silly typo fixes
[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/log.h"
49 #include "libavutil/opt.h"
50 #include "libavutil/parseutils.h"
51 #include "libavutil/pixdesc.h"
52 #include "libavutil/avstring.h"
53 #include "libavutil/mathematics.h"
54
55 static const int desired_video_buffers = 256;
56
57 #define V4L_ALLFORMATS  3
58 #define V4L_RAWFORMATS  1
59 #define V4L_COMPFORMATS 2
60
61 struct video_data {
62     AVClass *class;
63     int fd;
64     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
65     int width, height;
66     int frame_size;
67     int timeout;
68     int interlaced;
69     int top_field_first;
70
71     int buffers;
72     volatile int buffers_queued;
73     void **buf_start;
74     unsigned int *buf_len;
75     char *standard;
76     int channel;
77     char *video_size;   /**< String describing video size,
78                              set by a private option. */
79     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
80     int list_format;    /**< Set by a private option. */
81     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
82 };
83
84 struct buff_data {
85     struct video_data *s;
86     int index;
87     int fd;
88 };
89
90 struct fmt_map {
91     enum AVPixelFormat ff_fmt;
92     enum AVCodecID codec_id;
93     uint32_t v4l2_fmt;
94 };
95
96 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
97     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
98     { AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
99     { AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
100     { AV_PIX_FMT_YUYV422, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
101     { AV_PIX_FMT_UYVY422, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
102     { AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
103     { AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
104     { AV_PIX_FMT_RGB555,  AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
105     { AV_PIX_FMT_RGB565,  AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
106     { AV_PIX_FMT_BGR24,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
107     { AV_PIX_FMT_RGB24,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
108     { AV_PIX_FMT_BGRA,    AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
109     { AV_PIX_FMT_GRAY8,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
110     { AV_PIX_FMT_NV12,    AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
111     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
112     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
113 };
114
115 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
116 {
117     struct v4l2_capability cap;
118     int fd;
119     int res, err;
120     int flags = O_RDWR;
121
122     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
123         flags |= O_NONBLOCK;
124     }
125
126     fd = open(ctx->filename, flags, 0);
127     if (fd < 0) {
128         err = errno;
129
130         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
131                ctx->filename, strerror(err));
132
133         return AVERROR(err);
134     }
135
136     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
137     if (res < 0) {
138         err = errno;
139         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
140                strerror(err));
141
142         goto fail;
143     }
144
145     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
146            fd, cap.capabilities);
147
148     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
149         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
150         err = ENODEV;
151
152         goto fail;
153     }
154
155     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
156         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
157                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
158         err = ENOSYS;
159
160         goto fail;
161     }
162
163     return fd;
164
165 fail:
166     close(fd);
167     return AVERROR(err);
168 }
169
170 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
171                        uint32_t pix_fmt)
172 {
173     struct video_data *s = ctx->priv_data;
174     int fd = s->fd;
175     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
176     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
177
178     int res;
179
180     pix->width = *width;
181     pix->height = *height;
182     pix->pixelformat = pix_fmt;
183     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
184
185     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
186
187     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
188         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
189                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
190                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
191         *width = fmt.fmt.pix.width;
192         *height = fmt.fmt.pix.height;
193     }
194
195     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
196         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
197                "The V4L2 driver changed the pixel format "
198                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
199                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
200         res = -1;
201     }
202
203     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
204         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
205         s->interlaced = 1;
206     }
207
208     return res;
209 }
210
211 static int first_field(int fd)
212 {
213     int res;
214     v4l2_std_id std;
215
216     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
217     if (res < 0) {
218         return 0;
219     }
220     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
221         return 0;
222     }
223
224     return 1;
225 }
226
227 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum AVPixelFormat pix_fmt, enum AVCodecID codec_id)
228 {
229     int i;
230
231     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
232         if ((codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
233              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
234             (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE ||
235              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
236             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
237         }
238     }
239
240     return 0;
241 }
242
243 static enum AVPixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum AVCodecID codec_id)
244 {
245     int i;
246
247     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
248         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
249             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
250             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
251         }
252     }
253
254     return AV_PIX_FMT_NONE;
255 }
256
257 static enum AVCodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
258 {
259     int i;
260
261     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
262         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
263             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
264         }
265     }
266
267     return AV_CODEC_ID_NONE;
268 }
269
270 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
271 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
272 {
273     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
274
275     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
276         switch (vfse.type) {
277         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
278             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
279                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
280         break;
281         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
282         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
283             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
284                    vfse.stepwise.min_width,
285                    vfse.stepwise.max_width,
286                    vfse.stepwise.step_width,
287                    vfse.stepwise.min_height,
288                    vfse.stepwise.max_height,
289                    vfse.stepwise.step_height);
290         }
291         vfse.index++;
292     }
293 }
294 #endif
295
296 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
297 {
298     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
299
300     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
301         enum AVCodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
302         enum AVPixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
303
304         vfd.index++;
305
306         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
307             type & V4L_RAWFORMATS) {
308             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
309             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
310                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
311                    vfd.description);
312         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
313                    type & V4L_COMPFORMATS) {
314             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
315             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
316                    codec ? codec->name : "Unsupported",
317                    vfd.description);
318         } else {
319             continue;
320         }
321
322 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
323         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
324             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
325             continue;
326         }
327 #endif
328 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
329         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
330 #endif
331         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
332     }
333 }
334
335 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
336 {
337     int i, res;
338     struct video_data *s = ctx->priv_data;
339     struct v4l2_requestbuffers req = {
340         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
341         .count  = desired_video_buffers,
342         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
343     };
344
345     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
346     if (res < 0) {
347         if (errno == EINVAL) {
348             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
349         } else {
350             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
351         }
352
353         return AVERROR(errno);
354     }
355
356     if (req.count < 2) {
357         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
358
359         return AVERROR(ENOMEM);
360     }
361     s->buffers = req.count;
362     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
363     if (s->buf_start == NULL) {
364         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
365
366         return AVERROR(ENOMEM);
367     }
368     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
369     if (s->buf_len == NULL) {
370         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
371         av_free(s->buf_start);
372
373         return AVERROR(ENOMEM);
374     }
375
376     for (i = 0; i < req.count; i++) {
377         struct v4l2_buffer buf = {
378             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
379             .index  = i,
380             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
381         };
382
383         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
384         if (res < 0) {
385             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
386
387             return AVERROR(errno);
388         }
389
390         s->buf_len[i] = buf.length;
391         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
392             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
393                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
394                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
395
396             return -1;
397         }
398         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
399                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
400                                s->fd, buf.m.offset);
401
402         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
403             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
404
405             return AVERROR(errno);
406         }
407     }
408
409     return 0;
410 }
411
412 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
413 static void dummy_release_buffer(AVPacket *pkt)
414 {
415     av_assert0(0);
416 }
417 #endif
418
419 static void mmap_release_buffer(void *opaque, uint8_t *data)
420 {
421     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
422     int res, fd;
423     struct buff_data *buf_descriptor = opaque;
424     struct video_data *s = buf_descriptor->s;
425
426     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
427     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
428     buf.index = buf_descriptor->index;
429     fd = buf_descriptor->fd;
430     av_free(buf_descriptor);
431
432     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
433     if (res < 0)
434         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
435                strerror(errno));
436     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
437 }
438
439 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
440 {
441     struct video_data *s = ctx->priv_data;
442     struct v4l2_buffer buf = {
443         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
444         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
445     };
446     struct pollfd p = { .fd = s->fd, .events = POLLIN };
447     int res;
448
449     res = poll(&p, 1, s->timeout);
450     if (res < 0)
451         return AVERROR(errno);
452
453     if (!(p.revents & (POLLIN | POLLERR | POLLHUP)))
454         return AVERROR(EAGAIN);
455
456     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
457     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
458     if (res < 0) {
459         if (errno == EAGAIN) {
460             pkt->size = 0;
461
462             return AVERROR(EAGAIN);
463         }
464         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
465                strerror(errno));
466
467         return AVERROR(errno);
468     }
469
470     if (buf.index >= s->buffers) {
471         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid buffer index received.\n");
472         return AVERROR(EINVAL);
473     }
474     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, -1);
475     // always keep at least one buffer queued
476     av_assert0(avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) >= 1);
477
478     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
479         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
480                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
481                buf.bytesused, s->frame_size);
482
483         return AVERROR_INVALIDDATA;
484     }
485
486     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
487     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) == FFMAX(s->buffers / 8, 1)) {
488         /* when we start getting low on queued buffers, fall back on copying data */
489         res = av_new_packet(pkt, buf.bytesused);
490         if (res < 0) {
491             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a packet.\n");
492             return res;
493         }
494         memcpy(pkt->data, s->buf_start[buf.index], buf.bytesused);
495
496         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
497         if (res < 0) {
498             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF)\n");
499             av_free_packet(pkt);
500             return AVERROR(errno);
501         }
502         avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
503     } else {
504         struct buff_data *buf_descriptor;
505
506         pkt->data     = s->buf_start[buf.index];
507         pkt->size     = buf.bytesused;
508 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
509         pkt->destruct = dummy_release_buffer;
510 #endif
511
512         buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
513         if (buf_descriptor == NULL) {
514             /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
515              * allocate a buffer for memcpying into it
516              */
517             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
518             res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
519
520             return AVERROR(ENOMEM);
521         }
522         buf_descriptor->fd    = s->fd;
523         buf_descriptor->index = buf.index;
524         buf_descriptor->s     = s;
525
526         pkt->buf = av_buffer_create(pkt->data, pkt->size, mmap_release_buffer,
527                                     buf_descriptor, 0);
528         if (!pkt->buf) {
529             av_freep(&buf_descriptor);
530             return AVERROR(ENOMEM);
531         }
532     }
533     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
534
535     return s->buf_len[buf.index];
536 }
537
538 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
539 {
540     struct video_data *s = ctx->priv_data;
541     enum v4l2_buf_type type;
542     int i, res;
543
544     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
545         struct v4l2_buffer buf = {
546             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
547             .index  = i,
548             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
549         };
550
551         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
552         if (res < 0) {
553             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
554                    strerror(errno));
555
556             return AVERROR(errno);
557         }
558     }
559     s->buffers_queued = s->buffers;
560
561     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
562     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
563     if (res < 0) {
564         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
565                strerror(errno));
566
567         return AVERROR(errno);
568     }
569
570     return 0;
571 }
572
573 static void mmap_close(struct video_data *s)
574 {
575     enum v4l2_buf_type type;
576     int i;
577
578     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
579     /* We do not check for the result, because we could
580      * not do anything about it anyway...
581      */
582     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
583     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
584         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
585     }
586     av_free(s->buf_start);
587     av_free(s->buf_len);
588 }
589
590 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
591 {
592     struct video_data *s = s1->priv_data;
593     struct v4l2_input input = { 0 };
594     struct v4l2_standard standard = { 0 };
595     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
596     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
597     AVRational framerate_q = { 0 };
598     int i, ret;
599
600     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
601
602     if (s->framerate &&
603         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
604         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
605                s->framerate);
606         return ret;
607     }
608
609     /* set tv video input */
610     input.index = s->channel;
611     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
612         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
613         return AVERROR(EIO);
614     }
615
616     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
617             s->channel, input.name);
618     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
619         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
620                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
621                 s->channel);
622         return AVERROR(EIO);
623     }
624
625     if (s->standard) {
626         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
627                s->standard);
628         /* set tv standard */
629         for(i=0;;i++) {
630             standard.index = i;
631             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
632                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
633                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
634                        s->standard);
635                 return AVERROR(EIO);
636             }
637
638             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
639                 break;
640             }
641         }
642
643         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
644                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
645                s->standard, (uint64_t)standard.id);
646         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
647             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
648                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
649                    s->standard);
650             return AVERROR(EIO);
651         }
652     }
653
654     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
655         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
656                framerate_q.den, framerate_q.num);
657         tpf->numerator   = framerate_q.den;
658         tpf->denominator = framerate_q.num;
659
660         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
661             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
662                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
663                    framerate_q.den, framerate_q.num);
664             return AVERROR(EIO);
665         }
666
667         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
668             framerate_q.den != tpf->numerator) {
669             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
670                    "The driver changed the time per frame from "
671                    "%d/%d to %d/%d\n",
672                    framerate_q.den, framerate_q.num,
673                    tpf->numerator, tpf->denominator);
674         }
675     } else {
676         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
677             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
678                    strerror(errno));
679             return AVERROR(errno);
680         }
681     }
682     s1->streams[0]->avg_frame_rate.num = tpf->denominator;
683     s1->streams[0]->avg_frame_rate.den = tpf->numerator;
684
685     s->timeout = 100 +
686         av_rescale_q(1, s1->streams[0]->avg_frame_rate,
687                         (AVRational){1, 1000});
688
689     return 0;
690 }
691
692 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
693                                 enum AVPixelFormat pix_fmt,
694                                 int *width,
695                                 int *height,
696                                 enum AVCodecID *codec_id)
697 {
698     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
699
700     if (desired_format == 0 ||
701         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
702         int i;
703
704         desired_format = 0;
705         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
706             if (s1->video_codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
707                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
708                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
709                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
710                     break;
711                 }
712                 desired_format = 0;
713             }
714         }
715     }
716
717     if (desired_format != 0) {
718         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
719         assert(*codec_id != AV_CODEC_ID_NONE);
720     }
721
722     return desired_format;
723 }
724
725 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
726 {
727     struct video_data *s = s1->priv_data;
728     AVStream *st;
729     int res = 0;
730     uint32_t desired_format;
731     enum AVCodecID codec_id;
732     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
733
734     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
735     if (!st)
736         return AVERROR(ENOMEM);
737
738     s->fd = device_open(s1);
739     if (s->fd < 0)
740         return s->fd;
741
742     if (s->list_format) {
743         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
744         return AVERROR_EXIT;
745     }
746
747     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
748
749     if (s->video_size &&
750         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
751         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
752                s->video_size);
753         return res;
754     }
755
756     if (s->pixel_format) {
757         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
758
759         if (codec)
760             s1->video_codec_id = codec->id;
761
762         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
763
764         if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE && !codec) {
765             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
766                    s->pixel_format);
767
768             return AVERROR(EINVAL);
769         }
770     }
771
772     if (!s->width && !s->height) {
773         struct v4l2_format fmt;
774
775         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
776                "Querying the device for the current frame size\n");
777         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
778         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
779             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
780                    strerror(errno));
781             return AVERROR(errno);
782         }
783
784         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
785         s->height = fmt.fmt.pix.height;
786         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
787                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
788     }
789
790     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
791                                      &codec_id);
792     if (desired_format == 0) {
793         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
794                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
795         close(s->fd);
796
797         return AVERROR(EIO);
798     }
799
800     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
801         return res;
802
803     s->frame_format = desired_format;
804
805     if ((res = v4l2_set_parameters(s1) < 0))
806         return res;
807
808     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
809     s->frame_size =
810         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
811
812     if ((res = mmap_init(s1)) ||
813         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
814         close(s->fd);
815         return res;
816     }
817
818     s->top_field_first = first_field(s->fd);
819
820     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
821     st->codec->codec_id = codec_id;
822     if (codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO)
823         st->codec->codec_tag =
824             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
825     st->codec->width = s->width;
826     st->codec->height = s->height;
827     st->codec->bit_rate = s->frame_size * av_q2d(st->avg_frame_rate) * 8;
828
829     return 0;
830 }
831
832 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
833 {
834     struct video_data *s = s1->priv_data;
835     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
836     int res;
837
838     av_init_packet(pkt);
839     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
840         return res;
841     }
842
843     if (frame && s->interlaced) {
844         frame->interlaced_frame = 1;
845         frame->top_field_first = s->top_field_first;
846     }
847
848     return pkt->size;
849 }
850
851 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
852 {
853     struct video_data *s = s1->priv_data;
854
855     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) != s->buffers)
856         av_log(s1, AV_LOG_WARNING, "Some buffers are still owned by the caller on "
857                "close.\n");
858
859     mmap_close(s);
860
861     close(s->fd);
862     return 0;
863 }
864
865 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
866 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
867 static const AVOption options[] = {
868     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
869     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
870     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
871     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
872     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
873     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
874     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
875     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
876     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
877     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
878     { NULL },
879 };
880
881 static const AVClass v4l2_class = {
882     .class_name = "V4L2 indev",
883     .item_name  = av_default_item_name,
884     .option     = options,
885     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
886 };
887
888 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
889     .name           = "video4linux2",
890     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
891     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
892     .read_header    = v4l2_read_header,
893     .read_packet    = v4l2_read_packet,
894     .read_close     = v4l2_read_close,
895     .flags          = AVFMT_NOFILE,
896     .priv_class     = &v4l2_class,
897 };