a2b49c6002b54b35b641ababf35fb80e0176fc42
[ffmpeg.git] / libavdevice / v4l2.c
1 /*
2  * Video4Linux2 grab interface
3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2006 Luca Abeni
5  *
6  * Part of this file is based on the V4L2 video capture example
7  * (http://v4l2spec.bytesex.org/v4l2spec/capture.c)
8  *
9  * Thanks to Michael Niedermayer for providing the mapping between
10  * V4L2_PIX_FMT_* and AV_PIX_FMT_*
11  *
12  *
13  * This file is part of Libav.
14  *
15  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
16  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
17  * License as published by the Free Software Foundation; either
18  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
19  *
20  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
21  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
22  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
23  * Lesser General Public License for more details.
24  *
25  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
26  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
27  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
28  */
29
30 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
31 #include "config.h"
32 #include "libavformat/avformat.h"
33 #include "libavformat/internal.h"
34 #include <unistd.h>
35 #include <fcntl.h>
36 #include <sys/ioctl.h>
37 #include <sys/mman.h>
38 #include <sys/time.h>
39 #include <poll.h>
40 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
41 #include <sys/videoio.h>
42 #else
43 #include <linux/videodev2.h>
44 #endif
45 #include "libavutil/atomic.h"
46 #include "libavutil/avassert.h"
47 #include "libavutil/imgutils.h"
48 #include "libavutil/internal.h"
49 #include "libavutil/log.h"
50 #include "libavutil/opt.h"
51 #include "libavutil/parseutils.h"
52 #include "libavutil/pixdesc.h"
53 #include "libavutil/avstring.h"
54 #include "libavutil/mathematics.h"
55
56 static const int desired_video_buffers = 256;
57
58 #define V4L_ALLFORMATS  3
59 #define V4L_RAWFORMATS  1
60 #define V4L_COMPFORMATS 2
61
62 struct video_data {
63     AVClass *class;
64     int fd;
65     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
66     int width, height;
67     int frame_size;
68     int timeout;
69     int interlaced;
70     int top_field_first;
71
72     int buffers;
73     volatile int buffers_queued;
74     void **buf_start;
75     unsigned int *buf_len;
76     char *standard;
77     int channel;
78     char *video_size;   /**< String describing video size,
79                              set by a private option. */
80     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
81     int list_format;    /**< Set by a private option. */
82     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
83 };
84
85 struct buff_data {
86     struct video_data *s;
87     int index;
88     int fd;
89 };
90
91 struct fmt_map {
92     enum AVPixelFormat ff_fmt;
93     enum AVCodecID codec_id;
94     uint32_t v4l2_fmt;
95 };
96
97 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
98     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
99     { AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
100     { AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
101     { AV_PIX_FMT_YUYV422, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
102     { AV_PIX_FMT_UYVY422, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
103     { AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
104     { AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
105     { AV_PIX_FMT_RGB555,  AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
106     { AV_PIX_FMT_RGB565,  AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
107     { AV_PIX_FMT_BGR24,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
108     { AV_PIX_FMT_RGB24,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
109     { AV_PIX_FMT_BGRA,    AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
110     { AV_PIX_FMT_GRAY8,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
111     { AV_PIX_FMT_NV12,    AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
112     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
113     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
114 #ifdef V4L2_PIX_FMT_H264
115     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_H264,     V4L2_PIX_FMT_H264    },
116 #endif
117 };
118
119 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
120 {
121     struct v4l2_capability cap;
122     int fd;
123     int res, err;
124     int flags = O_RDWR;
125     char errbuf[128];
126
127     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
128         flags |= O_NONBLOCK;
129     }
130
131     fd = avpriv_open(ctx->filename, flags);
132     if (fd < 0) {
133         err = AVERROR(errno);
134         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
135
136         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
137                ctx->filename, errbuf);
138
139         return err;
140     }
141
142     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
143     if (res < 0) {
144         err = AVERROR(errno);
145         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
146         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
147                errbuf);
148
149         goto fail;
150     }
151
152     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
153            fd, cap.capabilities);
154
155     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
156         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
157         err = AVERROR(ENODEV);
158
159         goto fail;
160     }
161
162     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
163         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
164                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
165         err = AVERROR(ENOSYS);
166
167         goto fail;
168     }
169
170     return fd;
171
172 fail:
173     close(fd);
174     return err;
175 }
176
177 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
178                        uint32_t pix_fmt)
179 {
180     struct video_data *s = ctx->priv_data;
181     int fd = s->fd;
182     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
183     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
184
185     int res;
186
187     pix->width = *width;
188     pix->height = *height;
189     pix->pixelformat = pix_fmt;
190     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
191
192     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
193
194     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
195         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
196                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
197                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
198         *width = fmt.fmt.pix.width;
199         *height = fmt.fmt.pix.height;
200     }
201
202     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
203         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
204                "The V4L2 driver changed the pixel format "
205                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
206                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
207         res = -1;
208     }
209
210     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
211         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
212         s->interlaced = 1;
213     }
214
215     return res;
216 }
217
218 static int first_field(int fd)
219 {
220     int res;
221     v4l2_std_id std;
222
223     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
224     if (res < 0) {
225         return 0;
226     }
227     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
228         return 0;
229     }
230
231     return 1;
232 }
233
234 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum AVPixelFormat pix_fmt, enum AVCodecID codec_id)
235 {
236     int i;
237
238     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
239         if ((codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
240              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
241             (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE ||
242              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
243             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
244         }
245     }
246
247     return 0;
248 }
249
250 static enum AVPixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum AVCodecID codec_id)
251 {
252     int i;
253
254     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
255         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
256             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
257             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
258         }
259     }
260
261     return AV_PIX_FMT_NONE;
262 }
263
264 static enum AVCodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
265 {
266     int i;
267
268     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
269         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
270             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
271         }
272     }
273
274     return AV_CODEC_ID_NONE;
275 }
276
277 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
278 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
279 {
280     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
281
282     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
283         switch (vfse.type) {
284         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
285             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
286                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
287         break;
288         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
289         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
290             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
291                    vfse.stepwise.min_width,
292                    vfse.stepwise.max_width,
293                    vfse.stepwise.step_width,
294                    vfse.stepwise.min_height,
295                    vfse.stepwise.max_height,
296                    vfse.stepwise.step_height);
297         }
298         vfse.index++;
299     }
300 }
301 #endif
302
303 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
304 {
305     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
306
307     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
308         enum AVCodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
309         enum AVPixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
310
311         vfd.index++;
312
313         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
314             type & V4L_RAWFORMATS) {
315             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
316             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
317                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
318                    vfd.description);
319         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
320                    type & V4L_COMPFORMATS) {
321             const AVCodecDescriptor *desc = avcodec_descriptor_get(codec_id);
322             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
323                    desc ? desc->name : "Unsupported",
324                    vfd.description);
325         } else {
326             continue;
327         }
328
329 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
330         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
331             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
332             continue;
333         }
334 #endif
335 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
336         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
337 #endif
338         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
339     }
340 }
341
342 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
343 {
344     int i, res;
345     struct video_data *s = ctx->priv_data;
346     struct v4l2_requestbuffers req = {
347         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
348         .count  = desired_video_buffers,
349         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
350     };
351
352     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
353     if (res < 0) {
354         res = AVERROR(errno);
355         if (res == AVERROR(EINVAL)) {
356             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
357         } else {
358             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
359         }
360
361         return res;
362     }
363
364     if (req.count < 2) {
365         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
366
367         return AVERROR(ENOMEM);
368     }
369     s->buffers = req.count;
370     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
371     if (!s->buf_start) {
372         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
373
374         return AVERROR(ENOMEM);
375     }
376     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
377     if (!s->buf_len) {
378         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
379         av_free(s->buf_start);
380
381         return AVERROR(ENOMEM);
382     }
383
384     for (i = 0; i < req.count; i++) {
385         struct v4l2_buffer buf = {
386             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
387             .index  = i,
388             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
389         };
390
391         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
392         if (res < 0) {
393             res = AVERROR(errno);
394             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
395
396             return res;
397         }
398
399         s->buf_len[i] = buf.length;
400         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
401             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
402                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
403                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
404
405             return -1;
406         }
407         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
408                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
409                                s->fd, buf.m.offset);
410
411         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
412             char errbuf[128];
413             res = AVERROR(errno);
414             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
415             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", errbuf);
416
417             return res;
418         }
419     }
420
421     return 0;
422 }
423
424 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
425 static void dummy_release_buffer(AVPacket *pkt)
426 {
427     av_assert0(0);
428 }
429 #endif
430
431 static void mmap_release_buffer(void *opaque, uint8_t *data)
432 {
433     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
434     int res, fd;
435     struct buff_data *buf_descriptor = opaque;
436     struct video_data *s = buf_descriptor->s;
437     char errbuf[128];
438
439     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
440     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
441     buf.index = buf_descriptor->index;
442     fd = buf_descriptor->fd;
443     av_free(buf_descriptor);
444
445     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
446     if (res < 0) {
447         av_strerror(AVERROR(errno), errbuf, sizeof(errbuf));
448         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
449                errbuf);
450     }
451     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
452 }
453
454 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
455 {
456     struct video_data *s = ctx->priv_data;
457     struct v4l2_buffer buf = {
458         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
459         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
460     };
461     struct pollfd p = { .fd = s->fd, .events = POLLIN };
462     int res;
463
464     res = poll(&p, 1, s->timeout);
465     if (res < 0)
466         return AVERROR(errno);
467
468     if (!(p.revents & (POLLIN | POLLERR | POLLHUP)))
469         return AVERROR(EAGAIN);
470
471     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
472     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
473     if (res < 0) {
474         char errbuf[128];
475         if (errno == EAGAIN) {
476             pkt->size = 0;
477
478             return AVERROR(EAGAIN);
479         }
480         res = AVERROR(errno);
481         av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
482         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
483                errbuf);
484
485         return res;
486     }
487
488     if (buf.index >= s->buffers) {
489         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid buffer index received.\n");
490         return AVERROR(EINVAL);
491     }
492     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, -1);
493     // always keep at least one buffer queued
494     av_assert0(avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) >= 1);
495
496     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
497         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
498                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
499                buf.bytesused, s->frame_size);
500
501         return AVERROR_INVALIDDATA;
502     }
503
504     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
505     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) == FFMAX(s->buffers / 8, 1)) {
506         /* when we start getting low on queued buffers, fall back on copying data */
507         res = av_new_packet(pkt, buf.bytesused);
508         if (res < 0) {
509             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a packet.\n");
510             return res;
511         }
512         memcpy(pkt->data, s->buf_start[buf.index], buf.bytesused);
513
514         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
515         if (res < 0) {
516             res = AVERROR(errno);
517             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF)\n");
518             av_free_packet(pkt);
519             return res;
520         }
521         avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
522     } else {
523         struct buff_data *buf_descriptor;
524
525         pkt->data     = s->buf_start[buf.index];
526         pkt->size     = buf.bytesused;
527 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
528 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
529         pkt->destruct = dummy_release_buffer;
530 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
531 #endif
532
533         buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
534         if (!buf_descriptor) {
535             /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
536              * allocate a buffer for memcpying into it
537              */
538             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
539             res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
540
541             return AVERROR(ENOMEM);
542         }
543         buf_descriptor->fd    = s->fd;
544         buf_descriptor->index = buf.index;
545         buf_descriptor->s     = s;
546
547         pkt->buf = av_buffer_create(pkt->data, pkt->size, mmap_release_buffer,
548                                     buf_descriptor, 0);
549         if (!pkt->buf) {
550             av_freep(&buf_descriptor);
551             return AVERROR(ENOMEM);
552         }
553     }
554     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
555
556     return s->buf_len[buf.index];
557 }
558
559 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
560 {
561     struct video_data *s = ctx->priv_data;
562     enum v4l2_buf_type type;
563     int i, res, err;
564     char errbuf[128];
565
566     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
567         struct v4l2_buffer buf = {
568             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
569             .index  = i,
570             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
571         };
572
573         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
574         if (res < 0) {
575             err = AVERROR(errno);
576             av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
577             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
578                    errbuf);
579
580             return err;
581         }
582     }
583     s->buffers_queued = s->buffers;
584
585     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
586     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
587     if (res < 0) {
588         err = AVERROR(errno);
589         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
590         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
591                errbuf);
592
593         return err;
594     }
595
596     return 0;
597 }
598
599 static void mmap_close(struct video_data *s)
600 {
601     enum v4l2_buf_type type;
602     int i;
603
604     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
605     /* We do not check for the result, because we could
606      * not do anything about it anyway...
607      */
608     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
609     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
610         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
611     }
612     av_free(s->buf_start);
613     av_free(s->buf_len);
614 }
615
616 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
617 {
618     struct video_data *s = s1->priv_data;
619     struct v4l2_input input = { 0 };
620     struct v4l2_standard standard = { 0 };
621     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
622     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
623     AVRational framerate_q = { 0 };
624     int i, ret;
625
626     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
627
628     if (s->framerate &&
629         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
630         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
631                s->framerate);
632         return ret;
633     }
634
635     /* set tv video input */
636     input.index = s->channel;
637     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
638         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
639         return AVERROR(EIO);
640     }
641
642     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
643             s->channel, input.name);
644     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
645         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
646                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
647                 s->channel);
648         return AVERROR(EIO);
649     }
650
651     if (s->standard) {
652         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
653                s->standard);
654         /* set tv standard */
655         for(i=0;;i++) {
656             standard.index = i;
657             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
658                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
659                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
660                        s->standard);
661                 return AVERROR(EIO);
662             }
663
664             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
665                 break;
666             }
667         }
668
669         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
670                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
671                s->standard, (uint64_t)standard.id);
672         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
673             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
674                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
675                    s->standard);
676             return AVERROR(EIO);
677         }
678     }
679
680     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
681         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
682                framerate_q.den, framerate_q.num);
683         tpf->numerator   = framerate_q.den;
684         tpf->denominator = framerate_q.num;
685
686         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
687             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
688                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
689                    framerate_q.den, framerate_q.num);
690             return AVERROR(EIO);
691         }
692
693         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
694             framerate_q.den != tpf->numerator) {
695             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
696                    "The driver changed the time per frame from "
697                    "%d/%d to %d/%d\n",
698                    framerate_q.den, framerate_q.num,
699                    tpf->numerator, tpf->denominator);
700         }
701     } else {
702         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
703             char errbuf[128];
704             ret = AVERROR(errno);
705             av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
706             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
707                    errbuf);
708             return ret;
709         }
710     }
711     s1->streams[0]->avg_frame_rate.num = tpf->denominator;
712     s1->streams[0]->avg_frame_rate.den = tpf->numerator;
713
714     s->timeout = 100 +
715         av_rescale_q(1, s1->streams[0]->avg_frame_rate,
716                         (AVRational){1, 1000});
717
718     return 0;
719 }
720
721 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
722                                 enum AVPixelFormat pix_fmt,
723                                 int *width,
724                                 int *height,
725                                 enum AVCodecID *codec_id)
726 {
727     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
728
729     if (desired_format == 0 ||
730         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
731         int i;
732
733         desired_format = 0;
734         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
735             if (s1->video_codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
736                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
737                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
738                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
739                     break;
740                 }
741                 desired_format = 0;
742             }
743         }
744     }
745
746     if (desired_format != 0) {
747         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
748         assert(*codec_id != AV_CODEC_ID_NONE);
749     }
750
751     return desired_format;
752 }
753
754 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
755 {
756     struct video_data *s = s1->priv_data;
757     AVStream *st;
758     int res = 0;
759     uint32_t desired_format;
760     enum AVCodecID codec_id;
761     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
762
763     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
764     if (!st)
765         return AVERROR(ENOMEM);
766
767     s->fd = device_open(s1);
768     if (s->fd < 0)
769         return s->fd;
770
771     if (s->list_format) {
772         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
773         return AVERROR_EXIT;
774     }
775
776     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
777
778     if (s->video_size &&
779         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
780         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
781                s->video_size);
782         return res;
783     }
784
785     if (s->pixel_format) {
786         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
787
788         if (codec) {
789             s1->video_codec_id = codec->id;
790             st->need_parsing   = AVSTREAM_PARSE_HEADERS;
791         }
792
793         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
794
795         if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE && !codec) {
796             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
797                    s->pixel_format);
798
799             return AVERROR(EINVAL);
800         }
801     }
802
803     if (!s->width && !s->height) {
804         struct v4l2_format fmt;
805
806         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
807                "Querying the device for the current frame size\n");
808         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
809         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
810             char errbuf[128];
811             res = AVERROR(errno);
812             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
813             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
814                    errbuf);
815             return res;
816         }
817
818         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
819         s->height = fmt.fmt.pix.height;
820         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
821                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
822     }
823
824     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
825                                      &codec_id);
826     if (desired_format == 0) {
827         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
828                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
829         close(s->fd);
830
831         return AVERROR(EIO);
832     }
833
834     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
835         return res;
836
837     s->frame_format = desired_format;
838
839     if ((res = v4l2_set_parameters(s1) < 0))
840         return res;
841
842     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
843     s->frame_size =
844         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
845
846     if ((res = mmap_init(s1)) ||
847         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
848         close(s->fd);
849         return res;
850     }
851
852     s->top_field_first = first_field(s->fd);
853
854     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
855     st->codec->codec_id = codec_id;
856     if (codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO)
857         st->codec->codec_tag =
858             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
859     st->codec->width = s->width;
860     st->codec->height = s->height;
861     st->codec->bit_rate = s->frame_size * av_q2d(st->avg_frame_rate) * 8;
862
863     return 0;
864 }
865
866 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
867 {
868     struct video_data *s = s1->priv_data;
869 #if FF_API_CODED_FRAME
870 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
871     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
872 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
873 #endif
874     int res;
875
876     av_init_packet(pkt);
877     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
878         return res;
879     }
880
881 #if FF_API_CODED_FRAME
882 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
883     if (frame && s->interlaced) {
884         frame->interlaced_frame = 1;
885         frame->top_field_first = s->top_field_first;
886     }
887 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
888 #endif
889
890     return pkt->size;
891 }
892
893 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
894 {
895     struct video_data *s = s1->priv_data;
896
897     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) != s->buffers)
898         av_log(s1, AV_LOG_WARNING, "Some buffers are still owned by the caller on "
899                "close.\n");
900
901     mmap_close(s);
902
903     close(s->fd);
904     return 0;
905 }
906
907 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
908 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
909 static const AVOption options[] = {
910     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
911     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
912     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
913     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
914     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
915     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
916     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
917     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
918     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
919     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
920     { NULL },
921 };
922
923 static const AVClass v4l2_class = {
924     .class_name = "V4L2 indev",
925     .item_name  = av_default_item_name,
926     .option     = options,
927     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
928 };
929
930 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
931     .name           = "video4linux2",
932     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
933     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
934     .read_header    = v4l2_read_header,
935     .read_packet    = v4l2_read_packet,
936     .read_close     = v4l2_read_close,
937     .flags          = AVFMT_NOFILE,
938     .priv_class     = &v4l2_class,
939 };