27e2ed30db0bd4610688b3c9657f2d3e52064a68
[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 Libav.
7  *
8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/internal.h"
38 #include "libavutil/log.h"
39 #include "libavutil/mem.h"
40 #include "libavutil/opt.h"
41 #include "libavutil/time.h"
42 #include "libavutil/parseutils.h"
43 #include "libavutil/pixdesc.h"
44 #include "libavformat/avformat.h"
45 #include "libavformat/internal.h"
46
47 struct rgb_pixfmt_map_entry {
48     int bits_per_pixel;
49     int red_offset, green_offset, blue_offset, alpha_offset;
50     enum AVPixelFormat pixfmt;
51 };
52
53 static struct rgb_pixfmt_map_entry rgb_pixfmt_map[] = {
54     // bpp, red_offset,  green_offset, blue_offset, alpha_offset, pixfmt
55     {  32,       0,           8,          16,           24,   AV_PIX_FMT_RGBA  },
56     {  32,      16,           8,           0,           24,   AV_PIX_FMT_BGRA  },
57     {  32,       8,          16,          24,            0,   AV_PIX_FMT_ARGB  },
58     {  32,       3,           2,           8,            0,   AV_PIX_FMT_ABGR  },
59     {  24,       0,           8,          16,            0,   AV_PIX_FMT_RGB24 },
60     {  24,      16,           8,           0,            0,   AV_PIX_FMT_BGR24 },
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         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 FBDevContext {
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     char errbuf[128];
104
105     ret = av_parse_video_rate(&fbdev->framerate_q, fbdev->framerate);
106     if (ret < 0) {
107         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n", fbdev->framerate);
108         return ret;
109     }
110
111     if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
112         return AVERROR(ENOMEM);
113     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in microseconds */
114
115     /* NONBLOCK is ignored by the fbdev driver, only set for consistency */
116     if (avctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK)
117         flags |= O_NONBLOCK;
118
119     if ((fbdev->fd = avpriv_open(avctx->filename, flags)) == -1) {
120         ret = AVERROR(errno);
121         av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
123                "Could not open framebuffer device '%s': %s\n",
124                avctx->filename, errbuf);
125         return ret;
126     }
127
128     if (ioctl(fbdev->fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fbdev->varinfo) < 0) {
129         ret = AVERROR(errno);
130         av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
131         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
132                "FBIOGET_VSCREENINFO: %s\n", errbuf);
133         goto fail;
134     }
135
136     if (ioctl(fbdev->fd, FBIOGET_FSCREENINFO, &fbdev->fixinfo) < 0) {
137         ret = AVERROR(errno);
138         av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
139         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
140                "FBIOGET_FSCREENINFO: %s\n", errbuf);
141         goto fail;
142     }
143
144     pix_fmt = get_pixfmt_from_fb_varinfo(&fbdev->varinfo);
145     if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE) {
146         ret = AVERROR(EINVAL);
147         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
148                "Framebuffer pixel format not supported.\n");
149         goto fail;
150     }
151
152     fbdev->width           = fbdev->varinfo.xres;
153     fbdev->height          = fbdev->varinfo.yres;
154     fbdev->bytes_per_pixel = (fbdev->varinfo.bits_per_pixel + 7) >> 3;
155     fbdev->frame_linesize  = fbdev->width * fbdev->bytes_per_pixel;
156     fbdev->frame_size      = fbdev->frame_linesize * fbdev->height;
157     fbdev->time_frame      = AV_NOPTS_VALUE;
158     fbdev->data = mmap(NULL, fbdev->fixinfo.smem_len, PROT_READ, MAP_SHARED, fbdev->fd, 0);
159     if (fbdev->data == MAP_FAILED) {
160         ret = AVERROR(errno);
161         av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error in mmap(): %s\n", errbuf);
163         goto fail;
164     }
165
166     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
167     st->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
168     st->codec->width      = fbdev->width;
169     st->codec->height     = fbdev->height;
170     st->codec->pix_fmt    = pix_fmt;
171     st->codec->time_base  = (AVRational){fbdev->framerate_q.den, fbdev->framerate_q.num};
172     st->codec->bit_rate   =
173         fbdev->width * fbdev->height * fbdev->bytes_per_pixel * av_q2d(fbdev->framerate_q) * 8;
174
175     av_log(avctx, AV_LOG_INFO,
176            "w:%d h:%d bpp:%d pixfmt:%s fps:%d/%d bit_rate:%d\n",
177            fbdev->width, fbdev->height, fbdev->varinfo.bits_per_pixel,
178            av_get_pix_fmt_name(pix_fmt),
179            fbdev->framerate_q.num, fbdev->framerate_q.den,
180            st->codec->bit_rate);
181     return 0;
182
183 fail:
184     close(fbdev->fd);
185     return ret;
186 }
187
188 static int fbdev_read_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
189 {
190     FBDevContext *fbdev = avctx->priv_data;
191     int64_t curtime, delay;
192     struct timespec ts;
193     int i, ret;
194     uint8_t *pin, *pout;
195
196     if (fbdev->time_frame == AV_NOPTS_VALUE)
197         fbdev->time_frame = av_gettime();
198
199     /* wait based on the frame rate */
200     curtime = av_gettime();
201     delay = fbdev->time_frame - curtime;
202     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE,
203             "time_frame:%"PRId64" curtime:%"PRId64" delay:%"PRId64"\n",
204             fbdev->time_frame, curtime, delay);
205     if (delay > 0) {
206         if (avctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK)
207             return AVERROR(EAGAIN);
208         ts.tv_sec  =  delay / 1000000;
209         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
210         while (nanosleep(&ts, &ts) < 0 && errno == EINTR);
211     }
212     /* compute the time of the next frame */
213     fbdev->time_frame += INT64_C(1000000) / av_q2d(fbdev->framerate_q);
214
215     if ((ret = av_new_packet(pkt, fbdev->frame_size)) < 0)
216         return ret;
217
218     /* refresh fbdev->varinfo, visible data position may change at each call */
219     if (ioctl(fbdev->fd, FBIOGET_VSCREENINFO, &fbdev->varinfo) < 0) {
220         char errbuf[128];
221         av_strerror(AVERROR(errno), errbuf, sizeof(errbuf));
222         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
223                "Error refreshing variable info: %s\n", errbuf);
224     }
225
226     pkt->pts = curtime;
227
228     /* compute visible data offset */
229     pin = fbdev->data + fbdev->bytes_per_pixel * fbdev->varinfo.xoffset +
230                         fbdev->varinfo.yoffset * fbdev->fixinfo.line_length;
231     pout = pkt->data;
232
233     // TODO it'd be nice if the lines were aligned
234     for (i = 0; i < fbdev->height; i++) {
235         memcpy(pout, pin, fbdev->frame_linesize);
236         pin  += fbdev->fixinfo.line_length;
237         pout += fbdev->frame_linesize;
238     }
239
240     return fbdev->frame_size;
241 }
242
243 static av_cold int fbdev_read_close(AVFormatContext *avctx)
244 {
245     FBDevContext *fbdev = avctx->priv_data;
246
247     munmap(fbdev->data, fbdev->frame_size);
248     close(fbdev->fd);
249
250     return 0;
251 }
252
253 #define OFFSET(x) offsetof(FBDevContext, x)
254 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
255 static const AVOption options[] = {
256     { "framerate","", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"}, 0, 0, DEC },
257     { NULL },
258 };
259
260 static const AVClass fbdev_class = {
261     .class_name = "fbdev indev",
262     .item_name  = av_default_item_name,
263     .option     = options,
264     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
265 };
266
267 AVInputFormat ff_fbdev_demuxer = {
268     .name           = "fbdev",
269     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Linux framebuffer"),
270     .priv_data_size = sizeof(FBDevContext),
271     .read_header    = fbdev_read_header,
272     .read_packet    = fbdev_read_packet,
273     .read_close     = fbdev_read_close,
274     .flags          = AVFMT_NOFILE,
275     .priv_class     = &fbdev_class,
276 };