git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavdevice/avfoundation.m

   1 /*
   2  * AVFoundation input device
   3  * Copyright (c) 2014 Thilo Borgmann <thilo.borgmann@mail.de>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * AVFoundation input device
  25  * @author Thilo Borgmann <thilo.borgmann@mail.de>
  26  */
  27
  28 #import <AVFoundation/AVFoundation.h>
  29 #include <pthread.h>
  30
  31 #include "libavutil/pixdesc.h"
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "libavutil/avstring.h"
  34 #include "libavformat/internal.h"
  35 #include "libavutil/internal.h"
  36 #include "libavutil/parseutils.h"
  37 #include "libavutil/time.h"
  38 #include "libavutil/imgutils.h"
  39 #include "avdevice.h"
  40
  41 static const int avf_time_base = 1000000;
  42
  43 static const AVRational avf_time_base_q = {
  44     .num = 1,
  45     .den = avf_time_base
  46 };
  47
  48 struct AVFPixelFormatSpec {
  49     enum AVPixelFormat ff_id;
  50     OSType avf_id;
  51 };
  52
  53 static const struct AVFPixelFormatSpec avf_pixel_formats[] = {
  54     { AV_PIX_FMT_MONOBLACK,    kCVPixelFormatType_1Monochrome },
  55     { AV_PIX_FMT_RGB555BE,     kCVPixelFormatType_16BE555 },
  56     { AV_PIX_FMT_RGB555LE,     kCVPixelFormatType_16LE555 },
  57     { AV_PIX_FMT_RGB565BE,     kCVPixelFormatType_16BE565 },
  58     { AV_PIX_FMT_RGB565LE,     kCVPixelFormatType_16LE565 },
  59     { AV_PIX_FMT_RGB24,        kCVPixelFormatType_24RGB },
  60     { AV_PIX_FMT_BGR24,        kCVPixelFormatType_24BGR },
  61     { AV_PIX_FMT_0RGB,         kCVPixelFormatType_32ARGB },
  62     { AV_PIX_FMT_BGR0,         kCVPixelFormatType_32BGRA },
  63     { AV_PIX_FMT_0BGR,         kCVPixelFormatType_32ABGR },
  64     { AV_PIX_FMT_RGB0,         kCVPixelFormatType_32RGBA },
  65     { AV_PIX_FMT_BGR48BE,      kCVPixelFormatType_48RGB },
  66     { AV_PIX_FMT_UYVY422,      kCVPixelFormatType_422YpCbCr8 },
  67     { AV_PIX_FMT_YUVA444P,     kCVPixelFormatType_4444YpCbCrA8R },
  68     { AV_PIX_FMT_YUVA444P16LE, kCVPixelFormatType_4444AYpCbCr16 },
  69     { AV_PIX_FMT_YUV444P,      kCVPixelFormatType_444YpCbCr8 },
  70     { AV_PIX_FMT_YUV422P16,    kCVPixelFormatType_422YpCbCr16 },
  71     { AV_PIX_FMT_YUV422P10,    kCVPixelFormatType_422YpCbCr10 },
  72     { AV_PIX_FMT_YUV444P10,    kCVPixelFormatType_444YpCbCr10 },
  73     { AV_PIX_FMT_YUV420P,      kCVPixelFormatType_420YpCbCr8Planar },
  74     { AV_PIX_FMT_NV12,         kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange },
  75     { AV_PIX_FMT_YUYV422,      kCVPixelFormatType_422YpCbCr8_yuvs },
  76 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
  77     { AV_PIX_FMT_GRAY8,        kCVPixelFormatType_OneComponent8 },
  78 #endif
  79     { AV_PIX_FMT_NONE, 0 }
  80 };
  81
  82 typedef struct
  83 {
  84     AVClass*        class;
  85
  86     int             frames_captured;
  87     int             audio_frames_captured;
  88     int64_t         first_pts;
  89     int64_t         first_audio_pts;
  90     pthread_mutex_t frame_lock;
  91     pthread_cond_t  frame_wait_cond;
  92     id              avf_delegate;
  93     id              avf_audio_delegate;
  94
  95     AVRational      framerate;
  96     int             width, height;
  97
  98     int             capture_cursor;
  99     int             capture_mouse_clicks;
 100
 101     int             list_devices;
 102     int             video_device_index;
 103     int             video_stream_index;
 104     int             audio_device_index;
 105     int             audio_stream_index;
 106
 107     char            *video_filename;
 108     char            *audio_filename;
 109
 110     int             num_video_devices;
 111
 112     int             audio_channels;
 113     int             audio_bits_per_sample;
 114     int             audio_float;
 115     int             audio_be;
 116     int             audio_signed_integer;
 117     int             audio_packed;
 118     int             audio_non_interleaved;
 119
 120     int32_t         *audio_buffer;
 121     int             audio_buffer_size;
 122
 123     enum AVPixelFormat pixel_format;
 124
 125     AVCaptureSession         *capture_session;
 126     AVCaptureVideoDataOutput *video_output;
 127     AVCaptureAudioDataOutput *audio_output;
 128     CMSampleBufferRef         current_frame;
 129     CMSampleBufferRef         current_audio_frame;
 130 } AVFContext;
 131
 132 static void lock_frames(AVFContext* ctx)
 133 {
 134     pthread_mutex_lock(&ctx->frame_lock);
 135 }
 136
 137 static void unlock_frames(AVFContext* ctx)
 138 {
 139     pthread_mutex_unlock(&ctx->frame_lock);
 140 }
 141
 142 /** FrameReciever class - delegate for AVCaptureSession
 143  */
 144 @interface AVFFrameReceiver : NSObject
 145 {
 146     AVFContext* _context;
 147 }
 148
 149 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context;
 150
 151 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 152   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)videoFrame
 153          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
 154
 155 @end
 156
 157 @implementation AVFFrameReceiver
 158
 159 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context
 160 {
 161     if (self = [super init]) {
 162         _context = context;
 163     }
 164     return self;
 165 }
 166
 167 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 168   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)videoFrame
 169          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
 170 {
 171     lock_frames(_context);
 172
 173     if (_context->current_frame != nil) {
 174         CFRelease(_context->current_frame);
 175     }
 176
 177     _context->current_frame = (CMSampleBufferRef)CFRetain(videoFrame);
 178
 179     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
 180
 181     unlock_frames(_context);
 182
 183     ++_context->frames_captured;
 184 }
 185
 186 @end
 187
 188 /** AudioReciever class - delegate for AVCaptureSession
 189  */
 190 @interface AVFAudioReceiver : NSObject
 191 {
 192     AVFContext* _context;
 193 }
 194
 195 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context;
 196
 197 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 198   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)audioFrame
 199          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
 200
 201 @end
 202
 203 @implementation AVFAudioReceiver
 204
 205 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context
 206 {
 207     if (self = [super init]) {
 208         _context = context;
 209     }
 210     return self;
 211 }
 212
 213 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 214   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)audioFrame
 215          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
 216 {
 217     lock_frames(_context);
 218
 219     if (_context->current_audio_frame != nil) {
 220         CFRelease(_context->current_audio_frame);
 221     }
 222
 223     _context->current_audio_frame = (CMSampleBufferRef)CFRetain(audioFrame);
 224
 225     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
 226
 227     unlock_frames(_context);
 228
 229     ++_context->audio_frames_captured;
 230 }
 231
 232 @end
 233
 234 static void destroy_context(AVFContext* ctx)
 235 {
 236     [ctx->capture_session stopRunning];
 237
 238     [ctx->capture_session release];
 239     [ctx->video_output    release];
 240     [ctx->audio_output    release];
 241     [ctx->avf_delegate    release];
 242     [ctx->avf_audio_delegate release];
 243
 244     ctx->capture_session = NULL;
 245     ctx->video_output    = NULL;
 246     ctx->audio_output    = NULL;
 247     ctx->avf_delegate    = NULL;
 248     ctx->avf_audio_delegate = NULL;
 249
 250     av_freep(&ctx->audio_buffer);
 251
 252     pthread_mutex_destroy(&ctx->frame_lock);
 253     pthread_cond_destroy(&ctx->frame_wait_cond);
 254
 255     if (ctx->current_frame) {
 256         CFRelease(ctx->current_frame);
 257     }
 258 }
 259
 260 static void parse_device_name(AVFormatContext *s)
 261 {
 262     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 263     char *tmp = av_strdup(s->url);
 264     char *save;
 265
 266     if (tmp[0] != ':') {
 267         ctx->video_filename = av_strtok(tmp,  ":", &save);
 268         ctx->audio_filename = av_strtok(NULL, ":", &save);
 269     } else {
 270         ctx->audio_filename = av_strtok(tmp,  ":", &save);
 271     }
 272 }
 273
 274 /**
 275  * Configure the video device.
 276  *
 277  * Configure the video device using a run-time approach to access properties
 278  * since formats, activeFormat are available since  iOS >= 7.0 or OSX >= 10.7
 279  * and activeVideoMaxFrameDuration is available since i0S >= 7.0 and OSX >= 10.9.
 280  *
 281  * The NSUndefinedKeyException must be handled by the caller of this function.
 282  *
 283  */
 284 static int configure_video_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *video_device)
 285 {
 286     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 287
 288     double framerate = av_q2d(ctx->framerate);
 289     NSObject *range = nil;
 290     NSObject *format = nil;
 291     NSObject *selected_range = nil;
 292     NSObject *selected_format = nil;
 293
 294     for (format in [video_device valueForKey:@"formats"]) {
 295         CMFormatDescriptionRef formatDescription;
 296         CMVideoDimensions dimensions;
 297
 298         formatDescription = (CMFormatDescriptionRef) [format performSelector:@selector(formatDescription)];
 299         dimensions = CMVideoFormatDescriptionGetDimensions(formatDescription);
 300
 301         if ((ctx->width == 0 && ctx->height == 0) ||
 302             (dimensions.width == ctx->width && dimensions.height == ctx->height)) {
 303
 304             selected_format = format;
 305
 306             for (range in [format valueForKey:@"videoSupportedFrameRateRanges"]) {
 307                 double max_framerate;
 308
 309                 [[range valueForKey:@"maxFrameRate"] getValue:&max_framerate];
 310                 if (fabs (framerate - max_framerate) < 0.01) {
 311                     selected_range = range;
 312                     break;
 313                 }
 314             }
 315         }
 316     }
 317
 318     if (!selected_format) {
 319         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected video size (%dx%d) is not supported by the device\n",
 320             ctx->width, ctx->height);
 321         goto unsupported_format;
 322     }
 323
 324     if (!selected_range) {
 325         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected framerate (%f) is not supported by the device\n",
 326             framerate);
 327         goto unsupported_format;
 328     }
 329
 330     if ([video_device lockForConfiguration:NULL] == YES) {
 331         NSValue *min_frame_duration = [selected_range valueForKey:@"minFrameDuration"];
 332
 333         [video_device setValue:selected_format forKey:@"activeFormat"];
 334         [video_device setValue:min_frame_duration forKey:@"activeVideoMinFrameDuration"];
 335         [video_device setValue:min_frame_duration forKey:@"activeVideoMaxFrameDuration"];
 336     } else {
 337         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Could not lock device for configuration");
 338         return AVERROR(EINVAL);
 339     }
 340
 341     return 0;
 342
 343 unsupported_format:
 344
 345     av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Supported modes:\n");
 346     for (format in [video_device valueForKey:@"formats"]) {
 347         CMFormatDescriptionRef formatDescription;
 348         CMVideoDimensions dimensions;
 349
 350         formatDescription = (CMFormatDescriptionRef) [format performSelector:@selector(formatDescription)];
 351         dimensions = CMVideoFormatDescriptionGetDimensions(formatDescription);
 352
 353         for (range in [format valueForKey:@"videoSupportedFrameRateRanges"]) {
 354             double min_framerate;
 355             double max_framerate;
 356
 357             [[range valueForKey:@"minFrameRate"] getValue:&min_framerate];
 358             [[range valueForKey:@"maxFrameRate"] getValue:&max_framerate];
 359             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "  %dx%d@[%f %f]fps\n",
 360                 dimensions.width, dimensions.height,
 361                 min_framerate, max_framerate);
 362         }
 363     }
 364     return AVERROR(EINVAL);
 365 }
 366
 367 static int add_video_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *video_device)
 368 {
 369     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 370     int ret;
 371     NSError *error  = nil;
 372     AVCaptureInput* capture_input = nil;
 373     struct AVFPixelFormatSpec pxl_fmt_spec;
 374     NSNumber *pixel_format;
 375     NSDictionary *capture_dict;
 376     dispatch_queue_t queue;
 377
 378     if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
 379         capture_input = (AVCaptureInput*) [[[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:video_device error:&error] autorelease];
 380     } else {
 381         capture_input = (AVCaptureInput*) video_device;
 382     }
 383
 384     if (!capture_input) {
 385         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to create AV capture input device: %s\n",
 386                [[error localizedDescription] UTF8String]);
 387         return 1;
 388     }
 389
 390     if ([ctx->capture_session canAddInput:capture_input]) {
 391         [ctx->capture_session addInput:capture_input];
 392     } else {
 393         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add video input to capture session\n");
 394         return 1;
 395     }
 396
 397     // Attaching output
 398     ctx->video_output = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
 399
 400     if (!ctx->video_output) {
 401         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to init AV video output\n");
 402         return 1;
 403     }
 404
 405     // Configure device framerate and video size
 406     @try {
 407         if ((ret = configure_video_device(s, video_device)) < 0) {
 408             return ret;
 409         }
 410     } @catch (NSException *exception) {
 411         if (![[exception name] isEqualToString:NSUndefinedKeyException]) {
 412           av_log (s, AV_LOG_ERROR, "An error occurred: %s", [exception.reason UTF8String]);
 413           return AVERROR_EXTERNAL;
 414         }
 415     }
 416
 417     // select pixel format
 418     pxl_fmt_spec.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
 419
 420     for (int i = 0; avf_pixel_formats[i].ff_id != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
 421         if (ctx->pixel_format == avf_pixel_formats[i].ff_id) {
 422             pxl_fmt_spec = avf_pixel_formats[i];
 423             break;
 424         }
 425     }
 426
 427     // check if selected pixel format is supported by AVFoundation
 428     if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
 429         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected pixel format (%s) is not supported by AVFoundation.\n",
 430                av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
 431         return 1;
 432     }
 433
 434     // check if the pixel format is available for this device
 435     if ([[ctx->video_output availableVideoCVPixelFormatTypes] indexOfObject:[NSNumber numberWithInt:pxl_fmt_spec.avf_id]] == NSNotFound) {
 436         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected pixel format (%s) is not supported by the input device.\n",
 437                av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
 438
 439         pxl_fmt_spec.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
 440
 441         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Supported pixel formats:\n");
 442         for (NSNumber *pxl_fmt in [ctx->video_output availableVideoCVPixelFormatTypes]) {
 443             struct AVFPixelFormatSpec pxl_fmt_dummy;
 444             pxl_fmt_dummy.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
 445             for (int i = 0; avf_pixel_formats[i].ff_id != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
 446                 if ([pxl_fmt intValue] == avf_pixel_formats[i].avf_id) {
 447                     pxl_fmt_dummy = avf_pixel_formats[i];
 448                     break;
 449                 }
 450             }
 451
 452             if (pxl_fmt_dummy.ff_id != AV_PIX_FMT_NONE) {
 453                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "  %s\n", av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_dummy.ff_id));
 454
 455                 // select first supported pixel format instead of user selected (or default) pixel format
 456                 if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
 457                     pxl_fmt_spec = pxl_fmt_dummy;
 458                 }
 459             }
 460         }
 461
 462         // fail if there is no appropriate pixel format or print a warning about overriding the pixel format
 463         if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
 464             return 1;
 465         } else {
 466             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Overriding selected pixel format to use %s instead.\n",
 467                    av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
 468         }
 469     }
 470
 471     ctx->pixel_format          = pxl_fmt_spec.ff_id;
 472     pixel_format = [NSNumber numberWithUnsignedInt:pxl_fmt_spec.avf_id];
 473     capture_dict = [NSDictionary dictionaryWithObject:pixel_format
 474                                                forKey:(id)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey];
 475
 476     [ctx->video_output setVideoSettings:capture_dict];
 477     [ctx->video_output setAlwaysDiscardsLateVideoFrames:YES];
 478
 479     ctx->avf_delegate = [[AVFFrameReceiver alloc] initWithContext:ctx];
 480
 481     queue = dispatch_queue_create("avf_queue", NULL);
 482     [ctx->video_output setSampleBufferDelegate:ctx->avf_delegate queue:queue];
 483     dispatch_release(queue);
 484
 485     if ([ctx->capture_session canAddOutput:ctx->video_output]) {
 486         [ctx->capture_session addOutput:ctx->video_output];
 487     } else {
 488         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add video output to capture session\n");
 489         return 1;
 490     }
 491
 492     return 0;
 493 }
 494
 495 static int add_audio_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *audio_device)
 496 {
 497     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 498     NSError *error  = nil;
 499     AVCaptureDeviceInput* audio_dev_input = [[[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:audio_device error:&error] autorelease];
 500     dispatch_queue_t queue;
 501
 502     if (!audio_dev_input) {
 503         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to create AV capture input device: %s\n",
 504                [[error localizedDescription] UTF8String]);
 505         return 1;
 506     }
 507
 508     if ([ctx->capture_session canAddInput:audio_dev_input]) {
 509         [ctx->capture_session addInput:audio_dev_input];
 510     } else {
 511         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add audio input to capture session\n");
 512         return 1;
 513     }
 514
 515     // Attaching output
 516     ctx->audio_output = [[AVCaptureAudioDataOutput alloc] init];
 517
 518     if (!ctx->audio_output) {
 519         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to init AV audio output\n");
 520         return 1;
 521     }
 522
 523     ctx->avf_audio_delegate = [[AVFAudioReceiver alloc] initWithContext:ctx];
 524
 525     queue = dispatch_queue_create("avf_audio_queue", NULL);
 526     [ctx->audio_output setSampleBufferDelegate:ctx->avf_audio_delegate queue:queue];
 527     dispatch_release(queue);
 528
 529     if ([ctx->capture_session canAddOutput:ctx->audio_output]) {
 530         [ctx->capture_session addOutput:ctx->audio_output];
 531     } else {
 532         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "adding audio output to capture session failed\n");
 533         return 1;
 534     }
 535
 536     return 0;
 537 }
 538
 539 static int get_video_config(AVFormatContext *s)
 540 {
 541     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 542     CVImageBufferRef image_buffer;
 543     CGSize image_buffer_size;
 544     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
 545
 546     if (!stream) {
 547         return 1;
 548     }
 549
 550     // Take stream info from the first frame.
 551     while (ctx->frames_captured < 1) {
 552         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
 553     }
 554
 555     lock_frames(ctx);
 556
 557     ctx->video_stream_index = stream->index;
 558
 559     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, avf_time_base);
 560
 561     image_buffer      = CMSampleBufferGetImageBuffer(ctx->current_frame);
 562     image_buffer_size = CVImageBufferGetEncodedSize(image_buffer);
 563
 564     stream->codecpar->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
 565     stream->codecpar->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 566     stream->codecpar->width      = (int)image_buffer_size.width;
 567     stream->codecpar->height     = (int)image_buffer_size.height;
 568     stream->codecpar->format     = ctx->pixel_format;
 569
 570     CFRelease(ctx->current_frame);
 571     ctx->current_frame = nil;
 572
 573     unlock_frames(ctx);
 574
 575     return 0;
 576 }
 577
 578 static int get_audio_config(AVFormatContext *s)
 579 {
 580     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 581     CMFormatDescriptionRef format_desc;
 582     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
 583
 584     if (!stream) {
 585         return 1;
 586     }
 587
 588     // Take stream info from the first frame.
 589     while (ctx->audio_frames_captured < 1) {
 590         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
 591     }
 592
 593     lock_frames(ctx);
 594
 595     ctx->audio_stream_index = stream->index;
 596
 597     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, avf_time_base);
 598
 599     format_desc = CMSampleBufferGetFormatDescription(ctx->current_audio_frame);
 600     const AudioStreamBasicDescription *basic_desc = CMAudioFormatDescriptionGetStreamBasicDescription(format_desc);
 601
 602     if (!basic_desc) {
 603         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "audio format not available\n");
 604         return 1;
 605     }
 606
 607     stream->codecpar->codec_type     = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
 608     stream->codecpar->sample_rate    = basic_desc->mSampleRate;
 609     stream->codecpar->channels       = basic_desc->mChannelsPerFrame;
 610     stream->codecpar->channel_layout = av_get_default_channel_layout(stream->codecpar->channels);
 611
 612     ctx->audio_channels        = basic_desc->mChannelsPerFrame;
 613     ctx->audio_bits_per_sample = basic_desc->mBitsPerChannel;
 614     ctx->audio_float           = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsFloat;
 615     ctx->audio_be              = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsBigEndian;
 616     ctx->audio_signed_integer  = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsSignedInteger;
 617     ctx->audio_packed          = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsPacked;
 618     ctx->audio_non_interleaved = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsNonInterleaved;
 619
 620     if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 621         ctx->audio_float &&
 622         ctx->audio_bits_per_sample == 32 &&
 623         ctx->audio_packed) {
 624         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_F32BE : AV_CODEC_ID_PCM_F32LE;
 625     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 626         ctx->audio_signed_integer &&
 627         ctx->audio_bits_per_sample == 16 &&
 628         ctx->audio_packed) {
 629         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S16BE : AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
 630     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 631         ctx->audio_signed_integer &&
 632         ctx->audio_bits_per_sample == 24 &&
 633         ctx->audio_packed) {
 634         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S24BE : AV_CODEC_ID_PCM_S24LE;
 635     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 636         ctx->audio_signed_integer &&
 637         ctx->audio_bits_per_sample == 32 &&
 638         ctx->audio_packed) {
 639         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S32BE : AV_CODEC_ID_PCM_S32LE;
 640     } else {
 641         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "audio format is not supported\n");
 642         return 1;
 643     }
 644
 645     if (ctx->audio_non_interleaved) {
 646         CMBlockBufferRef block_buffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(ctx->current_audio_frame);
 647         ctx->audio_buffer_size        = CMBlockBufferGetDataLength(block_buffer);
 648         ctx->audio_buffer             = av_malloc(ctx->audio_buffer_size);
 649         if (!ctx->audio_buffer) {
 650             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "error allocating audio buffer\n");
 651             return 1;
 652         }
 653     }
 654
 655     CFRelease(ctx->current_audio_frame);
 656     ctx->current_audio_frame = nil;
 657
 658     unlock_frames(ctx);
 659
 660     return 0;
 661 }
 662
 663 static int avf_read_header(AVFormatContext *s)
 664 {
 665     NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
 666     int capture_screen      = 0;
 667     uint32_t num_screens    = 0;
 668     AVFContext *ctx         = (AVFContext*)s->priv_data;
 669     AVCaptureDevice *video_device = nil;
 670     AVCaptureDevice *audio_device = nil;
 671     // Find capture device
 672     NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
 673     ctx->num_video_devices = [devices count];
 674
 675     ctx->first_pts          = av_gettime();
 676     ctx->first_audio_pts    = av_gettime();
 677
 678     pthread_mutex_init(&ctx->frame_lock, NULL);
 679     pthread_cond_init(&ctx->frame_wait_cond, NULL);
 680
 681 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 682     CGGetActiveDisplayList(0, NULL, &num_screens);
 683 #endif
 684
 685     // List devices if requested
 686     if (ctx->list_devices) {
 687         int index = 0;
 688         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "AVFoundation video devices:\n");
 689         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 690             const char *name = [[device localizedName] UTF8String];
 691             index            = [devices indexOfObject:device];
 692             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
 693             index++;
 694         }
 695 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 696         if (num_screens > 0) {
 697             CGDirectDisplayID screens[num_screens];
 698             CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
 699             for (int i = 0; i < num_screens; i++) {
 700                 av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] Capture screen %d\n", index + i, i);
 701             }
 702         }
 703 #endif
 704
 705         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "AVFoundation audio devices:\n");
 706         devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 707         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 708             const char *name = [[device localizedName] UTF8String];
 709             int index  = [devices indexOfObject:device];
 710             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
 711         }
 712          goto fail;
 713     }
 714
 715     // parse input filename for video and audio device
 716     parse_device_name(s);
 717
 718     // check for device index given in filename
 719     if (ctx->video_device_index == -1 && ctx->video_filename) {
 720         sscanf(ctx->video_filename, "%d", &ctx->video_device_index);
 721     }
 722     if (ctx->audio_device_index == -1 && ctx->audio_filename) {
 723         sscanf(ctx->audio_filename, "%d", &ctx->audio_device_index);
 724     }
 725
 726     if (ctx->video_device_index >= 0) {
 727         if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
 728             video_device = [devices objectAtIndex:ctx->video_device_index];
 729         } else if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices + num_screens) {
 730 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 731             CGDirectDisplayID screens[num_screens];
 732             CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
 733             AVCaptureScreenInput* capture_screen_input = [[[AVCaptureScreenInput alloc] initWithDisplayID:screens[ctx->video_device_index - ctx->num_video_devices]] autorelease];
 734
 735             if (ctx->framerate.num > 0) {
 736                 capture_screen_input.minFrameDuration = CMTimeMake(ctx->framerate.den, ctx->framerate.num);
 737             }
 738
 739 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
 740             if (ctx->capture_cursor) {
 741                 capture_screen_input.capturesCursor = YES;
 742             } else {
 743                 capture_screen_input.capturesCursor = NO;
 744             }
 745 #endif
 746
 747             if (ctx->capture_mouse_clicks) {
 748                 capture_screen_input.capturesMouseClicks = YES;
 749             } else {
 750                 capture_screen_input.capturesMouseClicks = NO;
 751             }
 752
 753             video_device = (AVCaptureDevice*) capture_screen_input;
 754             capture_screen = 1;
 755 #endif
 756          } else {
 757             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid device index\n");
 758             goto fail;
 759         }
 760     } else if (ctx->video_filename &&
 761                strncmp(ctx->video_filename, "none", 4)) {
 762         if (!strncmp(ctx->video_filename, "default", 7)) {
 763             video_device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
 764         } else {
 765         // looking for video inputs
 766         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 767             if (!strncmp(ctx->video_filename, [[device localizedName] UTF8String], strlen(ctx->video_filename))) {
 768                 video_device = device;
 769                 break;
 770             }
 771         }
 772
 773 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 774         // looking for screen inputs
 775         if (!video_device) {
 776             int idx;
 777             if(sscanf(ctx->video_filename, "Capture screen %d", &idx) && idx < num_screens) {
 778                 CGDirectDisplayID screens[num_screens];
 779                 CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
 780                 AVCaptureScreenInput* capture_screen_input = [[[AVCaptureScreenInput alloc] initWithDisplayID:screens[idx]] autorelease];
 781                 video_device = (AVCaptureDevice*) capture_screen_input;
 782                 ctx->video_device_index = ctx->num_video_devices + idx;
 783                 capture_screen = 1;
 784
 785                 if (ctx->framerate.num > 0) {
 786                     capture_screen_input.minFrameDuration = CMTimeMake(ctx->framerate.den, ctx->framerate.num);
 787                 }
 788
 789 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
 790                 if (ctx->capture_cursor) {
 791                     capture_screen_input.capturesCursor = YES;
 792                 } else {
 793                     capture_screen_input.capturesCursor = NO;
 794                 }
 795 #endif
 796
 797                 if (ctx->capture_mouse_clicks) {
 798                     capture_screen_input.capturesMouseClicks = YES;
 799                 } else {
 800                     capture_screen_input.capturesMouseClicks = NO;
 801                 }
 802             }
 803         }
 804 #endif
 805         }
 806
 807         if (!video_device) {
 808             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video device not found\n");
 809             goto fail;
 810         }
 811     }
 812
 813     // get audio device
 814     if (ctx->audio_device_index >= 0) {
 815         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 816
 817         if (ctx->audio_device_index >= [devices count]) {
 818             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid audio device index\n");
 819             goto fail;
 820         }
 821
 822         audio_device = [devices objectAtIndex:ctx->audio_device_index];
 823     } else if (ctx->audio_filename &&
 824                strncmp(ctx->audio_filename, "none", 4)) {
 825         if (!strncmp(ctx->audio_filename, "default", 7)) {
 826             audio_device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 827         } else {
 828         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 829
 830         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 831             if (!strncmp(ctx->audio_filename, [[device localizedName] UTF8String], strlen(ctx->audio_filename))) {
 832                 audio_device = device;
 833                 break;
 834             }
 835         }
 836         }
 837
 838         if (!audio_device) {
 839             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Audio device not found\n");
 840              goto fail;
 841         }
 842     }
 843
 844     // Video nor Audio capture device not found, looking for AVMediaTypeVideo/Audio
 845     if (!video_device && !audio_device) {
 846         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No AV capture device found\n");
 847         goto fail;
 848     }
 849
 850     if (video_device) {
 851         if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
 852             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [[video_device localizedName] UTF8String]);
 853         } else {
 854             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [[video_device description] UTF8String]);
 855         }
 856     }
 857     if (audio_device) {
 858         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "audio device '%s' opened\n", [[audio_device localizedName] UTF8String]);
 859     }
 860
 861     // Initialize capture session
 862     ctx->capture_session = [[AVCaptureSession alloc] init];
 863
 864     if (video_device && add_video_device(s, video_device)) {
 865         goto fail;
 866     }
 867     if (audio_device && add_audio_device(s, audio_device)) {
 868     }
 869
 870     [ctx->capture_session startRunning];
 871
 872     /* Unlock device configuration only after the session is started so it
 873      * does not reset the capture formats */
 874     if (!capture_screen) {
 875         [video_device unlockForConfiguration];
 876     }
 877
 878     if (video_device && get_video_config(s)) {
 879         goto fail;
 880     }
 881
 882     // set audio stream
 883     if (audio_device && get_audio_config(s)) {
 884         goto fail;
 885     }
 886
 887     [pool release];
 888     return 0;
 889
 890 fail:
 891     [pool release];
 892     destroy_context(ctx);
 893     return AVERROR(EIO);
 894 }
 895
 896 static int copy_cvpixelbuffer(AVFormatContext *s,
 897                                CVPixelBufferRef image_buffer,
 898                                AVPacket *pkt)
 899 {
 900     AVFContext *ctx = s->priv_data;
 901     int src_linesize[4];
 902     const uint8_t *src_data[4];
 903     int width  = CVPixelBufferGetWidth(image_buffer);
 904     int height = CVPixelBufferGetHeight(image_buffer);
 905     int status;
 906
 907     memset(src_linesize, 0, sizeof(src_linesize));
 908     memset(src_data, 0, sizeof(src_data));
 909
 910     status = CVPixelBufferLockBaseAddress(image_buffer, 0);
 911     if (status != kCVReturnSuccess) {
 912         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Could not lock base address: %d\n", status);
 913         return AVERROR_EXTERNAL;
 914     }
 915
 916     if (CVPixelBufferIsPlanar(image_buffer)) {
 917         size_t plane_count = CVPixelBufferGetPlaneCount(image_buffer);
 918         int i;
 919         for(i = 0; i < plane_count; i++){
 920             src_linesize[i] = CVPixelBufferGetBytesPerRowOfPlane(image_buffer, i);
 921             src_data[i] = CVPixelBufferGetBaseAddressOfPlane(image_buffer, i);
 922         }
 923     } else {
 924         src_linesize[0] = CVPixelBufferGetBytesPerRow(image_buffer);
 925         src_data[0] = CVPixelBufferGetBaseAddress(image_buffer);
 926     }
 927
 928     status = av_image_copy_to_buffer(pkt->data, pkt->size,
 929                                      src_data, src_linesize,
 930                                      ctx->pixel_format, width, height, 1);
 931
 932
 933
 934     CVPixelBufferUnlockBaseAddress(image_buffer, 0);
 935
 936     return status;
 937 }
 938
 939 static int avf_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 940 {
 941     AVFContext* ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 942
 943     do {
 944         CVImageBufferRef image_buffer;
 945         lock_frames(ctx);
 946
 947         image_buffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(ctx->current_frame);
 948
 949         if (ctx->current_frame != nil) {
 950             int status;
 951             if (av_new_packet(pkt, (int)CVPixelBufferGetDataSize(image_buffer)) < 0) {
 952                 return AVERROR(EIO);
 953             }
 954
 955             CMItemCount count;
 956             CMSampleTimingInfo timing_info;
 957
 958             if (CMSampleBufferGetOutputSampleTimingInfoArray(ctx->current_frame, 1, &timing_info, &count) == noErr) {
 959                 AVRational timebase_q = av_make_q(1, timing_info.presentationTimeStamp.timescale);
 960                 pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(timing_info.presentationTimeStamp.value, timebase_q, avf_time_base_q);
 961             }
 962
 963             pkt->stream_index  = ctx->video_stream_index;
 964             pkt->flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 965
 966             status = copy_cvpixelbuffer(s, image_buffer, pkt);
 967             CFRelease(ctx->current_frame);
 968             ctx->current_frame = nil;
 969
 970             if (status < 0)
 971                 return status;
 972         } else if (ctx->current_audio_frame != nil) {
 973             CMBlockBufferRef block_buffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(ctx->current_audio_frame);
 974             int block_buffer_size         = CMBlockBufferGetDataLength(block_buffer);
 975
 976             if (!block_buffer || !block_buffer_size) {
 977                 return AVERROR(EIO);
 978             }
 979
 980             if (ctx->audio_non_interleaved && block_buffer_size > ctx->audio_buffer_size) {
 981                 return AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL;
 982             }
 983
 984             if (av_new_packet(pkt, block_buffer_size) < 0) {
 985                 return AVERROR(EIO);
 986             }
 987
 988             CMItemCount count;
 989             CMSampleTimingInfo timing_info;
 990
 991             if (CMSampleBufferGetOutputSampleTimingInfoArray(ctx->current_audio_frame, 1, &timing_info, &count) == noErr) {
 992                 AVRational timebase_q = av_make_q(1, timing_info.presentationTimeStamp.timescale);
 993                 pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(timing_info.presentationTimeStamp.value, timebase_q, avf_time_base_q);
 994             }
 995
 996             pkt->stream_index  = ctx->audio_stream_index;
 997             pkt->flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 998
 999             if (ctx->audio_non_interleaved) {
1000                 int sample, c, shift, num_samples;
1001
1002                 OSStatus ret = CMBlockBufferCopyDataBytes(block_buffer, 0, pkt->size, ctx->audio_buffer);
1003                 if (ret != kCMBlockBufferNoErr) {
1004                     return AVERROR(EIO);
1005                 }
1006
1007                 num_samples = pkt->size / (ctx->audio_channels * (ctx->audio_bits_per_sample >> 3));
1008
1009                 // transform decoded frame into output format
1010                 #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                         \
1011                 {                                                                      \
1012                     int##bps##_t **src;                                                \
1013                     int##bps##_t *dest;                                                \
1014                     src = av_malloc(ctx->audio_channels * sizeof(int##bps##_t*));      \
1015                     if (!src) return AVERROR(EIO);                                     \
1016                     for (c = 0; c < ctx->audio_channels; c++) {                        \
1017                         src[c] = ((int##bps##_t*)ctx->audio_buffer) + c * num_samples; \
1018                     }                                                                  \
1019                     dest  = (int##bps##_t*)pkt->data;                                  \
1020                     shift = bps - ctx->audio_bits_per_sample;                          \
1021                     for (sample = 0; sample < num_samples; sample++)                   \
1022                         for (c = 0; c < ctx->audio_channels; c++)                      \
1023                             *dest++ = src[c][sample] << shift;                         \
1024                     av_freep(&src);                                                    \
1025                 }
1026
1027                 if (ctx->audio_bits_per_sample <= 16) {
1028                     INTERLEAVE_OUTPUT(16)
1029                 } else {
1030                     INTERLEAVE_OUTPUT(32)
1031                 }
1032             } else {
1033                 OSStatus ret = CMBlockBufferCopyDataBytes(block_buffer, 0, pkt->size, pkt->data);
1034                 if (ret != kCMBlockBufferNoErr) {
1035                     return AVERROR(EIO);
1036                 }
1037             }
1038
1039             CFRelease(ctx->current_audio_frame);
1040             ctx->current_audio_frame = nil;
1041         } else {
1042             pkt->data = NULL;
1043             pthread_cond_wait(&ctx->frame_wait_cond, &ctx->frame_lock);
1044         }
1045
1046         unlock_frames(ctx);
1047     } while (!pkt->data);
1048
1049     return 0;
1050 }
1051
1052 static int avf_close(AVFormatContext *s)
1053 {
1054     AVFContext* ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
1055     destroy_context(ctx);
1056     return 0;
1057 }
1058
1059 static const AVOption options[] = {
1060     { "list_devices", "list available devices", offsetof(AVFContext, list_devices), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
1061     { "true", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
1062     { "false", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
1063     { "video_device_index", "select video device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(AVFContext, video_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1064     { "audio_device_index", "select audio device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(AVFContext, audio_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1065     { "pixel_format", "set pixel format", offsetof(AVFContext, pixel_format), AV_OPT_TYPE_PIXEL_FMT, {.i64 = AV_PIX_FMT_YUV420P}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM},
1066     { "framerate", "set frame rate", offsetof(AVFContext, framerate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "ntsc"}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1067     { "video_size", "set video size", offsetof(AVFContext, width), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = NULL}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1068     { "capture_cursor", "capture the screen cursor", offsetof(AVFContext, capture_cursor), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1069     { "capture_mouse_clicks", "capture the screen mouse clicks", offsetof(AVFContext, capture_mouse_clicks), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1070
1071     { NULL },
1072 };
1073
1074 static const AVClass avf_class = {
1075     .class_name = "AVFoundation input device",
1076     .item_name  = av_default_item_name,
1077     .option     = options,
1078     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1079     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_VIDEO_INPUT,
1080 };
1081
1082 AVInputFormat ff_avfoundation_demuxer = {
1083     .name           = "avfoundation",
1084     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AVFoundation input device"),
1085     .priv_data_size = sizeof(AVFContext),
1086     .read_header    = avf_read_header,
1087     .read_packet    = avf_read_packet,
1088     .read_close     = avf_close,
1089     .flags          = AVFMT_NOFILE,
1090     .priv_class     = &avf_class,
1091 };