99e779d4f997ae6b1d7ea0c5757af47a32cdc156
[ffmpeg.git] / libavdevice / fbdev.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
3  * Copyright (c) 2009 Giliard B. de Freitas <giliarde@gmail.com>
4  * Copyright (C) 2002 Gunnar Monell <gmo@linux.nu>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * Linux framebuffer input device,
26  * inspired by code from fbgrab.c by Gunnar Monell.
27  * @see http://linux-fbdev.sourceforge.net/
28  */
29
30 #include <unistd.h>
31 #include <fcntl.h>
32 #include <sys/ioctl.h>
33 #include <sys/mman.h>
34 #include <time.h>
35 #include <linux/fb.h>
36
37 #include "libavutil/log.h"
38 #include "libavutil/mem.h"
39 #include "libavutil/opt.h"
40 #include "libavutil/time.h"
41 #include "libavutil/parseutils.h"
42 #include "libavutil/pixdesc.h"
43 #include "avdevice.h"
44 #include "libavformat/internal.h"
45
46 struct rgb_pixfmt_map_entry {
47     int bits_per_pixel;
48     int red_offset, green_offset, blue_offset, alpha_offset;
49     enum AVPixelFormat pixfmt;
50 };
51
52 static const struct rgb_pixfmt_map_entry rgb_pixfmt_map[] = {
53     // bpp, red_offset,  green_offset, blue_offset, alpha_offset, pixfmt
54     {  32,       0,           8,          16,           24,   AV_PIX_FMT_RGBA  },
55     {  32,      16,           8,           0,           24,   AV_PIX_FMT_BGRA  },
56     {  32,       8,          16,          24,            0,   AV_PIX_FMT_ARGB  },
57     {  32,       3,           2,           8,            0,   AV_PIX_FMT_ABGR  },
58     {  24,       0,           8,          16,            0,   AV_PIX_FMT_RGB24 },
59     {  24,      16,           8,           0,            0,   AV_PIX_FMT_BGR24 },
60     {  16,      11,           5,           0,           16,   AV_PIX_FMT_RGB565 },
61 };
62
63 static enum AVPixelFormat get_pixfmt_from_fb_varinfo(struct fb_var_screeninfo *varinfo)
64 {
65     int i;
66
67     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(rgb_pixfmt_map); i++) {
68         const struct rgb_pixfmt_map_entry *entry = &rgb_pixfmt_map[i];
69         if (entry->bits_per_pixel == varinfo->bits_per_pixel &&
70             entry->red_offset     == varinfo->red.offset     &&
71             entry->green_offset   == varinfo->green.offset   &&
72             entry->blue_offset    == varinfo->blue.offset)
73             return entry->pixfmt;
74     }
75
76     return AV_PIX_FMT_NONE;
77 }
78
79 typedef struct {
80     AVClass *class;          ///< class for private options
81     int frame_size;          ///< size in bytes of a grabbed frame
82     AVRational framerate_q;  ///< framerate
83     char *framerate;         ///< framerate string set by a private option
84     int64_t time_frame;      ///< time for the next frame to output (in 1/1000000 units)
85
86     int fd;                  ///< framebuffer device file descriptor
87     int width, height;       ///< assumed frame resolution
88     int frame_linesize;      ///< linesize of the output frame, it is assumed to be constant
89     int bytes_per_pixel;
90
91     struct fb_var_screeninfo varinfo; ///< variable info;
92     struct fb_fix_screeninfo fixinfo; ///< fixed    info;
93
94     uint8_t *data;           ///< framebuffer data
95 } FBDevContext;
96
97 static av_cold int fbdev_read_header(AVFormatContext *avctx)
98 {
99     FBDevContext *fbdev = avctx->priv_data;
100     AVStream *st = NULL;
101     enum AVPixelFormat pix_fmt;
102     int ret, flags = O_RDONLY;
103
104     ret = av_parse_video_rate(&fbdev->framerate_q, fbdev->framerate);
105     if (ret < 0) {
106         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n", fbdev->framerate);
107         return ret;
108     }
109
110     if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
111         return AVERROR(ENOMEM);
112     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in microseconds */
113
114     /* NONBLOCK is ignored by the fbdev driver, only set for consistency */
115     if (avctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK)
116         flags |= O_NONBLOCK;
117
118     if ((fbdev->fd = open(avctx->filename, flags)) == -1) {
119         ret = AVERROR(errno);
120         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
121                "Could not open framebuffer device '%s': %s\n",
122                avctx->filename, strerror(ret));
123         return ret;
124     }
125
126     if (ioctl(fbdev->fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fbdev->varinfo) < 0) {
127         ret = AVERROR(errno);
128         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
129                "FBIOGET_VSCREENINFO: %s\n", strerror(errno));
130         goto fail;
131     }
132
133     if (ioctl(fbdev->fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fbdev->fixinfo) < 0) {
134         ret = AVERROR(errno);
135         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
136                "FBIOGET_FSCREENINFO: %s\n", strerror(errno));
137         goto fail;
138     }
139
140     pix_fmt = get_pixfmt_from_fb_varinfo(&fbdev->varinfo);
141     if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE) {
142         ret = AVERROR(EINVAL);
143         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
144                "Framebuffer pixel format not supported.\n");
145         goto fail;
146     }
147
148     fbdev->width           = fbdev->varinfo.xres;
149     fbdev->height          = fbdev->varinfo.yres;
150     fbdev->bytes_per_pixel = (fbdev->varinfo.bits_per_pixel + 7) >> 3;
151     fbdev->frame_linesize  = fbdev->width * fbdev->bytes_per_pixel;
152     fbdev->frame_size      = fbdev->frame_linesize * fbdev->height;
153     fbdev->time_frame      = AV_NOPTS_VALUE;
154     fbdev->data = mmap(NULL, fbdev->fixinfo.smem_len, PROT_READ, MAP_SHARED, fbdev->fd, 0);
155     if (fbdev->data == MAP_FAILED) {
156         ret = AVERROR(errno);
157         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error in mmap(): %s\n", strerror(errno));
158         goto fail;
159     }
160
161     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
162     st->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
163     st->codec->width      = fbdev->width;
164     st->codec->height     = fbdev->height;
165     st->codec->pix_fmt    = pix_fmt;
166     st->codec->time_base  = av_inv_q(fbdev->framerate_q);
167     st->codec->bit_rate   =
168         fbdev->width * fbdev->height * fbdev->bytes_per_pixel * av_q2d(fbdev->framerate_q) * 8;
169
170     av_log(avctx, AV_LOG_INFO,
171            "w:%d h:%d bpp:%d pixfmt:%s fps:%d/%d bit_rate:%d\n",
172            fbdev->width, fbdev->height, fbdev->varinfo.bits_per_pixel,
173            av_get_pix_fmt_name(pix_fmt),
174            fbdev->framerate_q.num, fbdev->framerate_q.den,
175            st->codec->bit_rate);
176     return 0;
177
178 fail:
179     close(fbdev->fd);
180     return ret;
181 }
182
183 static int fbdev_read_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
184 {
185     FBDevContext *fbdev = avctx->priv_data;
186     int64_t curtime, delay;
187     struct timespec ts;
188     int i, ret;
189     uint8_t *pin, *pout;
190
191     if (fbdev->time_frame == AV_NOPTS_VALUE)
192         fbdev->time_frame = av_gettime();
193
194     /* wait based on the frame rate */
195     while (1) {
196         curtime = av_gettime();
197         delay = fbdev->time_frame - curtime;
198         av_dlog(avctx,
199                 "time_frame:%"PRId64" curtime:%"PRId64" delay:%"PRId64"\n",
200                 fbdev->time_frame, curtime, delay);
201         if (delay <= 0) {
202             fbdev->time_frame += INT64_C(1000000) / av_q2d(fbdev->framerate_q);
203             break;
204         }
205         if (avctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK)
206             return AVERROR(EAGAIN);
207         ts.tv_sec  =  delay / 1000000;
208         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
209         while (nanosleep(&ts, &ts) < 0 && errno == EINTR);
210     }
211
212     if ((ret = av_new_packet(pkt, fbdev->frame_size)) < 0)
213         return ret;
214
215     /* refresh fbdev->varinfo, visible data position may change at each call */
216     if (ioctl(fbdev->fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fbdev->varinfo) < 0)
217         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
218                "Error refreshing variable info: %s\n", strerror(errno));
219
220     pkt->pts = curtime;
221
222     /* compute visible data offset */
223     pin = fbdev->data + fbdev->bytes_per_pixel * fbdev->varinfo.xoffset +
224                         fbdev->varinfo.yoffset * fbdev->fixinfo.line_length;
225     pout = pkt->data;
226
227     for (i = 0; i < fbdev->height; i++) {
228         memcpy(pout, pin, fbdev->frame_linesize);
229         pin  += fbdev->fixinfo.line_length;
230         pout += fbdev->frame_linesize;
231     }
232
233     return fbdev->frame_size;
234 }
235
236 static av_cold int fbdev_read_close(AVFormatContext *avctx)
237 {
238     FBDevContext *fbdev = avctx->priv_data;
239
240     munmap(fbdev->data, fbdev->frame_size);
241     close(fbdev->fd);
242
243     return 0;
244 }
245
246 #define OFFSET(x) offsetof(FBDevContext, x)
247 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
248 static const AVOption options[] = {
249     { "framerate","", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"}, 0, 0, DEC },
250     { NULL },
251 };
252
253 static const AVClass fbdev_class = {
254     .class_name = "fbdev indev",
255     .item_name  = av_default_item_name,
256     .option     = options,
257     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
258 };
259
260 AVInputFormat ff_fbdev_demuxer = {
261     .name           = "fbdev",
262     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Linux framebuffer"),
263     .priv_data_size = sizeof(FBDevContext),
264     .read_header    = fbdev_read_header,
265     .read_packet    = fbdev_read_packet,
266     .read_close     = fbdev_read_close,
267     .flags          = AVFMT_NOFILE,
268     .priv_class     = &fbdev_class,
269 };