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 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 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
  23 #include "config.h"
  24 #include "libavutil/rational.h"
  25 #include "libavcore/imgutils.h"
  26 #include "libavformat/avformat.h"
  27 #include "libavcodec/dsputil.h"
  28 #include <unistd.h>
  29 #include <fcntl.h>
  30 #include <sys/ioctl.h>
  31 #include <sys/mman.h>
  32 #include <sys/time.h>
  33 #define _LINUX_TIME_H 1
  34 #include <linux/videodev.h>
  35 #include <time.h>
  36 #include <strings.h>
  37
  38 typedef struct {
  39     int fd;
  40     int frame_format; /* see VIDEO_PALETTE_xxx */
  41     int use_mmap;
  42     AVRational time_base;
  43     int64_t time_frame;
  44     int frame_size;
  45     struct video_capability video_cap;
  46     struct video_audio audio_saved;
  47     struct video_window video_win;
  48     uint8_t *video_buf;
  49     struct video_mbuf gb_buffers;
  50     struct video_mmap gb_buf;
  51     int gb_frame;
  52 } VideoData;
  53
  54 static const struct {
  55     int palette;
  56     int depth;
  57     enum PixelFormat pix_fmt;
  58 } video_formats [] = {
  59     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV420P, .depth = 12, .pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P },
  60     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUV422,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
  61     {.palette = VIDEO_PALETTE_UYVY,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_UYVY422 },
  62     {.palette = VIDEO_PALETTE_YUYV,    .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_YUYV422 },
  63     /* NOTE: v4l uses BGR24, not RGB24 */
  64     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB24,   .depth = 24, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR24   },
  65     {.palette = VIDEO_PALETTE_RGB565,  .depth = 16, .pix_fmt = PIX_FMT_BGR565  },
  66     {.palette = VIDEO_PALETTE_GREY,    .depth = 8,  .pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8   },
  67 };
  68
  69
  70 static int grab_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
  71 {
  72     VideoData *s = s1->priv_data;
  73     AVStream *st;
  74     int video_fd;
  75     int desired_palette, desired_depth;
  76     struct video_tuner tuner;
  77     struct video_audio audio;
  78     struct video_picture pict;
  79     int j;
  80     int vformat_num = FF_ARRAY_ELEMS(video_formats);
  81
  82     if (ap->time_base.den <= 0) {
  83         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Wrong time base (%d)\n", ap->time_base.den);
  84         return -1;
  85     }
  86     s->time_base = ap->time_base;
  87
  88     s->video_win.width = ap->width;
  89     s->video_win.height = ap->height;
  90
  91     st = av_new_stream(s1, 0);
  92     if (!st)
  93         return AVERROR(ENOMEM);
  94     av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
  95
  96     video_fd = open(s1->filename, O_RDWR);
  97     if (video_fd < 0) {
  98         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", s1->filename, strerror(errno));
  99         goto fail;
 100     }
 101
 102     if (ioctl(video_fd, VIDIOCGCAP, &s->video_cap) < 0) {
 103         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGCAP: %s\n", strerror(errno));
 104         goto fail;
 105     }
 106
 107     if (!(s->video_cap.type & VID_TYPE_CAPTURE)) {
 108         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not handle capture\n");
 109         goto fail;
 110     }
 111
 112     /* no values set, autodetect them */
 113     if (s->video_win.width <= 0 || s->video_win.height <= 0) {
 114         if (ioctl(video_fd, VIDIOCGWIN, &s->video_win, sizeof(s->video_win)) < 0) {
 115             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCGWIN: %s\n", strerror(errno));
 116             goto fail;
 117         }
 118     }
 119
 120     if(av_image_check_size(s->video_win.width, s->video_win.height, 0, s1) < 0)
 121         return -1;
 122
 123     desired_palette = -1;
 124     desired_depth = -1;
 125     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
 126         if (ap->pix_fmt == video_formats[j].pix_fmt) {
 127             desired_palette = video_formats[j].palette;
 128             desired_depth = video_formats[j].depth;
 129             break;
 130         }
 131     }
 132
 133     /* set tv standard */
 134     if (ap->standard && !ioctl(video_fd, VIDIOCGTUNER, &tuner)) {
 135         if (!strcasecmp(ap->standard, "pal"))
 136             tuner.mode = VIDEO_MODE_PAL;
 137         else if (!strcasecmp(ap->standard, "secam"))
 138             tuner.mode = VIDEO_MODE_SECAM;
 139         else
 140             tuner.mode = VIDEO_MODE_NTSC;
 141         ioctl(video_fd, VIDIOCSTUNER, &tuner);
 142     }
 143
 144     /* unmute audio */
 145     audio.audio = 0;
 146     ioctl(video_fd, VIDIOCGAUDIO, &audio);
 147     memcpy(&s->audio_saved, &audio, sizeof(audio));
 148     audio.flags &= ~VIDEO_AUDIO_MUTE;
 149     ioctl(video_fd, VIDIOCSAUDIO, &audio);
 150
 151     ioctl(video_fd, VIDIOCGPICT, &pict);
 152 #if 0
 153     printf("v4l: colour=%d hue=%d brightness=%d constrast=%d whiteness=%d\n",
 154            pict.colour,
 155            pict.hue,
 156            pict.brightness,
 157            pict.contrast,
 158            pict.whiteness);
 159 #endif
 160     /* try to choose a suitable video format */
 161     pict.palette = desired_palette;
 162     pict.depth= desired_depth;
 163     if (desired_palette == -1 || ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict) < 0) {
 164         for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
 165             pict.palette = video_formats[j].palette;
 166             pict.depth = video_formats[j].depth;
 167             if (-1 != ioctl(video_fd, VIDIOCSPICT, &pict))
 168                 break;
 169         }
 170         if (j >= vformat_num)
 171             goto fail1;
 172     }
 173
 174     if (ioctl(video_fd, VIDIOCGMBUF, &s->gb_buffers) < 0) {
 175         /* try to use read based access */
 176         int val;
 177
 178         s->video_win.x = 0;
 179         s->video_win.y = 0;
 180         s->video_win.chromakey = -1;
 181         s->video_win.flags = 0;
 182
 183         if (ioctl(video_fd, VIDIOCSWIN, s->video_win) < 0) {
 184             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCSWIN: %s\n", strerror(errno));
 185             goto fail;
 186         }
 187
 188         s->frame_format = pict.palette;
 189
 190         val = 1;
 191         if (ioctl(video_fd, VIDIOCCAPTURE, &val) < 0) {
 192             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
 193             goto fail;
 194         }
 195
 196         s->time_frame = av_gettime() * s->time_base.den / s->time_base.num;
 197         s->use_mmap = 0;
 198     } else {
 199         s->video_buf = mmap(0, s->gb_buffers.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, video_fd, 0);
 200         if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
 201             s->video_buf = mmap(0, s->gb_buffers.size, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE, video_fd, 0);
 202             if ((unsigned char*)-1 == s->video_buf) {
 203                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 204                 goto fail;
 205             }
 206         }
 207         s->gb_frame = 0;
 208         s->time_frame = av_gettime() * s->time_base.den / s->time_base.num;
 209
 210         /* start to grab the first frame */
 211         s->gb_buf.frame = s->gb_frame % s->gb_buffers.frames;
 212         s->gb_buf.height = s->video_win.height;
 213         s->gb_buf.width = s->video_win.width;
 214         s->gb_buf.format = pict.palette;
 215
 216         if (ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
 217             if (errno != EAGAIN) {
 218             fail1:
 219                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
 220             } else {
 221                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: grab device does not receive any video signal\n");
 222             }
 223             goto fail;
 224         }
 225         for (j = 1; j < s->gb_buffers.frames; j++) {
 226           s->gb_buf.frame = j;
 227           ioctl(video_fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf);
 228         }
 229         s->frame_format = s->gb_buf.format;
 230         s->use_mmap = 1;
 231     }
 232
 233     for (j = 0; j < vformat_num; j++) {
 234         if (s->frame_format == video_formats[j].palette) {
 235             s->frame_size = s->video_win.width * s->video_win.height * video_formats[j].depth / 8;
 236             st->codec->pix_fmt = video_formats[j].pix_fmt;
 237             break;
 238         }
 239     }
 240
 241     if (j >= vformat_num)
 242         goto fail;
 243
 244     s->fd = video_fd;
 245
 246     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 247     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 248     st->codec->width = s->video_win.width;
 249     st->codec->height = s->video_win.height;
 250     st->codec->time_base = s->time_base;
 251     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 252
 253     return 0;
 254  fail:
 255     if (video_fd >= 0)
 256         close(video_fd);
 257     return AVERROR(EIO);
 258 }
 259
 260 static int v4l_mm_read_picture(VideoData *s, uint8_t *buf)
 261 {
 262     uint8_t *ptr;
 263
 264     while (ioctl(s->fd, VIDIOCSYNC, &s->gb_frame) < 0 &&
 265            (errno == EAGAIN || errno == EINTR));
 266
 267     ptr = s->video_buf + s->gb_buffers.offsets[s->gb_frame];
 268     memcpy(buf, ptr, s->frame_size);
 269
 270     /* Setup to capture the next frame */
 271     s->gb_buf.frame = s->gb_frame;
 272     if (ioctl(s->fd, VIDIOCMCAPTURE, &s->gb_buf) < 0) {
 273         if (errno == EAGAIN)
 274             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot Sync\n");
 275         else
 276             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "VIDIOCMCAPTURE: %s\n", strerror(errno));
 277         return AVERROR(EIO);
 278     }
 279
 280     /* This is now the grabbing frame */
 281     s->gb_frame = (s->gb_frame + 1) % s->gb_buffers.frames;
 282
 283     return s->frame_size;
 284 }
 285
 286 static int grab_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 287 {
 288     VideoData *s = s1->priv_data;
 289     int64_t curtime, delay;
 290     struct timespec ts;
 291
 292     /* Calculate the time of the next frame */
 293     s->time_frame += INT64_C(1000000);
 294
 295     /* wait based on the frame rate */
 296     for(;;) {
 297         curtime = av_gettime();
 298         delay = s->time_frame * s->time_base.num / s->time_base.den - curtime;
 299         if (delay <= 0) {
 300             if (delay < INT64_C(-1000000) * s->time_base.num / s->time_base.den) {
 301                 /* printf("grabbing is %d frames late (dropping)\n", (int) -(delay / 16666)); */
 302                 s->time_frame += INT64_C(1000000);
 303             }
 304             break;
 305         }
 306         ts.tv_sec = delay / 1000000;
 307         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
 308         nanosleep(&ts, NULL);
 309     }
 310
 311     if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
 312         return AVERROR(EIO);
 313
 314     pkt->pts = curtime;
 315
 316     /* read one frame */
 317     if (s->use_mmap) {
 318         return v4l_mm_read_picture(s, pkt->data);
 319     } else {
 320         if (read(s->fd, pkt->data, pkt->size) != pkt->size)
 321             return AVERROR(EIO);
 322         return s->frame_size;
 323     }
 324 }
 325
 326 static int grab_read_close(AVFormatContext *s1)
 327 {
 328     VideoData *s = s1->priv_data;
 329
 330     if (s->use_mmap)
 331         munmap(s->video_buf, s->gb_buffers.size);
 332
 333     /* mute audio. we must force it because the BTTV driver does not
 334        return its state correctly */
 335     s->audio_saved.flags |= VIDEO_AUDIO_MUTE;
 336     ioctl(s->fd, VIDIOCSAUDIO, &s->audio_saved);
 337
 338     close(s->fd);
 339     return 0;
 340 }
 341
 342 AVInputFormat ff_v4l_demuxer = {
 343     "video4linux",
 344     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux device grab"),
 345     sizeof(VideoData),
 346     NULL,
 347     grab_read_header,
 348     grab_read_packet,
 349     grab_read_close,
 350     .flags = AVFMT_NOFILE,
 351 };