v4l2: use V4L2_FMT_FLAG_EMULATED only if it is defined
[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 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 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
40 #include <sys/videoio.h>
41 #else
42 #include <linux/videodev2.h>
43 #endif
44 #include <time.h>
45 #include "libavutil/imgutils.h"
46 #include "libavutil/log.h"
47 #include "libavutil/opt.h"
48 #include "libavutil/parseutils.h"
49 #include "libavutil/pixdesc.h"
50 #include "libavutil/avstring.h"
51
52 static const int desired_video_buffers = 256;
53
54 #define V4L_ALLFORMATS  3
55 #define V4L_RAWFORMATS  1
56 #define V4L_COMPFORMATS 2
57
58 struct video_data {
59     AVClass *class;
60     int fd;
61     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
62     int width, height;
63     int frame_size;
64     int interlaced;
65     int top_field_first;
66
67     int buffers;
68     void **buf_start;
69     unsigned int *buf_len;
70     char *standard;
71     int channel;
72     char *video_size;   /**< String describing video size,
73                              set by a private option. */
74     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
75     int list_format;    /**< Set by a private option. */
76     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
77 };
78
79 struct buff_data {
80     int index;
81     int fd;
82 };
83
84 struct fmt_map {
85     enum PixelFormat ff_fmt;
86     enum CodecID codec_id;
87     uint32_t v4l2_fmt;
88 };
89
90 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
91     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
92     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
93     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
94     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
95     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
96     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
97     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
98     { PIX_FMT_RGB555,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
99     { PIX_FMT_RGB565,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
100     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
101     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
102     { PIX_FMT_BGRA,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
103     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
104     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
105     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
106     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
107 };
108
109 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
110 {
111     struct v4l2_capability cap;
112     int fd;
113     int res, err;
114     int flags = O_RDWR;
115
116     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
117         flags |= O_NONBLOCK;
118     }
119
120     fd = open(ctx->filename, flags, 0);
121     if (fd < 0) {
122         err = errno;
123
124         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
125                ctx->filename, strerror(err));
126
127         return AVERROR(err);
128     }
129
130     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
131     if (res < 0) {
132         err = errno;
133         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
134                strerror(err));
135
136         goto fail;
137     }
138
139     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
140            fd, cap.capabilities);
141
142     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
143         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
144         err = ENODEV;
145
146         goto fail;
147     }
148
149     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
150         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
151                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
152         err = ENOSYS;
153
154         goto fail;
155     }
156
157     return fd;
158
159 fail:
160     close(fd);
161     return AVERROR(err);
162 }
163
164 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
165                        uint32_t pix_fmt)
166 {
167     struct video_data *s = ctx->priv_data;
168     int fd = s->fd;
169     struct v4l2_format fmt;
170     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
171
172     int res;
173
174     memset(&fmt, 0, sizeof(struct v4l2_format));
175
176     fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
177     pix->width = *width;
178     pix->height = *height;
179     pix->pixelformat = pix_fmt;
180     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
181
182     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
183
184     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
185         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
186                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
187                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
188         *width = fmt.fmt.pix.width;
189         *height = fmt.fmt.pix.height;
190     }
191
192     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
193         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
194                "The V4L2 driver changed the pixel format "
195                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
196                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
197         res = -1;
198     }
199
200     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
201         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
202         s->interlaced = 1;
203     }
204
205     return res;
206 }
207
208 static int first_field(int fd)
209 {
210     int res;
211     v4l2_std_id std;
212
213     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
214     if (res < 0) {
215         return 0;
216     }
217     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
218         return 0;
219     }
220
221     return 1;
222 }
223
224 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
225 {
226     int i;
227
228     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
229         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
230              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
231             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
232              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
233             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
234         }
235     }
236
237     return 0;
238 }
239
240 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
241 {
242     int i;
243
244     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
245         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
246             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
247             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
248         }
249     }
250
251     return PIX_FMT_NONE;
252 }
253
254 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
255 {
256     int i;
257
258     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
259         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
260             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
261         }
262     }
263
264     return CODEC_ID_NONE;
265 }
266
267 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
268 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
269 {
270     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
271
272     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
273         switch (vfse.type) {
274         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
275             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
276                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
277         break;
278         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
279         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
280             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
281                    vfse.stepwise.min_width,
282                    vfse.stepwise.max_width,
283                    vfse.stepwise.step_width,
284                    vfse.stepwise.min_height,
285                    vfse.stepwise.max_height,
286                    vfse.stepwise.step_height);
287         }
288         vfse.index++;
289     }
290 }
291 #endif
292
293 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
294 {
295     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
296
297     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
298         enum CodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
299         enum PixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
300
301         vfd.index++;
302
303         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
304             type & V4L_RAWFORMATS) {
305             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
306             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
307                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
308                    vfd.description);
309         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
310                    type & V4L_COMPFORMATS) {
311             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
312             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
313                    codec ? codec->name : "Unsupported",
314                    vfd.description);
315         } else {
316             continue;
317         }
318
319 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
320         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
321             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
322             continue;
323         }
324 #endif
325 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
326         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
327 #endif
328         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
329     }
330 }
331
332 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
333 {
334     struct video_data *s = ctx->priv_data;
335     struct v4l2_requestbuffers req;
336     int i, res;
337
338     memset(&req, 0, sizeof(struct v4l2_requestbuffers));
339     req.count = desired_video_buffers;
340     req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
341     req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
342     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
343     if (res < 0) {
344         if (errno == EINVAL) {
345             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
346         } else {
347             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
348         }
349
350         return AVERROR(errno);
351     }
352
353     if (req.count < 2) {
354         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
355
356         return AVERROR(ENOMEM);
357     }
358     s->buffers = req.count;
359     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
360     if (s->buf_start == NULL) {
361         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
362
363         return AVERROR(ENOMEM);
364     }
365     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
366     if (s->buf_len == NULL) {
367         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
368         av_free(s->buf_start);
369
370         return AVERROR(ENOMEM);
371     }
372
373     for (i = 0; i < req.count; i++) {
374         struct v4l2_buffer buf;
375
376         memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
377         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
378         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
379         buf.index = i;
380         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
381         if (res < 0) {
382             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
383
384             return AVERROR(errno);
385         }
386
387         s->buf_len[i] = buf.length;
388         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
389             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
390                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
391                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
392
393             return -1;
394         }
395         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
396                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
397                                s->fd, buf.m.offset);
398
399         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
400             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
401
402             return AVERROR(errno);
403         }
404     }
405
406     return 0;
407 }
408
409 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
410 {
411     struct v4l2_buffer buf;
412     int res, fd;
413     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
414
415     if (pkt->data == NULL)
416         return;
417
418     memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
419     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
420     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
421     buf.index = buf_descriptor->index;
422     fd = buf_descriptor->fd;
423     av_free(buf_descriptor);
424
425     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
426     if (res < 0)
427         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
428                strerror(errno));
429
430     pkt->data = NULL;
431     pkt->size = 0;
432 }
433
434 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
435 {
436     struct video_data *s = ctx->priv_data;
437     struct v4l2_buffer buf;
438     struct buff_data *buf_descriptor;
439     int res;
440
441     memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
442     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
443     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
444
445     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
446     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
447     if (res < 0) {
448         if (errno == EAGAIN) {
449             pkt->size = 0;
450
451             return AVERROR(EAGAIN);
452         }
453         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
454                strerror(errno));
455
456         return AVERROR(errno);
457     }
458     assert (buf.index < s->buffers);
459     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
460         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
461                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
462                buf.bytesused, s->frame_size);
463
464         return AVERROR_INVALIDDATA;
465     }
466
467     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
468     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
469     pkt->size = buf.bytesused;
470     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
471     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
472     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
473     if (buf_descriptor == NULL) {
474         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
475          * allocate a buffer for memcopying into it
476          */
477         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
478         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
479
480         return AVERROR(ENOMEM);
481     }
482     buf_descriptor->fd = s->fd;
483     buf_descriptor->index = buf.index;
484     pkt->priv = buf_descriptor;
485
486     return s->buf_len[buf.index];
487 }
488
489 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
490 {
491     struct video_data *s = ctx->priv_data;
492     enum v4l2_buf_type type;
493     int i, res;
494
495     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
496         struct v4l2_buffer buf;
497
498         memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
499         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
500         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
501         buf.index  = i;
502
503         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
504         if (res < 0) {
505             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
506                    strerror(errno));
507
508             return AVERROR(errno);
509         }
510     }
511
512     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
513     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
514     if (res < 0) {
515         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
516                strerror(errno));
517
518         return AVERROR(errno);
519     }
520
521     return 0;
522 }
523
524 static void mmap_close(struct video_data *s)
525 {
526     enum v4l2_buf_type type;
527     int i;
528
529     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
530     /* We do not check for the result, because we could
531      * not do anything about it anyway...
532      */
533     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
534     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
535         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
536     }
537     av_free(s->buf_start);
538     av_free(s->buf_len);
539 }
540
541 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
542 {
543     struct video_data *s = s1->priv_data;
544     struct v4l2_input input;
545     struct v4l2_standard standard;
546     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
547     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
548     int i, ret;
549     AVRational framerate_q;
550
551     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
552
553     if (s->framerate &&
554         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
555         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
556                s->framerate);
557         return ret;
558     }
559
560     /* set tv video input */
561     memset (&input, 0, sizeof (input));
562     input.index = s->channel;
563     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
564         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
565         return AVERROR(EIO);
566     }
567
568     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
569             s->channel, input.name);
570     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
571         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
572                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
573                 s->channel);
574         return AVERROR(EIO);
575     }
576
577     if (s->standard) {
578         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
579                s->standard);
580         /* set tv standard */
581         memset (&standard, 0, sizeof (standard));
582         for(i=0;;i++) {
583             standard.index = i;
584             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
585                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
586                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
587                        s->standard);
588                 return AVERROR(EIO);
589             }
590
591             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
592                 break;
593             }
594         }
595
596         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
597                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
598                s->standard, (uint64_t)standard.id);
599         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
600             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
601                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
602                    s->standard);
603             return AVERROR(EIO);
604         }
605     }
606
607     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
608         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
609                framerate_q.den, framerate_q.num);
610         tpf->numerator   = framerate_q.den;
611         tpf->denominator = framerate_q.num;
612
613         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
614             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
615                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
616                    framerate_q.den, framerate_q.num);
617             return AVERROR(EIO);
618         }
619
620         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
621             framerate_q.den != tpf->numerator) {
622             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
623                    "The driver changed the time per frame from "
624                    "%d/%d to %d/%d\n",
625                    framerate_q.den, framerate_q.num,
626                    tpf->numerator, tpf->denominator);
627         }
628     } else {
629         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
630             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
631                    strerror(errno));
632             return AVERROR(errno);
633         }
634     }
635     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
636     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
637
638     return 0;
639 }
640
641 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
642                                 enum PixelFormat pix_fmt,
643                                 int *width,
644                                 int *height,
645                                 enum CodecID *codec_id)
646 {
647     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
648
649     if (desired_format == 0 ||
650         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
651         int i;
652
653         desired_format = 0;
654         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
655             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
656                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
657                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
658                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
659                     break;
660                 }
661                 desired_format = 0;
662             }
663         }
664     }
665
666     if (desired_format != 0) {
667         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
668         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
669     }
670
671     return desired_format;
672 }
673
674 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
675 {
676     struct video_data *s = s1->priv_data;
677     AVStream *st;
678     int res = 0;
679     uint32_t desired_format;
680     enum CodecID codec_id;
681     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
682
683     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
684     if (!st) {
685         res = AVERROR(ENOMEM);
686         goto out;
687     }
688
689     s->fd = device_open(s1);
690     if (s->fd < 0) {
691         res = s->fd;
692         goto out;
693     }
694
695     if (s->list_format) {
696         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
697         res = AVERROR_EXIT;
698         goto out;
699     }
700
701     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
702
703     if (s->video_size &&
704         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
705         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
706                s->video_size);
707         goto out;
708     }
709
710     if (s->pixel_format) {
711
712         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
713
714         if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
715             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such pixel format: %s.\n",
716                    s->pixel_format);
717
718             res = AVERROR(EINVAL);
719             goto out;
720         }
721     }
722
723     if (!s->width && !s->height) {
724         struct v4l2_format fmt;
725
726         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
727                "Querying the device for the current frame size\n");
728         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
729         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
730             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
731                    strerror(errno));
732             res = AVERROR(errno);
733             goto out;
734         }
735
736         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
737         s->height = fmt.fmt.pix.height;
738         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
739                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
740     }
741
742     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
743                                      &codec_id);
744     if (desired_format == 0) {
745         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
746                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
747         close(s->fd);
748
749         res = AVERROR(EIO);
750         goto out;
751     }
752
753     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
754         goto out;
755
756     s->frame_format = desired_format;
757
758     if ((res = v4l2_set_parameters(s1, ap) < 0))
759         goto out;
760
761     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
762     s->frame_size =
763         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
764
765     if ((res = mmap_init(s1)) ||
766         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
767         close(s->fd);
768         goto out;
769     }
770
771     s->top_field_first = first_field(s->fd);
772
773     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
774     st->codec->codec_id = codec_id;
775     if (codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO)
776         st->codec->codec_tag =
777             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
778     st->codec->width = s->width;
779     st->codec->height = s->height;
780     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
781
782 out:
783     return res;
784 }
785
786 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
787 {
788     struct video_data *s = s1->priv_data;
789     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
790     int res;
791
792     av_init_packet(pkt);
793     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
794         return res;
795     }
796
797     if (frame && s->interlaced) {
798         frame->interlaced_frame = 1;
799         frame->top_field_first = s->top_field_first;
800     }
801
802     return pkt->size;
803 }
804
805 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
806 {
807     struct video_data *s = s1->priv_data;
808
809     mmap_close(s);
810
811     close(s->fd);
812     return 0;
813 }
814
815 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
816 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
817 static const AVOption options[] = {
818     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
819     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
820     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
821     { "pixel_format", "",                                                          OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
822     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
823     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
824     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
825     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
826     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
827     { NULL },
828 };
829
830 static const AVClass v4l2_class = {
831     .class_name = "V4L2 indev",
832     .item_name  = av_default_item_name,
833     .option     = options,
834     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
835 };
836
837 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
838     .name           = "video4linux2",
839     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
840     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
841     .read_header    = v4l2_read_header,
842     .read_packet    = v4l2_read_packet,
843     .read_close     = v4l2_read_close,
844     .flags          = AVFMT_NOFILE,
845     .priv_class     = &v4l2_class,
846 };