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