d2707e6848900b238674205c2813d747313df5db
[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 = AVERROR(errno);
142         av_strerror(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 = AVERROR(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 = AVERROR(ENOSYS);
163
164         goto fail;
165     }
166
167     return fd;
168
169 fail:
170     close(fd);
171     return 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             const AVCodecDescriptor *desc = avcodec_descriptor_get(codec_id);
319             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
320                    desc ? desc->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         res = AVERROR(errno);
352         if (res == AVERROR(EINVAL)) {
353             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
354         } else {
355             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
356         }
357
358         return res;
359     }
360
361     if (req.count < 2) {
362         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
363
364         return AVERROR(ENOMEM);
365     }
366     s->buffers = req.count;
367     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
368     if (!s->buf_start) {
369         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
370
371         return AVERROR(ENOMEM);
372     }
373     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
374     if (!s->buf_len) {
375         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
376         av_free(s->buf_start);
377
378         return AVERROR(ENOMEM);
379     }
380
381     for (i = 0; i < req.count; i++) {
382         struct v4l2_buffer buf = {
383             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
384             .index  = i,
385             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
386         };
387
388         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
389         if (res < 0) {
390             res = AVERROR(errno);
391             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
392
393             return res;
394         }
395
396         s->buf_len[i] = buf.length;
397         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
398             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
399                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
400                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
401
402             return -1;
403         }
404         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
405                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
406                                s->fd, buf.m.offset);
407
408         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
409             char errbuf[128];
410             res = AVERROR(errno);
411             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
412             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", errbuf);
413
414             return res;
415         }
416     }
417
418     return 0;
419 }
420
421 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
422 static void dummy_release_buffer(AVPacket *pkt)
423 {
424     av_assert0(0);
425 }
426 #endif
427
428 static void mmap_release_buffer(void *opaque, uint8_t *data)
429 {
430     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
431     int res, fd;
432     struct buff_data *buf_descriptor = opaque;
433     struct video_data *s = buf_descriptor->s;
434     char errbuf[128];
435
436     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
437     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
438     buf.index = buf_descriptor->index;
439     fd = buf_descriptor->fd;
440     av_free(buf_descriptor);
441
442     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
443     if (res < 0) {
444         av_strerror(AVERROR(errno), errbuf, sizeof(errbuf));
445         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
446                errbuf);
447     }
448     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
449 }
450
451 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
452 {
453     struct video_data *s = ctx->priv_data;
454     struct v4l2_buffer buf = {
455         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
456         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
457     };
458     struct pollfd p = { .fd = s->fd, .events = POLLIN };
459     int res;
460
461     res = poll(&p, 1, s->timeout);
462     if (res < 0)
463         return AVERROR(errno);
464
465     if (!(p.revents & (POLLIN | POLLERR | POLLHUP)))
466         return AVERROR(EAGAIN);
467
468     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
469     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
470     if (res < 0) {
471         char errbuf[128];
472         if (errno == EAGAIN) {
473             pkt->size = 0;
474
475             return AVERROR(EAGAIN);
476         }
477         res = AVERROR(errno);
478         av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
479         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
480                errbuf);
481
482         return res;
483     }
484
485     if (buf.index >= s->buffers) {
486         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid buffer index received.\n");
487         return AVERROR(EINVAL);
488     }
489     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, -1);
490     // always keep at least one buffer queued
491     av_assert0(avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) >= 1);
492
493     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
494         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
495                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
496                buf.bytesused, s->frame_size);
497
498         return AVERROR_INVALIDDATA;
499     }
500
501     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
502     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) == FFMAX(s->buffers / 8, 1)) {
503         /* when we start getting low on queued buffers, fall back on copying data */
504         res = av_new_packet(pkt, buf.bytesused);
505         if (res < 0) {
506             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a packet.\n");
507             return res;
508         }
509         memcpy(pkt->data, s->buf_start[buf.index], buf.bytesused);
510
511         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
512         if (res < 0) {
513             res = AVERROR(errno);
514             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF)\n");
515             av_free_packet(pkt);
516             return res;
517         }
518         avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
519     } else {
520         struct buff_data *buf_descriptor;
521
522         pkt->data     = s->buf_start[buf.index];
523         pkt->size     = buf.bytesused;
524 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
525 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
526         pkt->destruct = dummy_release_buffer;
527 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
528 #endif
529
530         buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
531         if (!buf_descriptor) {
532             /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
533              * allocate a buffer for memcpying into it
534              */
535             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
536             res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
537
538             return AVERROR(ENOMEM);
539         }
540         buf_descriptor->fd    = s->fd;
541         buf_descriptor->index = buf.index;
542         buf_descriptor->s     = s;
543
544         pkt->buf = av_buffer_create(pkt->data, pkt->size, mmap_release_buffer,
545                                     buf_descriptor, 0);
546         if (!pkt->buf) {
547             av_freep(&buf_descriptor);
548             return AVERROR(ENOMEM);
549         }
550     }
551     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
552
553     return s->buf_len[buf.index];
554 }
555
556 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
557 {
558     struct video_data *s = ctx->priv_data;
559     enum v4l2_buf_type type;
560     int i, res, err;
561     char errbuf[128];
562
563     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
564         struct v4l2_buffer buf = {
565             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
566             .index  = i,
567             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
568         };
569
570         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
571         if (res < 0) {
572             err = AVERROR(errno);
573             av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
574             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
575                    errbuf);
576
577             return err;
578         }
579     }
580     s->buffers_queued = s->buffers;
581
582     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
583     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
584     if (res < 0) {
585         err = AVERROR(errno);
586         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
587         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
588                errbuf);
589
590         return err;
591     }
592
593     return 0;
594 }
595
596 static void mmap_close(struct video_data *s)
597 {
598     enum v4l2_buf_type type;
599     int i;
600
601     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
602     /* We do not check for the result, because we could
603      * not do anything about it anyway...
604      */
605     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
606     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
607         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
608     }
609     av_free(s->buf_start);
610     av_free(s->buf_len);
611 }
612
613 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
614 {
615     struct video_data *s = s1->priv_data;
616     struct v4l2_input input = { 0 };
617     struct v4l2_standard standard = { 0 };
618     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
619     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
620     AVRational framerate_q = { 0 };
621     int i, ret;
622
623     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
624
625     if (s->framerate &&
626         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
627         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
628                s->framerate);
629         return ret;
630     }
631
632     /* set tv video input */
633     input.index = s->channel;
634     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
635         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
636         return AVERROR(EIO);
637     }
638
639     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
640             s->channel, input.name);
641     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
642         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
643                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
644                 s->channel);
645         return AVERROR(EIO);
646     }
647
648     if (s->standard) {
649         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
650                s->standard);
651         /* set tv standard */
652         for(i=0;;i++) {
653             standard.index = i;
654             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
655                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
656                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
657                        s->standard);
658                 return AVERROR(EIO);
659             }
660
661             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
662                 break;
663             }
664         }
665
666         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
667                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
668                s->standard, (uint64_t)standard.id);
669         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
670             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
671                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
672                    s->standard);
673             return AVERROR(EIO);
674         }
675     }
676
677     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
678         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
679                framerate_q.den, framerate_q.num);
680         tpf->numerator   = framerate_q.den;
681         tpf->denominator = framerate_q.num;
682
683         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
684             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
685                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
686                    framerate_q.den, framerate_q.num);
687             return AVERROR(EIO);
688         }
689
690         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
691             framerate_q.den != tpf->numerator) {
692             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
693                    "The driver changed the time per frame from "
694                    "%d/%d to %d/%d\n",
695                    framerate_q.den, framerate_q.num,
696                    tpf->numerator, tpf->denominator);
697         }
698     } else {
699         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
700             char errbuf[128];
701             ret = AVERROR(errno);
702             av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
703             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
704                    errbuf);
705             return ret;
706         }
707     }
708     s1->streams[0]->avg_frame_rate.num = tpf->denominator;
709     s1->streams[0]->avg_frame_rate.den = tpf->numerator;
710
711     s->timeout = 100 +
712         av_rescale_q(1, s1->streams[0]->avg_frame_rate,
713                         (AVRational){1, 1000});
714
715     return 0;
716 }
717
718 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
719                                 enum AVPixelFormat pix_fmt,
720                                 int *width,
721                                 int *height,
722                                 enum AVCodecID *codec_id)
723 {
724     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
725
726     if (desired_format == 0 ||
727         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
728         int i;
729
730         desired_format = 0;
731         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
732             if (s1->video_codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
733                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
734                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
735                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
736                     break;
737                 }
738                 desired_format = 0;
739             }
740         }
741     }
742
743     if (desired_format != 0) {
744         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
745         assert(*codec_id != AV_CODEC_ID_NONE);
746     }
747
748     return desired_format;
749 }
750
751 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
752 {
753     struct video_data *s = s1->priv_data;
754     AVStream *st;
755     int res = 0;
756     uint32_t desired_format;
757     enum AVCodecID codec_id;
758     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
759
760     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
761     if (!st)
762         return AVERROR(ENOMEM);
763
764     s->fd = device_open(s1);
765     if (s->fd < 0)
766         return s->fd;
767
768     if (s->list_format) {
769         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
770         return AVERROR_EXIT;
771     }
772
773     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
774
775     if (s->video_size &&
776         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
777         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
778                s->video_size);
779         return res;
780     }
781
782     if (s->pixel_format) {
783         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
784
785         if (codec)
786             s1->video_codec_id = codec->id;
787
788         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
789
790         if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE && !codec) {
791             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
792                    s->pixel_format);
793
794             return AVERROR(EINVAL);
795         }
796     }
797
798     if (!s->width && !s->height) {
799         struct v4l2_format fmt;
800
801         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
802                "Querying the device for the current frame size\n");
803         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
804         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
805             char errbuf[128];
806             res = AVERROR(errno);
807             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
808             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
809                    errbuf);
810             return res;
811         }
812
813         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
814         s->height = fmt.fmt.pix.height;
815         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
816                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
817     }
818
819     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
820                                      &codec_id);
821     if (desired_format == 0) {
822         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
823                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
824         close(s->fd);
825
826         return AVERROR(EIO);
827     }
828
829     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
830         return res;
831
832     s->frame_format = desired_format;
833
834     if ((res = v4l2_set_parameters(s1) < 0))
835         return res;
836
837     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
838     s->frame_size =
839         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
840
841     if ((res = mmap_init(s1)) ||
842         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
843         close(s->fd);
844         return res;
845     }
846
847     s->top_field_first = first_field(s->fd);
848
849     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
850     st->codec->codec_id = codec_id;
851     if (codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO)
852         st->codec->codec_tag =
853             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
854     st->codec->width = s->width;
855     st->codec->height = s->height;
856     st->codec->bit_rate = s->frame_size * av_q2d(st->avg_frame_rate) * 8;
857
858     return 0;
859 }
860
861 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
862 {
863     struct video_data *s = s1->priv_data;
864     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
865     int res;
866
867     av_init_packet(pkt);
868     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
869         return res;
870     }
871
872     if (frame && s->interlaced) {
873         frame->interlaced_frame = 1;
874         frame->top_field_first = s->top_field_first;
875     }
876
877     return pkt->size;
878 }
879
880 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
881 {
882     struct video_data *s = s1->priv_data;
883
884     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) != s->buffers)
885         av_log(s1, AV_LOG_WARNING, "Some buffers are still owned by the caller on "
886                "close.\n");
887
888     mmap_close(s);
889
890     close(s->fd);
891     return 0;
892 }
893
894 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
895 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
896 static const AVOption options[] = {
897     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
898     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
899     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
900     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
901     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
902     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
903     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
904     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
905     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
906     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
907     { NULL },
908 };
909
910 static const AVClass v4l2_class = {
911     .class_name = "V4L2 indev",
912     .item_name  = av_default_item_name,
913     .option     = options,
914     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
915 };
916
917 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
918     .name           = "video4linux2",
919     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
920     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
921     .read_header    = v4l2_read_header,
922     .read_packet    = v4l2_read_packet,
923     .read_close     = v4l2_read_close,
924     .flags          = AVFMT_NOFILE,
925     .priv_class     = &v4l2_class,
926 };