git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavdevice/v4l.c

   1 /*
   2  * Linux video grab interface
   3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avdevice.h"
  23
  24 #if FF_API_V4L
  25
  26 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
  27 #include "config.h"
  28 #include "libavutil/rational.h"
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "libavutil/log.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavformat/avformat.h"
  33 #include "libavcodec/dsputil.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 #define _LINUX_TIME_H 1
  40 #include <linux/videodev.h>
  41 #include <time.h>
  42 #include <strings.h>
  43
  44 typedef struct {
  45     AVClass *class;
  46     int fd;
  47     int frame_format; /* see VIDEO_PALETTE_xxx */
  48     int use_mmap;
  49     AVRational time_base;
  50     int64_t time_frame;
  51     int frame_size;
  52     struct video_capability video_cap;
  53     struct video_audio audio_saved;
  54     struct video_window video_win;
  55     uint8_t *video_buf;
  56     struct video_mbuf gb_buffers;
  57     struct video_mmap gb_buf;
  58     int gb_frame;
  59     int standard;
  60 } VideoData;
  61
  62 static const struct {
  63     int palette;
  64     int depth;
  65     enum PixelFormat pix_fmt;
  66 } video_formats [] = {
  67     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV420P, .depth = 12, .pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P },
  68     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV422,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
  69     {.palette = VIDEO_PALETTE_UYVY,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_UYVY422 },
  70     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUYV,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
  71     /* NOTE: v4l uses BGR24, not RGB24 */
  72     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB24,   .depth = 24, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR24   },
  73     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB565,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR565  },
  74     {.palette = VIDEO_PALETTE_GREY,    .depth = 8,  .pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8   },
  75 };
  76
  77
  78 static int grab_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
  79 {
  80     VideoData *s = s1->priv_data;
  81     AVStream *st;
  82     int video_fd;
  83     int desired_palette, desired_depth;
  84     struct video_tuner tuner;
  85     struct video_audio audio;
  86     struct video_picture pict;
  87     int j;
  88     int vformat_num = FF_ARRAY_ELEMS(video_formats);
  89
  90     av_log(s1, AV_LOG_WARNING, "V4L input device is deprecated and will be removed in the next release.");
  91
  92     if (ap->time_base.den <= 0) {
  93         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Wrong time base (%d)\n", ap->time_base.den);
  94         return -1;
  95     }
  96     s->time_base = ap->time_base;
  97
  98     s->video_win.width = ap->width;
  99     s->video_win.height = ap->height;
 100
 101     st = av_new_stream(s1, 0);
 102     if (!st)
 103         return AVERROR(ENOMEM);
 104     av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 105
 106     video_fd = open(s1->filename, O_RDWR);
 107     if (video_fd < 0) {
 108         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", s1->filename, strerror(errno));
 109         goto fail;
 110     }
 111
 112     if (ioctl(video_fd, VIDIOCGCAP, &s->video_cap) < 0) {
 113         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGCAP: %s\n", strerror(errno));
 114         goto fail;
 115     }
 116
 117     if (!(s->video_cap.type & VID_TYPE_CAPTURE)) {
 118         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not handle capture\n");
 119         goto fail;
 120     }
 121
 122     /* no values set, autodetect them */
 123     if (s->video_win.width <= 0 || s->video_win.height <= 0) {
 124         if (ioctl(video_fd, VIDIOCGWIN, &s->video_win, sizeof(s->video_win)) < 0) {
 125             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGWIN: %s\n", strerror(errno));
 126             goto fail;
 127         }
 128     }
 129
 130     if(av_image_check_size(s->video_win.width, s->video_win.height, 0, s1) < 0)
 131         return -1;
 132
 133     desired_palette = -1;
 134     desired_depth = -1;
 135     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
 136         if (ap->pix_fmt == video_formats[j].pix_fmt) {
 137             desired_palette = video_formats[j].palette;
 138             desired_depth = video_formats[j].depth;
 139             break;
 140         }
 141     }
 142
 143     /* set tv standard */
 144     if (!ioctl(video_fd, VIDIOCGTUNER, &tuner)) {
 145 #if FF_API_FORMAT_PARAMETERS
 146         if (ap->standard) {
 147             if (!strcasecmp(ap->standard, "pal"))
 148                 s->standard = VIDEO_MODE_PAL;
 149             else if (!strcasecmp(ap->standard, "secam"))
 150                 s->standard = VIDEO_MODE_SECAM;
 151             else
 152                 s->standard = VIDEO_MODE_NTSC;
 153         }
 154 #endif
 155         tuner.mode = s->standard;
 156         ioctl(video_fd, VIDIOCSTUNER, &tuner);
 157     }
 158
 159     /* unmute audio */
 160     audio.audio = 0;
 161     ioctl(video_fd, VIDIOCGAUDIO, &audio);
 162     memcpy(&s->audio_saved, &audio, sizeof(audio));
 163     audio.flags &= ~VIDEO_AUDIO_MUTE;
 164     ioctl(video_fd, VIDIOCSAUDIO, &audio);
 165
 166     ioctl(video_fd, VIDIOCGPICT, &pict);
 167     av_dlog(s1, "v4l: colour=%d hue=%d brightness=%d constrast=%d whiteness=%d\n",
 168             pict.colour, pict.hue, pict.brightness, pict.contrast, pict.whiteness);
 169     /* try to choose a suitable video format */
 170     pict.palette = desired_palette;
 171     pict.depth= desired_depth;
 172     if (desired_palette == -1 || ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict) < 0) {
 173         for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
 174             pict.palette = video_formats[j].palette;
 175             pict.depth = video_formats[j].depth;
 176             if (-1 != ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict))
 177                 break;
 178         }
 179         if (j >= vformat_num)
 180             goto fail1;
 181     }
 182
 183     if (ioctl(video_fd, VIDIOCGMBUF, &s->gb_buffers) < 0) {
 184         /* try to use read based access */
 185         int val;
 186
 187         s->video_win.x = 0;
 188         s->video_win.y = 0;
 189         s->video_win.chromakey = -1;
 190         s->video_win.flags = 0;
 191
 192         if (ioctl(video_fd, VIDIOCSWIN, s->video_win) < 0) {
 193             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCSWIN: %s\n", strerror(errno));
 194             goto fail;
 195         }
 196
 197         s->frame_format = pict.palette;
 198
 199         val = 1;
 200         if (ioctl(video_fd, VIDIOCCAPTURE, &val) < 0) {
 201             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
 202             goto fail;
 203         }
 204
 205         s->time_frame = av_gettime() * s->time_base.den / s->time_base.num;
 206         s->use_mmap = 0;
 207     } else {
 208         s->video_buf = mmap(0, s->gb_buffers.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, video_fd, 0);
 209         if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
 210             s->video_buf = mmap(0, s->gb_buffers.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, video_fd, 0);
 211             if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
 212                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 213                 goto fail;
 214             }
 215         }
 216         s->gb_frame = 0;
 217         s->time_frame = av_gettime() * s->time_base.den / s->time_base.num;
 218
 219         /* start to grab the first frame */
 220         s->gb_buf.frame = s->gb_frame % s->gb_buffers.frames;
 221         s->gb_buf.height = s->video_win.height;
 222         s->gb_buf.width = s->video_win.width;
 223         s->gb_buf.format = pict.palette;
 224
 225         if (ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
 226             if (errno != EAGAIN) {
 227             fail1:
 228                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
 229             } else {
 230                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not receive any video signal\n");
 231             }
 232             goto fail;
 233         }
 234         for (j = 1; j < s->gb_buffers.frames; j++) {
 235           s->gb_buf.frame = j;
 236           ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf);
 237         }
 238         s->frame_format = s->gb_buf.format;
 239         s->use_mmap = 1;
 240     }
 241
 242     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
 243         if (s->frame_format == video_formats[j].palette) {
 244             s->frame_size = s->video_win.width * s->video_win.height * video_formats[j].depth / 8;
 245             st->codec->pix_fmt = video_formats[j].pix_fmt;
 246             break;
 247         }
 248     }
 249
 250     if (j >= vformat_num)
 251         goto fail;
 252
 253     s->fd = video_fd;
 254
 255     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 256     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 257     st->codec->width = s->video_win.width;
 258     st->codec->height = s->video_win.height;
 259     st->codec->time_base = s->time_base;
 260     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 261
 262     return 0;
 263  fail:
 264     if (video_fd >= 0)
 265         close(video_fd);
 266     return AVERROR(EIO);
 267 }
 268
 269 static int v4l_mm_read_picture(VideoData *s, uint8_t *buf)
 270 {
 271     uint8_t *ptr;
 272
 273     while (ioctl(s->fd, VIDIOCSYNC, &s->gb_frame) < 0 &&
 274            (errno == EAGAIN || errno == EINTR));
 275
 276     ptr = s->video_buf + s->gb_buffers.offsets[s->gb_frame];
 277     memcpy(buf, ptr, s->frame_size);
 278
 279     /* Setup to capture the next frame */
 280     s->gb_buf.frame = s->gb_frame;
 281     if (ioctl(s->fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
 282         if (errno == EAGAIN)
 283             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot Sync\n");
 284         else
 285             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
 286         return AVERROR(EIO);
 287     }
 288
 289     /* This is now the grabbing frame */
 290     s->gb_frame = (s->gb_frame + 1) % s->gb_buffers.frames;
 291
 292     return s->frame_size;
 293 }
 294
 295 static int grab_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 296 {
 297     VideoData *s = s1->priv_data;
 298     int64_t curtime, delay;
 299     struct timespec ts;
 300
 301     /* Calculate the time of the next frame */
 302     s->time_frame += INT64_C(1000000);
 303
 304     /* wait based on the frame rate */
 305     for(;;) {
 306         curtime = av_gettime();
 307         delay = s->time_frame * s->time_base.num / s->time_base.den - curtime;
 308         if (delay <= 0) {
 309             if (delay < INT64_C(-1000000) * s->time_base.num / s->time_base.den) {
 310                 /* printf("grabbing is %d frames late (dropping)\n", (int) -(delay / 16666)); */
 311                 s->time_frame += INT64_C(1000000);
 312             }
 313             break;
 314         }
 315         ts.tv_sec = delay / 1000000;
 316         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
 317         nanosleep(&ts, NULL);
 318     }
 319
 320     if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
 321         return AVERROR(EIO);
 322
 323     pkt->pts = curtime;
 324
 325     /* read one frame */
 326     if (s->use_mmap) {
 327         return v4l_mm_read_picture(s, pkt->data);
 328     } else {
 329         if (read(s->fd, pkt->data, pkt->size) != pkt->size)
 330             return AVERROR(EIO);
 331         return s->frame_size;
 332     }
 333 }
 334
 335 static int grab_read_close(AVFormatContext *s1)
 336 {
 337     VideoData *s = s1->priv_data;
 338
 339     if (s->use_mmap)
 340         munmap(s->video_buf, s->gb_buffers.size);
 341
 342     /* mute audio. we must force it because the BTTV driver does not
 343        return its state correctly */
 344     s->audio_saved.flags |= VIDEO_AUDIO_MUTE;
 345     ioctl(s->fd, VIDIOCSAUDIO, &s->audio_saved);
 346
 347     close(s->fd);
 348     return 0;
 349 }
 350
 351 static const AVOption options[] = {
 352     { "standard", "", offsetof(VideoData, standard), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = VIDEO_MODE_NTSC}, VIDEO_MODE_PAL, VIDEO_MODE_NTSC, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "standard" },
 353     { "PAL",   "", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = VIDEO_MODE_PAL},   0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "standard" },
 354     { "SECAM", "", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = VIDEO_MODE_SECAM}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "standard" },
 355     { "NTSC",  "", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = VIDEO_MODE_NTSC},  0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "standard" },
 356     { NULL },
 357 };
 358
 359 static const AVClass v4l_class = {
 360     .class_name = "V4L indev",
 361     .item_name  = av_default_item_name,
 362     .option     = options,
 363     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 364 };
 365
 366 AVInputFormat ff_v4l_demuxer = {
 367     "video4linux",
 368     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux device grab"),
 369     sizeof(VideoData),
 370     NULL,
 371     grab_read_header,
 372     grab_read_packet,
 373     grab_read_close,
 374     .flags = AVFMT_NOFILE,
 375     .priv_class = &v4l_class,
 376 };
 377 #endif  /* FF_API_V4L */