av_get_default_channel_layout(stream->codec->channels);
492
493     ctx->audio_channels        = basic_desc->mChannelsPerFrame;
494     ctx->audio_bits_per_sample = basic_desc->mBitsPerChannel;
495     ctx->audio_float           = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsFloat;
496     ctx->audio_be              = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsBigEndian;
497     ctx->audio_signed_integer  = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsSignedInteger;
498     ctx->audio_packed          = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsPacked;
499     ctx->audio_non_interleaved = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsNonInterleaved;
500
501     if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
502         ctx->audio_float &&
503         ctx->audio_bits_per_sample == 32 &&
504         ctx->audio_packed) {
505         stream->codec->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_F32BE : AV_CODEC_ID_PCM_F32LE;
506     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
507         ctx->audio_signed_integer &&
508         ctx->audio_bits_per_sample == 16 &&
509         ctx->audio_packed) {
510         stream->codec->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S16BE : AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
511     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
512         ctx->audio_signed_integer &&
513         ctx->audio_bits_per_sample == 24 &&
514         ctx->audio_packed) {
515         stream->codec->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S24BE : AV_CODEC_ID_PCM_S24LE;
516     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
517         ctx->audio_signed_integer &&
518         ctx->audio_bits_per_sample == 32 &&
519         ctx->audio_packed) {
520         stream->codec->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S32BE : AV_CODEC_ID_PCM_S32LE;
521     } else {
522         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "audio format is not supported\n");
523         return 1;
524     }
525
526     if (ctx->audio_non_interleaved) {
527         CMBlockBufferRef block_buffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(ctx->current_audio_frame);
528         ctx->audio_buffer_size        = CMBlockBufferGetDataLength(block_buffer);
529         ctx->audio_buffer             = av_malloc(ctx->audio_buffer_size);
530         if (!ctx->audio_buffer) {
531             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "error allocating audio buffer\n");
532             return 1;
533         }
534     }
535
536     CFRelease(ctx->current_audio_frame);
537     ctx->current_audio_frame = nil;
538
539     unlock_frames(ctx);
540
541     return 0;
542 }
543
544 static int avf_read_header(AVFormatContext *s)
545 {
546     NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
547     AVFContext *ctx         = (AVFContext*)s->priv_data;
548     ctx->first_pts          = av_gettime();
549     ctx->first_audio_pts    = av_gettime();
550     uint32_t num_screens    = 0;
551
552     pthread_mutex_init(&ctx->frame_lock, NULL);
553     pthread_cond_init(&ctx->frame_wait_cond, NULL);
554
555 #if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
556     CGGetActiveDisplayList(0, NULL, &num_screens);
557 #endif
558
559     // List devices if requested
560     if (ctx->list_devices) {
561         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "AVFoundation video devices:\n");
562         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
563         int index = 0;
564         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
565             const char *name = [[device localizedName] UTF8String];
566             index            = [devices indexOfObject:device];
567             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
568             index++;
569         }
570 #if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
571         if (num_screens > 0) {
572             CGDirectDisplayID screens[num_screens];
573             CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
574             for (int i = 0; i < num_screens; i++) {
575                 av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] Capture screen %d\n", index + i, i);
576             }
577         }
578 #endif
579
580         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "AVFoundation audio devices:\n");
581         devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
582         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
583             const char *name = [[device localizedName] UTF8String];
584             int index  = [devices indexOfObject:device];
585             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
586         }
587          goto fail;
588     }
589
590     // Find capture device
591     AVCaptureDevice *video_device = nil;
592     AVCaptureDevice *audio_device = nil;
593
594     NSArray *video_devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
595     ctx->num_video_devices = [video_devices count];
596
597     // parse input filename for video and audio device
598     parse_device_name(s);
599
600     // check for device index given in filename
601     if (ctx->video_device_index == -1 && ctx->video_filename) {
602         sscanf(ctx->video_filename, "%d", &ctx->video_device_index);
603     }
604     if (ctx->audio_device_index == -1 && ctx->audio_filename) {
605         sscanf(ctx->audio_filename, "%d", &ctx->audio_device_index);
606     }
607
608     if (ctx->video_device_index >= 0) {
609         if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
610             video_device = [video_devices objectAtIndex:ctx->video_device_index];
611         } else if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices + num_screens) {
612 #if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
613             CGDirectDisplayID screens[num_screens];
614             CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
615             AVCaptureScreenInput* capture_screen_input = [[[AVCaptureScreenInput alloc] initWithDisplayID:screens[ctx->video_device_index - ctx->num_video_devices]] autorelease];
616             video_device = (AVCaptureDevice*) capture_screen_input;
617 #endif
618          } else {
619             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid device index\n");
620             goto fail;
621         }
622     } else if (ctx->video_filename &&
623                strncmp(ctx->video_filename, "none", 4)) {
624         if (!strncmp(ctx->video_filename, "default", 7)) {
625             video_device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
626         } else {
627         // looking for video inputs
628         for (AVCaptureDevice *device in video_devices) {
629             if (!strncmp(ctx->video_filename, [[device localizedName] UTF8String], strlen(ctx->video_filename))) {
630                 video_device = device;
631                 break;
632             }
633         }
634
635 #if __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
636         // looking for screen inputs
637         if (!video_device) {
638             int idx;
639             if(sscanf(ctx->video_filename, "Capture screen %d", &idx) && idx < num_screens) {
640                 CGDirectDisplayID screens[num_screens];
641                 CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
642                 AVCaptureScreenInput* capture_screen_input = [[[AVCaptureScreenInput alloc] initWithDisplayID:screens[idx]] autorelease];
643                 video_device = (AVCaptureDevice*) capture_screen_input;
644                 ctx->video_device_index = ctx->num_video_devices + idx;
645             }
646         }
647 #endif
648         }
649
650         if (!video_device) {
651             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video device not found\n");
652             goto fail;
653         }
654     }
655
656     // get audio device
657     if (ctx->audio_device_index >= 0) {
658         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
659
660         if (ctx->audio_device_index >= [devices count]) {
661             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid audio device index\n");
662             goto fail;
663         }
664
665         audio_device = [devices objectAtIndex:ctx->audio_device_index];
666     } else if (ctx->audio_filename &&
667                strncmp(ctx->audio_filename, "none", 4)) {
668         if (!strncmp(ctx->audio_filename, "default", 7)) {
669             audio_device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
670         } else {
671         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
672
673         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
674             if (!strncmp(ctx->audio_filename, [[device localizedName] UTF8String], strlen(ctx->audio_filename))) {
675                 audio_device = device;
676                 break;
677             }
678         }
679         }
680
681         if (!audio_device) {
682             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Audio device not found\n");
683              goto fail;
684         }
685     }
686
687     // Video nor Audio capture device not found, looking for AVMediaTypeVideo/Audio
688     if (!video_device && !audio_device) {
689         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No AV capture device found\n");
690         goto fail;
691     }
692
693     if (video_device) {
694         if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
695             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [[video_device localizedName] UTF8String]);
696         } else {
697             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [[video_device description] UTF8String]);
698         }
699     }
700     if (audio_device) {
701         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "audio device '%s' opened\n", [[audio_device localizedName] UTF8String]);
702     }
703
704     // Initialize capture session
705     ctx->capture_session = [[AVCaptureSession alloc] init];
706
707     if (video_device && add_video_device(s, video_device)) {
708         goto fail;
709     }
710     if (audio_device && add_audio_device(s, audio_device)) {
711     }
712
713     [ctx->capture_session startRunning];
714
715     if (video_device && get_video_config(s)) {
716         goto fail;
717     }
718
719     // set audio stream
720     if (audio_device && get_audio_config(s)) {
721         goto fail;
722     }
723
724     [pool release];
725     return 0;
726
727 fail:
728     [pool release];
729     destroy_context(ctx);
730     return AVERROR(EIO);
731 }
732
733 static int avf_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
734 {
735     AVFContext* ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
736
737     do {
738         lock_frames(ctx);
739
740         CVImageBufferRef image_buffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(ctx->current_frame);
741
742         if (ctx->current_frame != nil) {
743             if (av_new_packet(pkt, (int)CVPixelBufferGetDataSize(image_buffer)) < 0) {
744                 return AVERROR(EIO);
745             }
746
747             pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(av_gettime() - ctx->first_pts,
748                                                AV_TIME_BASE_Q,
749                                                avf_time_base_q);
750             pkt->stream_index  = ctx->video_stream_index;
751             pkt->flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
752
753             CVPixelBufferLockBaseAddress(image_buffer, 0);
754
755             void* data = CVPixelBufferGetBaseAddress(image_buffer);
756             memcpy(pkt->data, data, pkt->size);
757
758             CVPixelBufferUnlockBaseAddress(image_buffer, 0);
759             CFRelease(ctx->current_frame);
760             ctx->current_frame = nil;
761         } else if (ctx->current_audio_frame != nil) {
762             CMBlockBufferRef block_buffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(ctx->current_audio_frame);
763             int block_buffer_size         = CMBlockBufferGetDataLength(block_buffer);
764
765             if (!block_buffer || !block_buffer_size) {
766                 return AVERROR(EIO);
767             }
768
769             if (ctx->audio_non_interleaved && block_buffer_size > ctx->audio_buffer_size) {
770                 return AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL;
771             }
772
773             if (av_new_packet(pkt, block_buffer_size) < 0) {
774                 return AVERROR(EIO);
775             }
776
777             pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(av_gettime() - ctx->first_audio_pts,
778                                                AV_TIME_BASE_Q,
779                                                avf_time_base_q);
780
781             pkt->stream_index  = ctx->audio_stream_index;
782             pkt->flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
783
784             if (ctx->audio_non_interleaved) {
785                 int sample, c, shift;
786
787                 OSStatus ret = CMBlockBufferCopyDataBytes(block_buffer, 0, pkt->size, ctx->audio_buffer);
788                 if (ret != kCMBlockBufferNoErr) {
789                     return AVERROR(EIO);
790                 }
791
792                 int num_samples = pkt->size / (ctx->audio_channels * (ctx->audio_bits_per_sample >> 3));
793
794                 // transform decoded frame into output format
795                 #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                         \
796                 {                                                                      \
797                     int##bps##_t **src;                                                \
798                     int##bps##_t *dest;                                                \
799                     src = av_malloc(ctx->audio_channels * sizeof(int##bps##_t*));      \
800                     if (!src) return AVERROR(EIO);                                     \
801                     for (c = 0; c < ctx->audio_channels; c++) {                        \
802                         src[c] = ((int##bps##_t*)ctx->audio_buffer) + c * num_samples; \
803                     }                                                                  \
804                     dest  = (int##bps##_t*)pkt->data;                                  \
805                     shift = bps - ctx->audio_bits_per_sample;                          \
806                     for (sample = 0; sample < num_samples; sample++)                   \
807                         for (c = 0; c < ctx->audio_channels; c++)                      \
808                             *dest++ = src[c][sample] << shift;                         \
809                     av_freep(&src);                                                    \
810                 }
811
812                 if (ctx->audio_bits_per_sample <= 16) {
813                     INTERLEAVE_OUTPUT(16)
814                 } else {
815                     INTERLEAVE_OUTPUT(32)
816                 }
817             } else {
818                 OSStatus ret = CMBlockBufferCopyDataBytes(block_buffer, 0, pkt->size, pkt->data);
819                 if (ret != kCMBlockBufferNoErr) {
820                     return AVERROR(EIO);
821                 }
822             }
823
824             CFRelease(ctx->current_audio_frame);
825             ctx->current_audio_frame = nil;
826         } else {
827             pkt->data = NULL;
828             pthread_cond_wait(&ctx->frame_wait_cond, &ctx->frame_lock);
829         }
830
831         unlock_frames(ctx);
832     } while (!pkt->data);
833
834     return 0;
835 }
836
837 static int avf_close(AVFormatContext *s)
838 {
839     AVFContext* ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
840     destroy_context(ctx);
841     return 0;
842 }
843
844 static const AVOption options[] = {
845     { "list_devices", "list available devices", offsetof(AVFContext, list_devices), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
846     { "true", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
847     { "false", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
848     { "video_device_index", "select video device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(AVFContext, video_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
849     { "audio_device_index", "select audio device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(AVFContext, audio_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
850     { "pixel_format", "set pixel format", offsetof(AVFContext, pixel_format), AV_OPT_TYPE_PIXEL_FMT, {.i64 = AV_PIX_FMT_YUV420P}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM},
851     { NULL },
852 };
853
854 static const AVClass avf_class = {
855     .class_name = "AVFoundation input device",
856     .item_name  = av_default_item_name,
857     .option     = options,
858     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
859     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_VIDEO_INPUT,
860 };
861
862 AVInputFormat ff_avfoundation_demuxer = {
863     .name           = "avfoundation",
864     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AVFoundation input device"),
865     .priv_data_size = sizeof(AVFContext),
866     .read_header    = avf_read_header,
867     .read_packet    = avf_read_packet,
868     .read_close     = avf_close,
869     .flags          = AVFMT_NOFILE,
870     .priv_class     = &avf_class,
871 };