Add a flag to disable side data merging.
[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 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
23 #include "config.h"
24 #include "libavutil/rational.h"
25 #include "libavutil/imgutils.h"
26 #include "libavformat/avformat.h"
27 #include "libavcodec/dsputil.h"
28 #include <unistd.h>
29 #include <fcntl.h>
30 #include <sys/ioctl.h>
31 #include <sys/mman.h>
32 #include <sys/time.h>
33 #define _LINUX_TIME_H 1
34 #include <linux/videodev.h>
35 #include <time.h>
36 #include <strings.h>
37
38 typedef struct {
39     int fd;
40     int frame_format; /* see VIDEO_PALETTE_xxx */
41     int use_mmap;
42     AVRational time_base;
43     int64_t time_frame;
44     int frame_size;
45     struct video_capability video_cap;
46     struct video_audio audio_saved;
47     struct video_window video_win;
48     uint8_t *video_buf;
49     struct video_mbuf gb_buffers;
50     struct video_mmap gb_buf;
51     int gb_frame;
52 } VideoData;
53
54 static const struct {
55     int palette;
56     int depth;
57     enum PixelFormat pix_fmt;
58 } video_formats [] = {
59     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV420P, .depth = 12, .pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P },
60     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV422,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
61     {.palette = VIDEO_PALETTE_UYVY,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_UYVY422 },
62     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUYV,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
63     /* NOTE: v4l uses BGR24, not RGB24 */
64     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB24,   .depth = 24, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR24   },
65     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB565,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR565  },
66     {.palette = VIDEO_PALETTE_GREY,    .depth = 8,  .pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8   },
67 };
68
69
70 static int grab_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
71 {
72     VideoData *s = s1->priv_data;
73     AVStream *st;
74     int video_fd;
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 = FF_ARRAY_ELEMS(video_formats);
81
82     if (ap->time_base.den <= 0) {
83         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Wrong time base (%d)\n", ap->time_base.den);
84         return -1;
85     }
86     s->time_base = ap->time_base;
87
88     s->video_win.width = ap->width;
89     s->video_win.height = ap->height;
90
91     st = av_new_stream(s1, 0);
92     if (!st)
93         return AVERROR(ENOMEM);
94     av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
95
96     video_fd = open(s1->filename, O_RDWR);
97     if (video_fd < 0) {
98         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", s1->filename, strerror(errno));
99         goto fail;
100     }
101
102     if (ioctl(video_fd, VIDIOCGCAP, &s->video_cap) < 0) {
103         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGCAP: %s\n", strerror(errno));
104         goto fail;
105     }
106
107     if (!(s->video_cap.type & VID_TYPE_CAPTURE)) {
108         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not handle capture\n");
109         goto fail;
110     }
111
112     /* no values set, autodetect them */
113     if (s->video_win.width <= 0 || s->video_win.height <= 0) {
114         if (ioctl(video_fd, VIDIOCGWIN, &s->video_win, sizeof(s->video_win)) < 0) {
115             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGWIN: %s\n", strerror(errno));
116             goto fail;
117         }
118     }
119
120     if(av_image_check_size(s->video_win.width, s->video_win.height, 0, s1) < 0)
121         return -1;
122
123     desired_palette = -1;
124     desired_depth = -1;
125     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
126         if (ap->pix_fmt == video_formats[j].pix_fmt) {
127             desired_palette = video_formats[j].palette;
128             desired_depth = video_formats[j].depth;
129             break;
130         }
131     }
132
133     /* set tv standard */
134     if (ap->standard && !ioctl(video_fd, VIDIOCGTUNER, &tuner)) {
135         if (!strcasecmp(ap->standard, "pal"))
136             tuner.mode = VIDEO_MODE_PAL;
137         else if (!strcasecmp(ap->standard, "secam"))
138             tuner.mode = VIDEO_MODE_SECAM;
139         else
140             tuner.mode = VIDEO_MODE_NTSC;
141         ioctl(video_fd, VIDIOCSTUNER, &tuner);
142     }
143
144     /* unmute audio */
145     audio.audio = 0;
146     ioctl(video_fd, VIDIOCGAUDIO, &audio);
147     memcpy(&s->audio_saved, &audio, sizeof(audio));
148     audio.flags &= ~VIDEO_AUDIO_MUTE;
149     ioctl(video_fd, VIDIOCSAUDIO, &audio);
150
151     ioctl(video_fd, VIDIOCGPICT, &pict);
152 #if 0
153     printf("v4l: colour=%d hue=%d brightness=%d constrast=%d whiteness=%d\n",
154            pict.colour,
155            pict.hue,
156            pict.brightness,
157            pict.contrast,
158            pict.whiteness);
159 #endif
160     /* try to choose a suitable video format */
161     pict.palette = desired_palette;
162     pict.depth= desired_depth;
163     if (desired_palette == -1 || ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict) < 0) {
164         for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
165             pict.palette = video_formats[j].palette;
166             pict.depth = video_formats[j].depth;
167             if (-1 != ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict))
168                 break;
169         }
170         if (j >= vformat_num)
171             goto fail1;
172     }
173
174     if (ioctl(video_fd, VIDIOCGMBUF, &s->gb_buffers) < 0) {
175         /* try to use read based access */
176         int val;
177
178         s->video_win.x = 0;
179         s->video_win.y = 0;
180         s->video_win.chromakey = -1;
181         s->video_win.flags = 0;
182
183         if (ioctl(video_fd, VIDIOCSWIN, s->video_win) < 0) {
184             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCSWIN: %s\n", strerror(errno));
185             goto fail;
186         }
187
188         s->frame_format = pict.palette;
189
190         val = 1;
191         if (ioctl(video_fd, VIDIOCCAPTURE, &val) < 0) {
192             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
193             goto fail;
194         }
195
196         s->time_frame = av_gettime() * s->time_base.den / s->time_base.num;
197         s->use_mmap = 0;
198     } else {
199         s->video_buf = mmap(0, s->gb_buffers.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, video_fd, 0);
200         if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
201             s->video_buf = mmap(0, s->gb_buffers.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, video_fd, 0);
202             if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
203                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
204                 goto fail;
205             }
206         }
207         s->gb_frame = 0;
208         s->time_frame = av_gettime() * s->time_base.den / s->time_base.num;
209
210         /* start to grab the first frame */
211         s->gb_buf.frame = s->gb_frame % s->gb_buffers.frames;
212         s->gb_buf.height = s->video_win.height;
213         s->gb_buf.width = s->video_win.width;
214         s->gb_buf.format = pict.palette;
215
216         if (ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
217             if (errno != EAGAIN) {
218             fail1:
219                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
220             } else {
221                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not receive any video signal\n");
222             }
223             goto fail;
224         }
225         for (j = 1; j < s->gb_buffers.frames; j++) {
226           s->gb_buf.frame = j;
227           ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf);
228         }
229         s->frame_format = s->gb_buf.format;
230         s->use_mmap = 1;
231     }
232
233     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
234         if (s->frame_format == video_formats[j].palette) {
235             s->frame_size = s->video_win.width * s->video_win.height * video_formats[j].depth / 8;
236             st->codec->pix_fmt = video_formats[j].pix_fmt;
237             break;
238         }
239     }
240
241     if (j >= vformat_num)
242         goto fail;
243
244     s->fd = video_fd;
245
246     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
247     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
248     st->codec->width = s->video_win.width;
249     st->codec->height = s->video_win.height;
250     st->codec->time_base = s->time_base;
251     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
252
253     return 0;
254  fail:
255     if (video_fd >= 0)
256         close(video_fd);
257     return AVERROR(EIO);
258 }
259
260 static int v4l_mm_read_picture(VideoData *s, uint8_t *buf)
261 {
262     uint8_t *ptr;
263
264     while (ioctl(s->fd, VIDIOCSYNC, &s->gb_frame) < 0 &&
265            (errno == EAGAIN || errno == EINTR));
266
267     ptr = s->video_buf + s->gb_buffers.offsets[s->gb_frame];
268     memcpy(buf, ptr, s->frame_size);
269
270     /* Setup to capture the next frame */
271     s->gb_buf.frame = s->gb_frame;
272     if (ioctl(s->fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
273         if (errno == EAGAIN)
274             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot Sync\n");
275         else
276             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
277         return AVERROR(EIO);
278     }
279
280     /* This is now the grabbing frame */
281     s->gb_frame = (s->gb_frame + 1) % s->gb_buffers.frames;
282
283     return s->frame_size;
284 }
285
286 static int grab_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
287 {
288     VideoData *s = s1->priv_data;
289     int64_t curtime, delay;
290     struct timespec ts;
291
292     /* Calculate the time of the next frame */
293     s->time_frame += INT64_C(1000000);
294
295     /* wait based on the frame rate */
296     for(;;) {
297         curtime = av_gettime();
298         delay = s->time_frame * s->time_base.num / s->time_base.den - curtime;
299         if (delay <= 0) {
300             if (delay < INT64_C(-1000000) * s->time_base.num / s->time_base.den) {
301                 /* printf("grabbing is %d frames late (dropping)\n", (int) -(delay / 16666)); */
302                 s->time_frame += INT64_C(1000000);
303             }
304             break;
305         }
306         ts.tv_sec = delay / 1000000;
307         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
308         nanosleep(&ts, NULL);
309     }
310
311     if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
312         return AVERROR(EIO);
313
314     pkt->pts = curtime;
315
316     /* read one frame */
317     if (s->use_mmap) {
318         return v4l_mm_read_picture(s, pkt->data);
319     } else {
320         if (read(s->fd, pkt->data, pkt->size) != pkt->size)
321             return AVERROR(EIO);
322         return s->frame_size;
323     }
324 }
325
326 static int grab_read_close(AVFormatContext *s1)
327 {
328     VideoData *s = s1->priv_data;
329
330     if (s->use_mmap)
331         munmap(s->video_buf, s->gb_buffers.size);
332
333     /* mute audio. we must force it because the BTTV driver does not
334        return its state correctly */
335     s->audio_saved.flags |= VIDEO_AUDIO_MUTE;
336     ioctl(s->fd, VIDIOCSAUDIO, &s->audio_saved);
337
338     close(s->fd);
339     return 0;
340 }
341
342 AVInputFormat ff_v4l_demuxer = {
343     "video4linux",
344     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux device grab"),
345     sizeof(VideoData),
346     NULL,
347     grab_read_header,
348     grab_read_packet,
349     grab_read_close,
350     .flags = AVFMT_NOFILE,
351 };