Add some missing v4l2 pix_fmt mappings.
[ffmpeg.git] / libavdevice / v4l2.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
3  * Copyright (c) 2006 Luca Abeni
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  * Video4Linux2 grab interface
25  *
26  * Part of this file is based on the V4L2 video capture example
27  * (http://v4l2spec.bytesex.org/v4l2spec/capture.c)
28  *
29  * Thanks to Michael Niedermayer for providing the mapping between
30  * V4L2_PIX_FMT_* and PIX_FMT_*
31  */
32
33 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
34 #include "config.h"
35 #include "libavformat/internal.h"
36 #include <unistd.h>
37 #include <fcntl.h>
38 #include <sys/ioctl.h>
39 #include <sys/mman.h>
40 #include <sys/time.h>
41 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
42 #include <sys/videoio.h>
43 #else
44 #if HAVE_ASM_TYPES_H
45 #include <asm/types.h>
46 #endif
47 #include <linux/videodev2.h>
48 #endif
49 #include <time.h>
50 #include "libavutil/imgutils.h"
51 #include "libavutil/log.h"
52 #include "libavutil/opt.h"
53 #include "avdevice.h"
54 #include "libavutil/parseutils.h"
55 #include "libavutil/pixdesc.h"
56 #include "libavutil/avstring.h"
57
58 #if CONFIG_LIBV4L2
59 #include <libv4l2.h>
60 #else
61 #define v4l2_open   open
62 #define v4l2_close  close
63 #define v4l2_dup    dup
64 #define v4l2_ioctl  ioctl
65 #define v4l2_read   read
66 #define v4l2_mmap   mmap
67 #define v4l2_munmap munmap
68 #endif
69
70 static const int desired_video_buffers = 256;
71
72 #define V4L_ALLFORMATS  3
73 #define V4L_RAWFORMATS  1
74 #define V4L_COMPFORMATS 2
75
76 struct video_data {
77     AVClass *class;
78     int fd;
79     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
80     int width, height;
81     int frame_size;
82     int interlaced;
83     int top_field_first;
84
85     int buffers;
86     void **buf_start;
87     unsigned int *buf_len;
88     char *standard;
89     int channel;
90     char *video_size;   /**< String describing video size,
91                              set by a private option. */
92     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
93     int list_format;    /**< Set by a private option. */
94     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
95 };
96
97 struct buff_data {
98     int index;
99     int fd;
100 };
101
102 struct fmt_map {
103     enum PixelFormat ff_fmt;
104     enum CodecID codec_id;
105     uint32_t v4l2_fmt;
106 };
107
108 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
109     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
110     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
111     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
112     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
113     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
114     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
115     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
116     { PIX_FMT_RGB555LE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
117     { PIX_FMT_RGB555BE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555X },
118     { PIX_FMT_RGB565LE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
119     { PIX_FMT_RGB565BE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565X },
120     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
121     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
122     { PIX_FMT_BGR0,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
123     { PIX_FMT_0RGB,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB32   },
124     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
125     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
126     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
127     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
128 };
129
130 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
131 {
132     struct v4l2_capability cap;
133     int fd;
134 #if CONFIG_LIBV4L2
135     int fd_libv4l;
136 #endif
137     int res, err;
138     int flags = O_RDWR;
139
140     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
141         flags |= O_NONBLOCK;
142     }
143
144     fd = v4l2_open(ctx->filename, flags, 0);
145     if (fd < 0) {
146         err = errno;
147
148         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
149                ctx->filename, strerror(err));
150
151         return AVERROR(err);
152     }
153 #if CONFIG_LIBV4L2
154     fd_libv4l = v4l2_fd_open(fd, 0);
155     if (fd < 0) {
156         err = AVERROR(errno);
157         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device with libv4l neither %s : %s\n",
158                ctx->filename, strerror(errno));
159         return err;
160     }
161     fd = fd_libv4l;
162 #endif
163
164     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
165     if (res < 0) {
166         err = errno;
167         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
168                strerror(err));
169
170         goto fail;
171     }
172
173     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
174            fd, cap.capabilities);
175
176     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
177         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
178         err = ENODEV;
179
180         goto fail;
181     }
182
183     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
184         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
185                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
186         err = ENOSYS;
187
188         goto fail;
189     }
190
191     return fd;
192
193 fail:
194     v4l2_close(fd);
195     return AVERROR(err);
196 }
197
198 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
199                        uint32_t pix_fmt)
200 {
201     struct video_data *s = ctx->priv_data;
202     int fd = s->fd;
203     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
204     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
205
206     int res;
207
208     pix->width = *width;
209     pix->height = *height;
210     pix->pixelformat = pix_fmt;
211     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
212
213     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
214
215     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
216         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
217                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
218                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
219         *width = fmt.fmt.pix.width;
220         *height = fmt.fmt.pix.height;
221     }
222
223     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
224         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
225                "The V4L2 driver changed the pixel format "
226                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
227                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
228         res = -1;
229     }
230
231     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
232         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
233         s->interlaced = 1;
234     }
235
236     return res;
237 }
238
239 static int first_field(int fd)
240 {
241     int res;
242     v4l2_std_id std;
243
244     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
245     if (res < 0) {
246         return 0;
247     }
248     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
249         return 0;
250     }
251
252     return 1;
253 }
254
255 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
256 {
257     int i;
258
259     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
260         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
261              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
262             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
263              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
264             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
265         }
266     }
267
268     return 0;
269 }
270
271 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
272 {
273     int i;
274
275     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
276         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
277             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
278             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
279         }
280     }
281
282     return PIX_FMT_NONE;
283 }
284
285 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
286 {
287     int i;
288
289     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
290         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
291             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
292         }
293     }
294
295     return CODEC_ID_NONE;
296 }
297
298 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
299 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
300 {
301     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
302
303     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
304         switch (vfse.type) {
305         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
306             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
307                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
308         break;
309         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
310         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
311             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
312                    vfse.stepwise.min_width,
313                    vfse.stepwise.max_width,
314                    vfse.stepwise.step_width,
315                    vfse.stepwise.min_height,
316                    vfse.stepwise.max_height,
317                    vfse.stepwise.step_height);
318         }
319         vfse.index++;
320     }
321 }
322 #endif
323
324 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
325 {
326     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
327
328     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
329         enum CodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
330         enum PixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
331
332         vfd.index++;
333
334         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
335             type & V4L_RAWFORMATS) {
336             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
337             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
338                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
339                    vfd.description);
340         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
341                    type & V4L_COMPFORMATS) {
342             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
343             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
344                    codec ? codec->name : "Unsupported",
345                    vfd.description);
346         } else {
347             continue;
348         }
349
350 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
351         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
352             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
353             continue;
354         }
355 #endif
356 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
357         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
358 #endif
359         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
360     }
361 }
362
363 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
364 {
365     int i, res;
366     struct video_data *s = ctx->priv_data;
367     struct v4l2_requestbuffers req = {
368         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
369         .count  = desired_video_buffers,
370         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
371     };
372
373     res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
374     if (res < 0) {
375         if (errno == EINVAL) {
376             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
377         } else {
378             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
379         }
380         return AVERROR(errno);
381     }
382
383     if (req.count < 2) {
384         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
385         return AVERROR(ENOMEM);
386     }
387     s->buffers = req.count;
388     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
389     if (s->buf_start == NULL) {
390         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
391         return AVERROR(ENOMEM);
392     }
393     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
394     if (s->buf_len == NULL) {
395         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
396         av_free(s->buf_start);
397         return AVERROR(ENOMEM);
398     }
399
400     for (i = 0; i < req.count; i++) {
401         struct v4l2_buffer buf = {
402             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
403             .index  = i,
404             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
405         };
406         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
407         if (res < 0) {
408             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
409             return AVERROR(errno);
410         }
411
412         s->buf_len[i] = buf.length;
413         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
414             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
415                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
416                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
417
418             return -1;
419         }
420         s->buf_start[i] = v4l2_mmap(NULL, buf.length,
421                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
422                                s->fd, buf.m.offset);
423
424         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
425             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
426             return AVERROR(errno);
427         }
428     }
429
430     return 0;
431 }
432
433 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
434 {
435     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
436     int res, fd;
437     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
438
439     if (pkt->data == NULL)
440         return;
441
442     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
443     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
444     buf.index = buf_descriptor->index;
445     fd = buf_descriptor->fd;
446     av_free(buf_descriptor);
447
448     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
449     if (res < 0)
450         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
451                strerror(errno));
452
453     pkt->data = NULL;
454     pkt->size = 0;
455 }
456
457 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
458 {
459     struct video_data *s = ctx->priv_data;
460     struct v4l2_buffer buf = {
461         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
462         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
463     };
464     struct buff_data *buf_descriptor;
465     int res;
466
467     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
468     while ((res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
469     if (res < 0) {
470         if (errno == EAGAIN) {
471             pkt->size = 0;
472             return AVERROR(EAGAIN);
473         }
474         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
475                strerror(errno));
476
477         return AVERROR(errno);
478     }
479     assert(buf.index < s->buffers);
480     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
481         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
482                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
483                buf.bytesused, s->frame_size);
484
485         return AVERROR_INVALIDDATA;
486     }
487
488     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
489     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
490     pkt->size = buf.bytesused;
491     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
492     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
493     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
494     if (buf_descriptor == NULL) {
495         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
496          * allocate a buffer for memcopying into it
497          */
498         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
499         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
500
501         return AVERROR(ENOMEM);
502     }
503     buf_descriptor->fd = s->fd;
504     buf_descriptor->index = buf.index;
505     pkt->priv = buf_descriptor;
506
507     return s->buf_len[buf.index];
508 }
509
510 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
511 {
512     struct video_data *s = ctx->priv_data;
513     enum v4l2_buf_type type;
514     int i, res;
515
516     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
517         struct v4l2_buffer buf = {
518             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
519             .index  = i,
520             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
521         };
522
523         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
524         if (res < 0) {
525             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
526                    strerror(errno));
527
528             return AVERROR(errno);
529         }
530     }
531
532     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
533     res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
534     if (res < 0) {
535         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
536                strerror(errno));
537
538         return AVERROR(errno);
539     }
540
541     return 0;
542 }
543
544 static void mmap_close(struct video_data *s)
545 {
546     enum v4l2_buf_type type;
547     int i;
548
549     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
550     /* We do not check for the result, because we could
551      * not do anything about it anyway...
552      */
553     v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
554     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
555         v4l2_munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
556     }
557     av_free(s->buf_start);
558     av_free(s->buf_len);
559 }
560
561 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
562 {
563     struct video_data *s = s1->priv_data;
564     struct v4l2_input input = { 0 };
565     struct v4l2_standard standard = { 0 };
566     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
567     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
568     AVRational framerate_q = { 0 };
569     int i, ret;
570
571     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
572
573     if (s->framerate &&
574         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
575         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
576                s->framerate);
577         return ret;
578     }
579
580     /* set tv video input */
581     input.index = s->channel;
582     if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
583         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
584         return AVERROR(EIO);
585     }
586
587     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
588             s->channel, input.name);
589     if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
590         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
591                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
592                 s->channel);
593         return AVERROR(EIO);
594     }
595
596     if (s->standard) {
597         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
598                s->standard);
599         /* set tv standard */
600         for(i=0;;i++) {
601             standard.index = i;
602             ret = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard);
603             if (ret < 0 || !av_strcasecmp(standard.name, s->standard))
604                 break;
605         }
606         if (ret < 0) {
607             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unknown standard '%s'\n", s->standard);
608             return ret;
609         }
610
611         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
612                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
613                s->standard, (uint64_t)standard.id);
614         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
615             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
616                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
617                    s->standard);
618             return AVERROR(EIO);
619         }
620     }
621
622     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
623         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
624                framerate_q.den, framerate_q.num);
625         tpf->numerator   = framerate_q.den;
626         tpf->denominator = framerate_q.num;
627
628         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
629             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
630                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
631                    framerate_q.den, framerate_q.num);
632             return AVERROR(EIO);
633         }
634
635         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
636             framerate_q.den != tpf->numerator) {
637             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
638                    "The driver changed the time per frame from "
639                    "%d/%d to %d/%d\n",
640                    framerate_q.den, framerate_q.num,
641                    tpf->numerator, tpf->denominator);
642         }
643     } else {
644         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
645             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
646                    strerror(errno));
647             return AVERROR(errno);
648         }
649     }
650     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
651     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
652
653     return 0;
654 }
655
656 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
657                                 enum PixelFormat pix_fmt,
658                                 int *width,
659                                 int *height,
660                                 enum CodecID *codec_id)
661 {
662     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
663
664     if (desired_format == 0 ||
665         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
666         int i;
667
668         desired_format = 0;
669         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
670             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
671                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
672                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
673                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
674                     break;
675                 }
676                 desired_format = 0;
677             }
678         }
679     }
680
681     if (desired_format != 0) {
682         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
683         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
684     }
685
686     return desired_format;
687 }
688
689 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
690 {
691     struct video_data *s = s1->priv_data;
692     AVStream *st;
693     int res = 0;
694     uint32_t desired_format;
695     enum CodecID codec_id;
696     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
697
698     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
699     if (!st) {
700         res = AVERROR(ENOMEM);
701         goto out;
702     }
703
704     s->fd = device_open(s1);
705     if (s->fd < 0) {
706         res = s->fd;
707         goto out;
708     }
709
710     if (s->list_format) {
711         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
712         res = AVERROR_EXIT;
713         goto out;
714     }
715
716     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
717
718     if (s->video_size &&
719         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
720         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
721                s->video_size);
722         goto out;
723     }
724
725     if (s->pixel_format) {
726         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
727
728         if (codec)
729             s1->video_codec_id = codec->id;
730
731         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
732
733         if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE && !codec) {
734             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
735                    s->pixel_format);
736
737             res = AVERROR(EINVAL);
738             goto out;
739         }
740     }
741
742     if (!s->width && !s->height) {
743         struct v4l2_format fmt;
744
745         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
746                "Querying the device for the current frame size\n");
747         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
748         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
749             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
750                    strerror(errno));
751             res = AVERROR(errno);
752             goto out;
753         }
754
755         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
756         s->height = fmt.fmt.pix.height;
757         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
758                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
759     }
760
761     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
762                                      &codec_id);
763     if (desired_format == 0) {
764         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
765                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
766         v4l2_close(s->fd);
767
768         res = AVERROR(EIO);
769         goto out;
770     }
771     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1)) < 0)
772         goto out;
773
774     s->frame_format = desired_format;
775
776     if ((res = v4l2_set_parameters(s1)) < 0)
777         goto out;
778
779     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
780     s->frame_size =
781         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
782
783     if ((res = mmap_init(s1)) ||
784         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
785         v4l2_close(s->fd);
786         goto out;
787     }
788
789     s->top_field_first = first_field(s->fd);
790
791     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
792     st->codec->codec_id = codec_id;
793     if (codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO)
794         st->codec->codec_tag =
795             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
796     st->codec->width = s->width;
797     st->codec->height = s->height;
798     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
799
800 out:
801     return res;
802 }
803
804 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
805 {
806     struct video_data *s = s1->priv_data;
807     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
808     int res;
809
810     av_init_packet(pkt);
811     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
812         return res;
813     }
814
815     if (frame && s->interlaced) {
816         frame->interlaced_frame = 1;
817         frame->top_field_first = s->top_field_first;
818     }
819
820     return pkt->size;
821 }
822
823 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
824 {
825     struct video_data *s = s1->priv_data;
826
827     mmap_close(s);
828
829     v4l2_close(s->fd);
830     return 0;
831 }
832
833 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
834 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
835
836 static const AVOption options[] = {
837     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
838     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
839     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
840     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
841     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
842     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
843     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
844     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
845     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
846     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
847     { NULL },
848 };
849
850 static const AVClass v4l2_class = {
851     .class_name = "V4L2 indev",
852     .item_name  = av_default_item_name,
853     .option     = options,
854     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
855 };
856
857 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
858     .name           = "video4linux2,v4l2",
859     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
860     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
861     .read_header    = v4l2_read_header,
862     .read_packet    = v4l2_read_packet,
863     .read_close     = v4l2_read_close,
864     .flags          = AVFMT_NOFILE,
865     .priv_class     = &v4l2_class,
866 };