4ad4e95ed3a4a33c6bf33093a41f7132ee2daf28
[ffmpeg.git] / libav / grab.c
1 /*
2  * Linux video grab interface
3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19 #include "avformat.h"
20 #include <linux/videodev.h>
21 #include <unistd.h>
22 #include <fcntl.h>
23 #include <sys/ioctl.h>
24 #include <sys/mman.h>
25 #include <sys/time.h>
26 #include <time.h>
27
28 typedef struct {
29     int fd;
30     int frame_format; /* see VIDEO_PALETTE_xxx */
31     int use_mmap;
32     int width, height;
33     int frame_rate;
34     INT64 time_frame;
35     int frame_size;
36 } VideoData;
37
38 const char *v4l_device = "/dev/video";
39
40 /* XXX: move all that to the context */
41
42 static struct video_capability  video_cap;
43 static UINT8 *video_buf;
44 static struct video_mbuf gb_buffers;
45 static struct video_mmap gb_buf;
46 static struct video_audio audio, audio_saved;
47 static int gb_frame = 0;
48
49 static int grab_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
50 {
51     VideoData *s = s1->priv_data;
52     AVStream *st;
53     int width, height;
54     int video_fd, frame_size;
55     int ret, frame_rate;
56     int desired_palette;
57
58     if (!ap || ap->width <= 0 || ap->height <= 0 || ap->frame_rate <= 0)
59         return -1;
60     
61     width = ap->width;
62     height = ap->height;
63     frame_rate = ap->frame_rate;
64
65     st = av_new_stream(s1, 0);
66     if (!st)
67         return -ENOMEM;
68
69     s->width = width;
70     s->height = height;
71     s->frame_rate = frame_rate;
72
73     video_fd = open(v4l_device, O_RDWR);
74     if (video_fd < 0) {
75         perror(v4l_device);
76         goto fail;
77     }
78     
79     if (ioctl(video_fd,VIDIOCGCAP,&video_cap) < 0) {
80         perror("VIDIOCGCAP");
81         goto fail;
82     }
83
84     if (!(video_cap.type & VID_TYPE_CAPTURE)) {
85         fprintf(stderr, "Fatal: grab device does not handle capture\n");
86         goto fail;
87     }
88
89     desired_palette = -1;
90     if (st->codec.pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P) {
91         desired_palette = VIDEO_PALETTE_YUV420P;
92     } else if (st->codec.pix_fmt == PIX_FMT_YUV422) {
93         desired_palette = VIDEO_PALETTE_YUV422;
94     } else if (st->codec.pix_fmt == PIX_FMT_BGR24) {
95         desired_palette = VIDEO_PALETTE_RGB24;
96     }    
97     
98     /* unmute audio */
99     ioctl(video_fd, VIDIOCGAUDIO, &audio);
100     memcpy(&audio_saved, &audio, sizeof(audio));
101     audio.flags &= ~VIDEO_AUDIO_MUTE;
102     ioctl(video_fd, VIDIOCSAUDIO, &audio);
103
104     ret = ioctl(video_fd,VIDIOCGMBUF,&gb_buffers);
105     if (ret < 0) {
106         /* try to use read based access */
107         struct video_window win;
108         struct video_picture pict;
109         int val;
110
111         win.x = 0;
112         win.y = 0;
113         win.width = width;
114         win.height = height;
115         win.chromakey = -1;
116         win.flags = 0;
117
118         ioctl(video_fd, VIDIOCSWIN, &win);
119
120         ioctl(video_fd, VIDIOCGPICT, &pict);
121 #if 0
122         printf("v4l: colour=%d hue=%d brightness=%d constrast=%d whiteness=%d\n",
123                pict.colour,
124                pict.hue,
125                pict.brightness,
126                pict.contrast,
127                pict.whiteness);
128 #endif        
129         /* try to choose a suitable video format */
130         pict.palette = desired_palette;
131         if (desired_palette == -1 || (ret = ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict)) < 0) {
132             pict.palette=VIDEO_PALETTE_YUV420P;
133             ret = ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict);
134             if (ret < 0) {
135                 pict.palette=VIDEO_PALETTE_YUV422;
136                 ret = ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict);
137                 if (ret < 0) {
138                     pict.palette=VIDEO_PALETTE_RGB24;
139                     ret = ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict);
140                     if (ret < 0) 
141                         goto fail1;
142                 }
143             }
144         }
145
146         s->frame_format = pict.palette;
147
148         val = 1;
149         ioctl(video_fd, VIDIOCCAPTURE, &val);
150
151         s->time_frame = av_gettime();
152         s->use_mmap = 0;
153     } else {
154         video_buf = mmap(0,gb_buffers.size,PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,video_fd,0);
155         if ((unsigned char*)-1 == video_buf) {
156             perror("mmap");
157             goto fail;
158         }
159         gb_frame = 0;
160         s->time_frame = av_gettime();
161         
162         /* start to grab the first frame */
163         gb_buf.frame = gb_frame % gb_buffers.frames;
164         gb_buf.height = height;
165         gb_buf.width = width;
166         gb_buf.format = desired_palette;
167
168         if (desired_palette == -1 || (ret = ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &gb_buf)) < 0) {
169             gb_buf.format = VIDEO_PALETTE_YUV420P;
170             
171             ret = ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &gb_buf);
172             if (ret < 0 && errno != EAGAIN) {
173                 /* try YUV422 */
174                 gb_buf.format = VIDEO_PALETTE_YUV422;
175                 
176                 ret = ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &gb_buf);
177                 if (ret < 0 && errno != EAGAIN) {
178                     /* try RGB24 */
179                     gb_buf.format = VIDEO_PALETTE_RGB24;
180                     ret = ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &gb_buf);
181                 }
182             }
183         }
184         if (ret < 0) {
185             if (errno != EAGAIN) {
186             fail1:
187                 fprintf(stderr, "Fatal: grab device does not support suitable format\n");
188             } else {
189                 fprintf(stderr,"Fatal: grab device does not receive any video signal\n");
190             }
191             goto fail;
192         }
193         s->frame_format = gb_buf.format;
194         s->use_mmap = 1;
195     }
196
197     switch(s->frame_format) {
198     case VIDEO_PALETTE_YUV420P:
199         frame_size = (width * height * 3) / 2;
200         st->codec.pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
201         break;
202     case VIDEO_PALETTE_YUV422:
203         frame_size = width * height * 2;
204         st->codec.pix_fmt = PIX_FMT_YUV422;
205         break;
206     case VIDEO_PALETTE_RGB24:
207         frame_size = width * height * 3;
208         st->codec.pix_fmt = PIX_FMT_BGR24; /* NOTE: v4l uses BGR24, not RGB24 ! */
209         break;
210     default:
211         goto fail;
212     }
213     s->fd = video_fd;
214     s->frame_size = frame_size;
215     
216     st->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
217     st->codec.codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
218     st->codec.width = width;
219     st->codec.height = height;
220     st->codec.frame_rate = frame_rate;
221
222     return 0;
223  fail:
224     if (video_fd >= 0)
225         close(video_fd);
226     av_free(st);
227     return -EIO;
228 }
229
230 static int v4l_mm_read_picture(VideoData *s, UINT8 *buf)
231 {
232     UINT8 *ptr;
233
234     /* Setup to capture the next frame */
235     gb_buf.frame = (gb_frame + 1) % gb_buffers.frames;
236     if (ioctl(s->fd, VIDIOCMCAPTURE, &gb_buf) < 0) {
237         if (errno == EAGAIN)
238             fprintf(stderr,"Cannot Sync\n");
239         else
240             perror("VIDIOCMCAPTURE");
241         return -EIO;
242     }
243
244     while (ioctl(s->fd, VIDIOCSYNC, &gb_frame) < 0 &&
245            (errno == EAGAIN || errno == EINTR));
246
247     ptr = video_buf + gb_buffers.offsets[gb_frame];
248     memcpy(buf, ptr, s->frame_size);
249
250     /* This is now the grabbing frame */
251     gb_frame = gb_buf.frame;
252
253     return s->frame_size;
254 }
255
256 static int grab_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
257 {
258     VideoData *s = s1->priv_data;
259     INT64 curtime, delay;
260     struct timespec ts;
261     int first;
262     INT64 per_frame = (INT64_C(1000000) * FRAME_RATE_BASE) / s->frame_rate;
263     int dropped = 0;
264
265     /* Calculate the time of the next frame */
266     s->time_frame += per_frame;
267
268     /* wait based on the frame rate */
269     for(first = 1;; first = 0) {
270         curtime = av_gettime();
271         delay = s->time_frame - curtime;
272         if (delay <= 0) {
273             if (delay < -per_frame) {
274                 /* printf("grabbing is %d frames late (dropping)\n", (int) -(delay / 16666)); */
275                 dropped = 1;
276                 s->time_frame += per_frame;
277             }
278             break;
279         }    
280         ts.tv_sec = delay / 1000000;
281         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
282         nanosleep(&ts, NULL);
283     }
284
285     if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
286         return -EIO;
287
288     if (dropped)
289         pkt->flags |= PKT_FLAG_DROPPED_FRAME;
290
291     /* read one frame */
292     if (s->use_mmap) {
293         return v4l_mm_read_picture(s, pkt->data);
294     } else {
295         if (read(s->fd, pkt->data, pkt->size) != pkt->size)
296             return -EIO;
297         return s->frame_size;
298     }
299 }
300
301 static int grab_read_close(AVFormatContext *s1)
302 {
303     VideoData *s = s1->priv_data;
304
305     if (s->use_mmap)
306         munmap(video_buf, gb_buffers.size);
307
308     /* restore audio settings */
309     ioctl(s->fd, VIDIOCSAUDIO, &audio_saved);
310
311     close(s->fd);
312     return 0;
313 }
314
315 AVInputFormat video_grab_device_format = {
316     "video_grab_device",
317     "video grab",
318     sizeof(VideoData),
319     NULL,
320     grab_read_header,
321     grab_read_packet,
322     grab_read_close,
323     flags: AVFMT_NOFILE,
324 };
325
326 int video_grab_init(void)
327 {
328     av_register_input_format(&video_grab_device_format);
329     return 0;
330 }