avdevice/decklink: new option 'format_code' to set video format by fourCC
[ffmpeg.git] / libavdevice / decklink_common.cpp
1 /*
2  * Blackmagic DeckLink output
3  * Copyright (c) 2013-2014 Ramiro Polla, Luca Barbato, Deti Fliegl
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 #include <DeckLinkAPI.h>
23 #ifdef _WIN32
24 #include <DeckLinkAPI_i.c>
25 #else
26 #include <DeckLinkAPIDispatch.cpp>
27 #endif
28
29 #include <pthread.h>
30 #include <semaphore.h>
31
32 extern "C" {
33 #include "libavformat/avformat.h"
34 #include "libavformat/internal.h"
35 #include "libavutil/imgutils.h"
36 #include "libavutil/intreadwrite.h"
37 #include "libavutil/bswap.h"
38 }
39
40 #include "decklink_common.h"
41
42 #ifdef _WIN32
43 IDeckLinkIterator *CreateDeckLinkIteratorInstance(void)
44 {
45     IDeckLinkIterator *iter;
46
47     if (CoInitialize(NULL) < 0) {
48         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "COM initialization failed.\n");
49         return NULL;
50     }
51
52     if (CoCreateInstance(CLSID_CDeckLinkIterator, NULL, CLSCTX_ALL,
53                          IID_IDeckLinkIterator, (void**) &iter) != S_OK) {
54         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "DeckLink drivers not installed.\n");
55         return NULL;
56     }
57
58     return iter;
59 }
60 #endif
61
62 #ifdef _WIN32
63 static char *dup_wchar_to_utf8(wchar_t *w)
64 {
65     char *s = NULL;
66     int l = WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, w, -1, 0, 0, 0, 0);
67     s = (char *) av_malloc(l);
68     if (s)
69         WideCharToMultiByte(CP_UTF8, 0, w, -1, s, l, 0, 0);
70     return s;
71 }
72 #define DECKLINK_STR    OLECHAR *
73 #define DECKLINK_STRDUP dup_wchar_to_utf8
74 #define DECKLINK_FREE(s) SysFreeString(s)
75 #define DECKLINK_BOOL BOOL
76 #elif defined(__APPLE__)
77 static char *dup_cfstring_to_utf8(CFStringRef w)
78 {
79     char s[256];
80     CFStringGetCString(w, s, 255, kCFStringEncodingUTF8);
81     return av_strdup(s);
82 }
83 #define DECKLINK_STR    const __CFString *
84 #define DECKLINK_STRDUP dup_cfstring_to_utf8
85 #define DECKLINK_FREE(s) free((void *) s)
86 #define DECKLINK_BOOL bool
87 #else
88 #define DECKLINK_STR    const char *
89 #define DECKLINK_STRDUP av_strdup
90 /* free() is needed for a string returned by the DeckLink SDL. */
91 #define DECKLINK_FREE(s) free((void *) s)
92 #define DECKLINK_BOOL bool
93 #endif
94
95 HRESULT ff_decklink_get_display_name(IDeckLink *This, const char **displayName)
96 {
97     DECKLINK_STR tmpDisplayName;
98     HRESULT hr = This->GetDisplayName(&tmpDisplayName);
99     if (hr != S_OK)
100         return hr;
101     *displayName = DECKLINK_STRDUP(tmpDisplayName);
102     DECKLINK_FREE(tmpDisplayName);
103     return hr;
104 }
105
106 static int decklink_select_input(AVFormatContext *avctx, BMDDeckLinkConfigurationID cfg_id)
107 {
108     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *)avctx->priv_data;
109     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *)cctx->ctx;
110     BMDDeckLinkAttributeID attr_id = (cfg_id == bmdDeckLinkConfigAudioInputConnection) ? BMDDeckLinkAudioInputConnections : BMDDeckLinkVideoInputConnections;
111     int64_t bmd_input              = (cfg_id == bmdDeckLinkConfigAudioInputConnection) ? (int64_t)ctx->audio_input : (int64_t)ctx->video_input;
112     const char *type_name          = (cfg_id == bmdDeckLinkConfigAudioInputConnection) ? "audio" : "video";
113     int64_t supported_connections = 0;
114     HRESULT res;
115
116     if (bmd_input) {
117         res = ctx->attr->GetInt(attr_id, &supported_connections);
118         if (res != S_OK) {
119             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query supported %s inputs.\n", type_name);
120             return AVERROR_EXTERNAL;
121         }
122         if ((supported_connections & bmd_input) != bmd_input) {
123             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support selected %s input.\n", type_name);
124             return AVERROR(ENOSYS);
125         }
126         res = ctx->cfg->SetInt(cfg_id, bmd_input);
127         if (res != S_OK) {
128             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to select %s input.\n", type_name);
129             return AVERROR_EXTERNAL;
130         }
131     }
132     return 0;
133 }
134
135 static DECKLINK_BOOL field_order_eq(enum AVFieldOrder field_order, BMDFieldDominance bmd_field_order)
136 {
137     if (field_order == AV_FIELD_UNKNOWN)
138         return true;
139     if ((field_order == AV_FIELD_TT || field_order == AV_FIELD_TB) && bmd_field_order == bmdUpperFieldFirst)
140         return true;
141     if ((field_order == AV_FIELD_BB || field_order == AV_FIELD_BT) && bmd_field_order == bmdLowerFieldFirst)
142         return true;
143     if (field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE && (bmd_field_order == bmdProgressiveFrame || bmd_field_order == bmdProgressiveSegmentedFrame))
144         return true;
145     return false;
146 }
147
148 int ff_decklink_set_format(AVFormatContext *avctx,
149                                int width, int height,
150                                int tb_num, int tb_den,
151                                enum AVFieldOrder field_order,
152                                decklink_direction_t direction, int num)
153 {
154     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *)avctx->priv_data;
155     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *)cctx->ctx;
156     BMDDisplayModeSupport support;
157     IDeckLinkDisplayModeIterator *itermode;
158     IDeckLinkDisplayMode *mode;
159     int i = 1;
160     HRESULT res;
161
162     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Trying to find mode for frame size %dx%d, frame timing %d/%d, field order %d, direction %d, mode number %d, format code %s\n",
163         width, height, tb_num, tb_den, field_order, direction, num, (cctx->format_code) ? cctx->format_code : "(unset)");
164
165     if (ctx->duplex_mode) {
166         DECKLINK_BOOL duplex_supported = false;
167
168         if (ctx->attr->GetFlag(BMDDeckLinkSupportsDuplexModeConfiguration, &duplex_supported) != S_OK)
169             duplex_supported = false;
170
171         if (duplex_supported) {
172             res = ctx->cfg->SetInt(bmdDeckLinkConfigDuplexMode, ctx->duplex_mode == 2 ? bmdDuplexModeFull : bmdDuplexModeHalf);
173             if (res != S_OK)
174                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Setting duplex mode failed.\n");
175             else
176                 av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Successfully set duplex mode to %s duplex.\n", ctx->duplex_mode == 2 ? "full" : "half");
177         } else {
178             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unable to set duplex mode, because it is not supported.\n");
179         }
180     }
181
182     if (direction == DIRECTION_IN) {
183         int ret;
184         ret = decklink_select_input(avctx, bmdDeckLinkConfigAudioInputConnection);
185         if (ret < 0)
186             return ret;
187         ret = decklink_select_input(avctx, bmdDeckLinkConfigVideoInputConnection);
188         if (ret < 0)
189             return ret;
190         res = ctx->dli->GetDisplayModeIterator (&itermode);
191     } else {
192         res = ctx->dlo->GetDisplayModeIterator (&itermode);
193     }
194
195     if (res!= S_OK) {
196             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get Display Mode Iterator\n");
197             return AVERROR(EIO);
198     }
199
200     char format_buf[] = "    ";
201     if (cctx->format_code)
202         memcpy(format_buf, cctx->format_code, FFMIN(strlen(cctx->format_code), sizeof(format_buf)));
203     BMDDisplayMode target_mode = (BMDDisplayMode)AV_RB32(format_buf);
204     AVRational target_tb = av_make_q(tb_num, tb_den);
205     ctx->bmd_mode = bmdModeUnknown;
206     while ((ctx->bmd_mode == bmdModeUnknown) && itermode->Next(&mode) == S_OK) {
207         BMDTimeValue bmd_tb_num, bmd_tb_den;
208         int bmd_width  = mode->GetWidth();
209         int bmd_height = mode->GetHeight();
210         BMDDisplayMode bmd_mode = mode->GetDisplayMode();
211         BMDFieldDominance bmd_field_dominance = mode->GetFieldDominance();
212
213         mode->GetFrameRate(&bmd_tb_num, &bmd_tb_den);
214         AVRational mode_tb = av_make_q(bmd_tb_num, bmd_tb_den);
215
216         if ((bmd_width == width &&
217              bmd_height == height &&
218              !av_cmp_q(mode_tb, target_tb) &&
219              field_order_eq(field_order, bmd_field_dominance))
220              || i == num
221              || target_mode == bmd_mode) {
222             ctx->bmd_mode   = bmd_mode;
223             ctx->bmd_width  = bmd_width;
224             ctx->bmd_height = bmd_height;
225             ctx->bmd_tb_den = bmd_tb_den;
226             ctx->bmd_tb_num = bmd_tb_num;
227             ctx->bmd_field_dominance = bmd_field_dominance;
228             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Found Decklink mode %d x %d with rate %.2f%s\n",
229                 bmd_width, bmd_height, 1/av_q2d(mode_tb),
230                 (ctx->bmd_field_dominance==bmdLowerFieldFirst || ctx->bmd_field_dominance==bmdUpperFieldFirst)?"(i)":"");
231         }
232
233         mode->Release();
234         i++;
235     }
236
237     itermode->Release();
238
239     if (ctx->bmd_mode == bmdModeUnknown)
240         return -1;
241     if (direction == DIRECTION_IN) {
242         if (ctx->dli->DoesSupportVideoMode(ctx->bmd_mode, bmdFormat8BitYUV,
243                                            bmdVideoOutputFlagDefault,
244                                            &support, NULL) != S_OK)
245             return -1;
246     } else {
247         if (ctx->dlo->DoesSupportVideoMode(ctx->bmd_mode, bmdFormat8BitYUV,
248                                            bmdVideoOutputFlagDefault,
249                                            &support, NULL) != S_OK)
250         return -1;
251     }
252     if (support == bmdDisplayModeSupported)
253         return 0;
254
255     return -1;
256 }
257
258 int ff_decklink_set_format(AVFormatContext *avctx, decklink_direction_t direction, int num) {
259     return ff_decklink_set_format(avctx, 0, 0, 0, 0, AV_FIELD_UNKNOWN, direction, num);
260 }
261
262 int ff_decklink_list_devices(AVFormatContext *avctx)
263 {
264     IDeckLink *dl = NULL;
265     IDeckLinkIterator *iter = CreateDeckLinkIteratorInstance();
266     if (!iter) {
267         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not create DeckLink iterator\n");
268         return AVERROR(EIO);
269     }
270     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Blackmagic DeckLink devices:\n");
271     while (iter->Next(&dl) == S_OK) {
272         const char *displayName;
273         ff_decklink_get_display_name(dl, &displayName);
274         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "\t'%s'\n", displayName);
275         av_free((void *) displayName);
276         dl->Release();
277     }
278     iter->Release();
279     return 0;
280 }
281
282 int ff_decklink_list_formats(AVFormatContext *avctx, decklink_direction_t direction)
283 {
284     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *)avctx->priv_data;
285     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *)cctx->ctx;
286     IDeckLinkDisplayModeIterator *itermode;
287     IDeckLinkDisplayMode *mode;
288     uint32_t format_code;
289     int i=0;
290     HRESULT res;
291
292     if (direction == DIRECTION_IN) {
293         int ret;
294         ret = decklink_select_input(avctx, bmdDeckLinkConfigAudioInputConnection);
295         if (ret < 0)
296             return ret;
297         ret = decklink_select_input(avctx, bmdDeckLinkConfigVideoInputConnection);
298         if (ret < 0)
299             return ret;
300         res = ctx->dli->GetDisplayModeIterator (&itermode);
301     } else {
302         res = ctx->dlo->GetDisplayModeIterator (&itermode);
303     }
304
305     if (res!= S_OK) {
306             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get Display Mode Iterator\n");
307             return AVERROR(EIO);
308     }
309
310     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Supported formats for '%s':\n\tmode\tformat_code\tdescription",
311                avctx->filename);
312     while (itermode->Next(&mode) == S_OK) {
313         BMDTimeValue tb_num, tb_den;
314         mode->GetFrameRate(&tb_num, &tb_den);
315         format_code = av_bswap32(mode->GetDisplayMode());
316         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "\n\t%d\t%.4s\t\t%ldx%ld at %d/%d fps",
317                 ++i, (char*) &format_code, mode->GetWidth(), mode->GetHeight(),
318                 (int) tb_den, (int) tb_num);
319         switch (mode->GetFieldDominance()) {
320         case bmdLowerFieldFirst:
321         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, " (interlaced, lower field first)"); break;
322         case bmdUpperFieldFirst:
323         av_log(avctx, AV_LOG_INFO, " (interlaced, upper field first)"); break;
324         }
325         mode->Release();
326     }
327     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "\n");
328
329     itermode->Release();
330
331     return 0;
332 }
333
334 void ff_decklink_cleanup(AVFormatContext *avctx)
335 {
336     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *)avctx->priv_data;
337     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *)cctx->ctx;
338
339     if (ctx->dli)
340         ctx->dli->Release();
341     if (ctx->dlo)
342         ctx->dlo->Release();
343     if (ctx->attr)
344         ctx->attr->Release();
345     if (ctx->cfg)
346         ctx->cfg->Release();
347     if (ctx->dl)
348         ctx->dl->Release();
349 }
350
351 int ff_decklink_init_device(AVFormatContext *avctx, const char* name)
352 {
353     struct decklink_cctx *cctx = (struct decklink_cctx *)avctx->priv_data;
354     struct decklink_ctx *ctx = (struct decklink_ctx *)cctx->ctx;
355     IDeckLink *dl = NULL;
356     IDeckLinkIterator *iter = CreateDeckLinkIteratorInstance();
357     if (!iter) {
358         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not create DeckLink iterator\n");
359         return AVERROR_EXTERNAL;
360     }
361
362     while (iter->Next(&dl) == S_OK) {
363         const char *displayName;
364         ff_decklink_get_display_name(dl, &displayName);
365         if (!strcmp(name, displayName)) {
366             av_free((void *)displayName);
367             ctx->dl = dl;
368             break;
369         }
370         av_free((void *)displayName);
371         dl->Release();
372     }
373     iter->Release();
374     if (!ctx->dl)
375         return AVERROR(ENXIO);
376
377     if (ctx->dl->QueryInterface(IID_IDeckLinkConfiguration, (void **)&ctx->cfg) != S_OK) {
378         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get configuration interface for '%s'\n", name);
379         ff_decklink_cleanup(avctx);
380         return AVERROR_EXTERNAL;
381     }
382
383     if (ctx->dl->QueryInterface(IID_IDeckLinkAttributes, (void **)&ctx->attr) != S_OK) {
384         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get attributes interface for '%s'\n", name);
385         ff_decklink_cleanup(avctx);
386         return AVERROR_EXTERNAL;
387     }
388
389     return 0;
390 }