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