strcasecmp() requires #include <strings.h>
[ffmpeg.git] / libavdevice / v4l.c
1 /*
2  * Linux video grab interface
3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard.
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 "config.h"
23 #include "libavformat/avformat.h"
24 #include "libavcodec/dsputil.h"
25 #include <unistd.h>
26 #include <fcntl.h>
27 #include <sys/ioctl.h>
28 #include <sys/mman.h>
29 #include <sys/time.h>
30 #define _LINUX_TIME_H 1
31 #include <linux/videodev.h>
32 #include <time.h>
33 #include <strings.h>
34
35 typedef struct {
36     int fd;
37     int frame_format; /* see VIDEO_PALETTE_xxx */
38     int use_mmap;
39     int width, height;
40     int frame_rate;
41     int frame_rate_base;
42     int64_t time_frame;
43     int frame_size;
44     struct video_capability video_cap;
45     struct video_audio audio_saved;
46     uint8_t *video_buf;
47     struct video_mbuf gb_buffers;
48     struct video_mmap gb_buf;
49     int gb_frame;
50 } VideoData;
51
52 static const struct {
53     int palette;
54     int depth;
55     enum PixelFormat pix_fmt;
56 } video_formats [] = {
57     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV420P, .depth = 12, .pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P },
58     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV422,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
59     {.palette = VIDEO_PALETTE_UYVY,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_UYVY422 },
60     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUYV,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
61     /* NOTE: v4l uses BGR24, not RGB24 */
62     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB24,   .depth = 24, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR24   },
63     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB565,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR565  },
64     {.palette = VIDEO_PALETTE_GREY,    .depth = 8,  .pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8   },
65 };
66
67
68 static int grab_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
69 {
70     VideoData *s = s1->priv_data;
71     AVStream *st;
72     int width, height;
73     int video_fd, frame_size;
74     int ret, frame_rate, frame_rate_base;
75     int desired_palette, desired_depth;
76     struct video_tuner tuner;
77     struct video_audio audio;
78     struct video_picture pict;
79     int j;
80     int vformat_num = sizeof(video_formats) / sizeof(video_formats[0]);
81
82     if (ap->width <= 0 || ap->height <= 0) {
83         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Wrong size (%dx%d)\n", ap->width, ap->height);
84         return -1;
85     }
86     if (ap->time_base.den <= 0) {
87         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Wrong time base (%d)\n", ap->time_base.den);
88         return -1;
89     }
90
91     width = ap->width;
92     height = ap->height;
93     frame_rate      = ap->time_base.den;
94     frame_rate_base = ap->time_base.num;
95
96     if((unsigned)width > 32767 || (unsigned)height > 32767) {
97         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Capture size is out of range: %dx%d\n",
98             width, height);
99
100         return -1;
101     }
102
103     st = av_new_stream(s1, 0);
104     if (!st)
105         return AVERROR(ENOMEM);
106     av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
107
108     s->width = width;
109     s->height = height;
110     s->frame_rate      = frame_rate;
111     s->frame_rate_base = frame_rate_base;
112
113     video_fd = open(s1->filename, O_RDWR);
114     if (video_fd < 0) {
115         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", s1->filename, strerror(errno));
116         goto fail;
117     }
118
119     if (ioctl(video_fd,VIDIOCGCAP, &s->video_cap) < 0) {
120         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGCAP: %s\n", strerror(errno));
121         goto fail;
122     }
123
124     if (!(s->video_cap.type & VID_TYPE_CAPTURE)) {
125         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not handle capture\n");
126         goto fail;
127     }
128
129     desired_palette = -1;
130     desired_depth = -1;
131     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
132         if (ap->pix_fmt == video_formats[j].pix_fmt) {
133             desired_palette = video_formats[j].palette;
134             desired_depth = video_formats[j].depth;
135             break;
136         }
137     }
138
139     /* set tv standard */
140     if (ap->standard && !ioctl(video_fd, VIDIOCGTUNER, &tuner)) {
141         if (!strcasecmp(ap->standard, "pal"))
142             tuner.mode = VIDEO_MODE_PAL;
143         else if (!strcasecmp(ap->standard, "secam"))
144             tuner.mode = VIDEO_MODE_SECAM;
145         else
146             tuner.mode = VIDEO_MODE_NTSC;
147         ioctl(video_fd, VIDIOCSTUNER, &tuner);
148     }
149
150     /* unmute audio */
151     audio.audio = 0;
152     ioctl(video_fd, VIDIOCGAUDIO, &audio);
153     memcpy(&s->audio_saved, &audio, sizeof(audio));
154     audio.flags &= ~VIDEO_AUDIO_MUTE;
155     ioctl(video_fd, VIDIOCSAUDIO, &audio);
156
157     ioctl(video_fd, VIDIOCGPICT, &pict);
158 #if 0
159     printf("v4l: colour=%d hue=%d brightness=%d constrast=%d whiteness=%d\n",
160            pict.colour,
161            pict.hue,
162            pict.brightness,
163            pict.contrast,
164            pict.whiteness);
165 #endif
166     /* try to choose a suitable video format */
167     pict.palette = desired_palette;
168     pict.depth= desired_depth;
169     if (desired_palette == -1 || (ret = ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict)) < 0) {
170         for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
171             pict.palette = video_formats[j].palette;
172             pict.depth = video_formats[j].depth;
173             if (-1 != ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict))
174                 break;
175         }
176         if (j >= vformat_num)
177             goto fail1;
178     }
179
180     ret = ioctl(video_fd,VIDIOCGMBUF,&s->gb_buffers);
181     if (ret < 0) {
182         /* try to use read based access */
183         struct video_window win;
184         int val;
185
186         win.x = 0;
187         win.y = 0;
188         win.width = width;
189         win.height = height;
190         win.chromakey = -1;
191         win.flags = 0;
192
193         ioctl(video_fd, VIDIOCSWIN, &win);
194
195         s->frame_format = pict.palette;
196
197         val = 1;
198         ioctl(video_fd, VIDIOCCAPTURE, &val);
199
200         s->time_frame = av_gettime() * s->frame_rate / s->frame_rate_base;
201         s->use_mmap = 0;
202     } else {
203         s->video_buf = mmap(0,s->gb_buffers.size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,video_fd,0);
204         if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
205             s->video_buf = mmap(0,s->gb_buffers.size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_PRIVATE,video_fd,0);
206             if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
207                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
208                 goto fail;
209             }
210         }
211         s->gb_frame = 0;
212         s->time_frame = av_gettime() * s->frame_rate / s->frame_rate_base;
213
214         /* start to grab the first frame */
215         s->gb_buf.frame = s->gb_frame % s->gb_buffers.frames;
216         s->gb_buf.height = height;
217         s->gb_buf.width = width;
218         s->gb_buf.format = pict.palette;
219
220         ret = ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf);
221         if (ret < 0) {
222             if (errno != EAGAIN) {
223             fail1:
224                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not support suitable format\n");
225             } else {
226                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,"Fatal: grab device does not receive any video signal\n");
227             }
228             goto fail;
229         }
230         for (j = 1; j < s->gb_buffers.frames; j++) {
231           s->gb_buf.frame = j;
232           ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf);
233         }
234         s->frame_format = s->gb_buf.format;
235         s->use_mmap = 1;
236     }
237
238     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
239         if (s->frame_format == video_formats[j].palette) {
240             frame_size = width * height * video_formats[j].depth / 8;
241             st->codec->pix_fmt = video_formats[j].pix_fmt;
242             break;
243         }
244     }
245
246     if (j >= vformat_num)
247         goto fail;
248
249     s->fd = video_fd;
250     s->frame_size = frame_size;
251
252     st->codec->codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
253     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
254     st->codec->width = width;
255     st->codec->height = height;
256     st->codec->time_base.den      = frame_rate;
257     st->codec->time_base.num = frame_rate_base;
258     st->codec->bit_rate = frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
259
260     return 0;
261  fail:
262     if (video_fd >= 0)
263         close(video_fd);
264     return AVERROR(EIO);
265 }
266
267 static int v4l_mm_read_picture(VideoData *s, uint8_t *buf)
268 {
269     uint8_t *ptr;
270
271     while (ioctl(s->fd, VIDIOCSYNC, &s->gb_frame) < 0 &&
272            (errno == EAGAIN || errno == EINTR));
273
274     ptr = s->video_buf + s->gb_buffers.offsets[s->gb_frame];
275     memcpy(buf, ptr, s->frame_size);
276
277     /* Setup to capture the next frame */
278     s->gb_buf.frame = s->gb_frame;
279     if (ioctl(s->fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
280         if (errno == EAGAIN)
281             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot Sync\n");
282         else
283             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
284         return AVERROR(EIO);
285     }
286
287     /* This is now the grabbing frame */
288     s->gb_frame = (s->gb_frame + 1) % s->gb_buffers.frames;
289
290     return s->frame_size;
291 }
292
293 static int grab_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
294 {
295     VideoData *s = s1->priv_data;
296     int64_t curtime, delay;
297     struct timespec ts;
298
299     /* Calculate the time of the next frame */
300     s->time_frame += INT64_C(1000000);
301
302     /* wait based on the frame rate */
303     for(;;) {
304         curtime = av_gettime();
305         delay = s->time_frame  * s->frame_rate_base / s->frame_rate - curtime;
306         if (delay <= 0) {
307             if (delay < INT64_C(-1000000) * s->frame_rate_base / s->frame_rate) {
308                 /* printf("grabbing is %d frames late (dropping)\n", (int) -(delay / 16666)); */
309                 s->time_frame += INT64_C(1000000);
310             }
311             break;
312         }
313         ts.tv_sec = delay / 1000000;
314         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
315         nanosleep(&ts, NULL);
316     }
317
318     if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
319         return AVERROR(EIO);
320
321     pkt->pts = curtime;
322
323     /* read one frame */
324     if (s->use_mmap) {
325         return v4l_mm_read_picture(s, pkt->data);
326     } else {
327         if (read(s->fd, pkt->data, pkt->size) != pkt->size)
328             return AVERROR(EIO);
329         return s->frame_size;
330     }
331 }
332
333 static int grab_read_close(AVFormatContext *s1)
334 {
335     VideoData *s = s1->priv_data;
336
337     if (s->use_mmap)
338         munmap(s->video_buf, s->gb_buffers.size);
339
340     /* mute audio. we must force it because the BTTV driver does not
341        return its state correctly */
342     s->audio_saved.flags |= VIDEO_AUDIO_MUTE;
343     ioctl(s->fd, VIDIOCSAUDIO, &s->audio_saved);
344
345     close(s->fd);
346     return 0;
347 }
348
349 AVInputFormat v4l_demuxer = {
350     "video4linux",
351     NULL_IF_CONFIG_SMALL("video grab"),
352     sizeof(VideoData),
353     NULL,
354     grab_read_header,
355     grab_read_packet,
356     grab_read_close,
357     .flags = AVFMT_NOFILE,
358 };