git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavdevice/v4l2.c

   1 /*
   2  * Video4Linux2 grab interface
   3  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2006 Luca Abeni
   5  *
   6  * Part of this file is based on the V4L2 video capture example
   7  * (http://v4l2spec.bytesex.org/v4l2spec/capture.c)
   8  *
   9  * Thanks to Michael Niedermayer for providing the mapping between
  10  * V4L2_PIX_FMT_* and AV_PIX_FMT_*
  11  *
  12  *
  13  * This file is part of Libav.
  14  *
  15  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  16  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  17  * License as published by the Free Software Foundation; either
  18  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  19  *
  20  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  21  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  23  * Lesser General Public License for more details.
  24  *
  25  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  26  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  27  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  28  */
  29
  30 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
  31 #include "config.h"
  32 #include "libavformat/avformat.h"
  33 #include "libavformat/internal.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 #include <poll.h>
  40 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
  41 #include <sys/videoio.h>
  42 #else
  43 #include <linux/videodev2.h>
  44 #endif
  45 #include "libavutil/atomic.h"
  46 #include "libavutil/avassert.h"
  47 #include "libavutil/imgutils.h"
  48 #include "libavutil/internal.h"
  49 #include "libavutil/log.h"
  50 #include "libavutil/opt.h"
  51 #include "libavutil/parseutils.h"
  52 #include "libavutil/pixdesc.h"
  53 #include "libavutil/avstring.h"
  54 #include "libavutil/mathematics.h"
  55
  56 static const int desired_video_buffers = 256;
  57
  58 #define V4L_ALLFORMATS  3
  59 #define V4L_RAWFORMATS  1
  60 #define V4L_COMPFORMATS 2
  61
  62 struct video_data {
  63     AVClass *class;
  64     int fd;
  65     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
  66     int width, height;
  67     int frame_size;
  68     int timeout;
  69     int interlaced;
  70     int top_field_first;
  71
  72     int buffers;
  73     volatile int buffers_queued;
  74     void **buf_start;
  75     unsigned int *buf_len;
  76     char *standard;
  77     int channel;
  78     char *video_size;   /**< String describing video size,
  79                              set by a private option. */
  80     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
  81     int list_format;    /**< Set by a private option. */
  82     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
  83 };
  84
  85 struct buff_data {
  86     struct video_data *s;
  87     int index;
  88     int fd;
  89 };
  90
  91 struct fmt_map {
  92     enum AVPixelFormat ff_fmt;
  93     enum AVCodecID codec_id;
  94     uint32_t v4l2_fmt;
  95 };
  96
  97 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
  98     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
  99     { AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
 100     { AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
 101     { AV_PIX_FMT_YUYV422, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
 102     { AV_PIX_FMT_UYVY422, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
 103     { AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
 104     { AV_PIX_FMT_YUV410P, AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
 105     { AV_PIX_FMT_RGB555,  AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
 106     { AV_PIX_FMT_RGB565,  AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
 107     { AV_PIX_FMT_BGR24,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
 108     { AV_PIX_FMT_RGB24,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
 109     { AV_PIX_FMT_BGRA,    AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
 110     { AV_PIX_FMT_GRAY8,   AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
 111     { AV_PIX_FMT_NV12,    AV_CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
 112     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
 113     { AV_PIX_FMT_NONE,    AV_CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
 114 };
 115
 116 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
 117 {
 118     struct v4l2_capability cap;
 119     int fd;
 120     int res, err;
 121     int flags = O_RDWR;
 122
 123     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 124         flags |= O_NONBLOCK;
 125     }
 126
 127     fd = open(ctx->filename, flags, 0);
 128     if (fd < 0) {
 129         err = errno;
 130
 131         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 132                ctx->filename, strerror(err));
 133
 134         return AVERROR(err);
 135     }
 136
 137     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 138     if (res < 0) {
 139         err = errno;
 140         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 141                strerror(err));
 142
 143         goto fail;
 144     }
 145
 146     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
 147            fd, cap.capabilities);
 148
 149     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
 150         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
 151         err = ENODEV;
 152
 153         goto fail;
 154     }
 155
 156     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
 157         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 158                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
 159         err = ENOSYS;
 160
 161         goto fail;
 162     }
 163
 164     return fd;
 165
 166 fail:
 167     close(fd);
 168     return AVERROR(err);
 169 }
 170
 171 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
 172                        uint32_t pix_fmt)
 173 {
 174     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 175     int fd = s->fd;
 176     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 177     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
 178
 179     int res;
 180
 181     pix->width = *width;
 182     pix->height = *height;
 183     pix->pixelformat = pix_fmt;
 184     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
 185
 186     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 187
 188     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 189         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 190                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
 191                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 192         *width = fmt.fmt.pix.width;
 193         *height = fmt.fmt.pix.height;
 194     }
 195
 196     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 197         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
 198                "The V4L2 driver changed the pixel format "
 199                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
 200                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 201         res = -1;
 202     }
 203
 204     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
 205         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
 206         s->interlaced = 1;
 207     }
 208
 209     return res;
 210 }
 211
 212 static int first_field(int fd)
 213 {
 214     int res;
 215     v4l2_std_id std;
 216
 217     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 218     if (res < 0) {
 219         return 0;
 220     }
 221     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 222         return 0;
 223     }
 224
 225     return 1;
 226 }
 227
 228 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum AVPixelFormat pix_fmt, enum AVCodecID codec_id)
 229 {
 230     int i;
 231
 232     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 233         if ((codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
 234              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 235             (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE ||
 236              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 237             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 238         }
 239     }
 240
 241     return 0;
 242 }
 243
 244 static enum AVPixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum AVCodecID codec_id)
 245 {
 246     int i;
 247
 248     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 249         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 250             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 251             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 252         }
 253     }
 254
 255     return AV_PIX_FMT_NONE;
 256 }
 257
 258 static enum AVCodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 259 {
 260     int i;
 261
 262     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 263         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 264             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 265         }
 266     }
 267
 268     return AV_CODEC_ID_NONE;
 269 }
 270
 271 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 272 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
 273 {
 274     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
 275
 276     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
 277         switch (vfse.type) {
 278         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
 279             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
 280                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
 281         break;
 282         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
 283         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
 284             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
 285                    vfse.stepwise.min_width,
 286                    vfse.stepwise.max_width,
 287                    vfse.stepwise.step_width,
 288                    vfse.stepwise.min_height,
 289                    vfse.stepwise.max_height,
 290                    vfse.stepwise.step_height);
 291         }
 292         vfse.index++;
 293     }
 294 }
 295 #endif
 296
 297 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
 298 {
 299     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 300
 301     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
 302         enum AVCodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
 303         enum AVPixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
 304
 305         vfd.index++;
 306
 307         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
 308             type & V4L_RAWFORMATS) {
 309             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
 310             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
 311                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
 312                    vfd.description);
 313         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
 314                    type & V4L_COMPFORMATS) {
 315             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
 316             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
 317                    codec ? codec->name : "Unsupported",
 318                    vfd.description);
 319         } else {
 320             continue;
 321         }
 322
 323 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
 324         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
 325             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
 326             continue;
 327         }
 328 #endif
 329 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 330         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
 331 #endif
 332         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 333     }
 334 }
 335
 336 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 337 {
 338     int i, res;
 339     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 340     struct v4l2_requestbuffers req = {
 341         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 342         .count  = desired_video_buffers,
 343         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 344     };
 345
 346     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 347     if (res < 0) {
 348         if (errno == EINVAL) {
 349             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 350         } else {
 351             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 352         }
 353
 354         return AVERROR(errno);
 355     }
 356
 357     if (req.count < 2) {
 358         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 359
 360         return AVERROR(ENOMEM);
 361     }
 362     s->buffers = req.count;
 363     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 364     if (s->buf_start == NULL) {
 365         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 366
 367         return AVERROR(ENOMEM);
 368     }
 369     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 370     if (s->buf_len == NULL) {
 371         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 372         av_free(s->buf_start);
 373
 374         return AVERROR(ENOMEM);
 375     }
 376
 377     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 378         struct v4l2_buffer buf = {
 379             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 380             .index  = i,
 381             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 382         };
 383
 384         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 385         if (res < 0) {
 386             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 387
 388             return AVERROR(errno);
 389         }
 390
 391         s->buf_len[i] = buf.length;
 392         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 393             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 394                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
 395                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 396
 397             return -1;
 398         }
 399         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
 400                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 401                                s->fd, buf.m.offset);
 402
 403         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 404             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 405
 406             return AVERROR(errno);
 407         }
 408     }
 409
 410     return 0;
 411 }
 412
 413 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
 414 static void dummy_release_buffer(AVPacket *pkt)
 415 {
 416     av_assert0(0);
 417 }
 418 #endif
 419
 420 static void mmap_release_buffer(void *opaque, uint8_t *data)
 421 {
 422     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
 423     int res, fd;
 424     struct buff_data *buf_descriptor = opaque;
 425     struct video_data *s = buf_descriptor->s;
 426
 427     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 428     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 429     buf.index = buf_descriptor->index;
 430     fd = buf_descriptor->fd;
 431     av_free(buf_descriptor);
 432
 433     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 434     if (res < 0)
 435         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 436                strerror(errno));
 437     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
 438 }
 439
 440 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 441 {
 442     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 443     struct v4l2_buffer buf = {
 444         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 445         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 446     };
 447     struct pollfd p = { .fd = s->fd, .events = POLLIN };
 448     int res;
 449
 450     res = poll(&p, 1, s->timeout);
 451     if (res < 0)
 452         return AVERROR(errno);
 453
 454     if (!(p.revents & (POLLIN | POLLERR | POLLHUP)))
 455         return AVERROR(EAGAIN);
 456
 457     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 458     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 459     if (res < 0) {
 460         if (errno == EAGAIN) {
 461             pkt->size = 0;
 462
 463             return AVERROR(EAGAIN);
 464         }
 465         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
 466                strerror(errno));
 467
 468         return AVERROR(errno);
 469     }
 470
 471     if (buf.index >= s->buffers) {
 472         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid buffer index received.\n");
 473         return AVERROR(EINVAL);
 474     }
 475     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, -1);
 476     // always keep at least one buffer queued
 477     av_assert0(avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) >= 1);
 478
 479     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 480         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 481                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
 482                buf.bytesused, s->frame_size);
 483
 484         return AVERROR_INVALIDDATA;
 485     }
 486
 487     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 488     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) == FFMAX(s->buffers / 8, 1)) {
 489         /* when we start getting low on queued buffers, fall back on copying data */
 490         res = av_new_packet(pkt, buf.bytesused);
 491         if (res < 0) {
 492             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a packet.\n");
 493             return res;
 494         }
 495         memcpy(pkt->data, s->buf_start[buf.index], buf.bytesused);
 496
 497         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 498         if (res < 0) {
 499             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF)\n");
 500             av_free_packet(pkt);
 501             return AVERROR(errno);
 502         }
 503         avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
 504     } else {
 505         struct buff_data *buf_descriptor;
 506
 507         pkt->data     = s->buf_start[buf.index];
 508         pkt->size     = buf.bytesused;
 509 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
 510 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 511         pkt->destruct = dummy_release_buffer;
 512 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 513 #endif
 514
 515         buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 516         if (buf_descriptor == NULL) {
 517             /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 518              * allocate a buffer for memcpying into it
 519              */
 520             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 521             res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 522
 523             return AVERROR(ENOMEM);
 524         }
 525         buf_descriptor->fd    = s->fd;
 526         buf_descriptor->index = buf.index;
 527         buf_descriptor->s     = s;
 528
 529         pkt->buf = av_buffer_create(pkt->data, pkt->size, mmap_release_buffer,
 530                                     buf_descriptor, 0);
 531         if (!pkt->buf) {
 532             av_freep(&buf_descriptor);
 533             return AVERROR(ENOMEM);
 534         }
 535     }
 536     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 537
 538     return s->buf_len[buf.index];
 539 }
 540
 541 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 542 {
 543     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 544     enum v4l2_buf_type type;
 545     int i, res;
 546
 547     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 548         struct v4l2_buffer buf = {
 549             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 550             .index  = i,
 551             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 552         };
 553
 554         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 555         if (res < 0) {
 556             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 557                    strerror(errno));
 558
 559             return AVERROR(errno);
 560         }
 561     }
 562     s->buffers_queued = s->buffers;
 563
 564     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 565     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 566     if (res < 0) {
 567         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
 568                strerror(errno));
 569
 570         return AVERROR(errno);
 571     }
 572
 573     return 0;
 574 }
 575
 576 static void mmap_close(struct video_data *s)
 577 {
 578     enum v4l2_buf_type type;
 579     int i;
 580
 581     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 582     /* We do not check for the result, because we could
 583      * not do anything about it anyway...
 584      */
 585     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 586     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 587         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 588     }
 589     av_free(s->buf_start);
 590     av_free(s->buf_len);
 591 }
 592
 593 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
 594 {
 595     struct video_data *s = s1->priv_data;
 596     struct v4l2_input input = { 0 };
 597     struct v4l2_standard standard = { 0 };
 598     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 599     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 600     AVRational framerate_q = { 0 };
 601     int i, ret;
 602
 603     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 604
 605     if (s->framerate &&
 606         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 607         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
 608                s->framerate);
 609         return ret;
 610     }
 611
 612     /* set tv video input */
 613     input.index = s->channel;
 614     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 615         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 616         return AVERROR(EIO);
 617     }
 618
 619     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 620             s->channel, input.name);
 621     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 622         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 623                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 624                 s->channel);
 625         return AVERROR(EIO);
 626     }
 627
 628     if (s->standard) {
 629         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 630                s->standard);
 631         /* set tv standard */
 632         for(i=0;;i++) {
 633             standard.index = i;
 634             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
 635                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 636                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 637                        s->standard);
 638                 return AVERROR(EIO);
 639             }
 640
 641             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
 642                 break;
 643             }
 644         }
 645
 646         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
 647                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 648                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 649         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 650             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 651                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 652                    s->standard);
 653             return AVERROR(EIO);
 654         }
 655     }
 656
 657     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 658         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 659                framerate_q.den, framerate_q.num);
 660         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 661         tpf->denominator = framerate_q.num;
 662
 663         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 664             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 665                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 666                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 667             return AVERROR(EIO);
 668         }
 669
 670         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 671             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 672             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 673                    "The driver changed the time per frame from "
 674                    "%d/%d to %d/%d\n",
 675                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 676                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 677         }
 678     } else {
 679         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 680             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
 681                    strerror(errno));
 682             return AVERROR(errno);
 683         }
 684     }
 685     s1->streams[0]->avg_frame_rate.num = tpf->denominator;
 686     s1->streams[0]->avg_frame_rate.den = tpf->numerator;
 687
 688     s->timeout = 100 +
 689         av_rescale_q(1, s1->streams[0]->avg_frame_rate,
 690                         (AVRational){1, 1000});
 691
 692     return 0;
 693 }
 694
 695 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 696                                 enum AVPixelFormat pix_fmt,
 697                                 int *width,
 698                                 int *height,
 699                                 enum AVCodecID *codec_id)
 700 {
 701     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 702
 703     if (desired_format == 0 ||
 704         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 705         int i;
 706
 707         desired_format = 0;
 708         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 709             if (s1->video_codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
 710                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 711                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 712                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 713                     break;
 714                 }
 715                 desired_format = 0;
 716             }
 717         }
 718     }
 719
 720     if (desired_format != 0) {
 721         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 722         assert(*codec_id != AV_CODEC_ID_NONE);
 723     }
 724
 725     return desired_format;
 726 }
 727
 728 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
 729 {
 730     struct video_data *s = s1->priv_data;
 731     AVStream *st;
 732     int res = 0;
 733     uint32_t desired_format;
 734     enum AVCodecID codec_id;
 735     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 736
 737     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
 738     if (!st)
 739         return AVERROR(ENOMEM);
 740
 741     s->fd = device_open(s1);
 742     if (s->fd < 0)
 743         return s->fd;
 744
 745     if (s->list_format) {
 746         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
 747         return AVERROR_EXIT;
 748     }
 749
 750     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 751
 752     if (s->video_size &&
 753         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 754         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
 755                s->video_size);
 756         return res;
 757     }
 758
 759     if (s->pixel_format) {
 760         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
 761
 762         if (codec)
 763             s1->video_codec_id = codec->id;
 764
 765         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
 766
 767         if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE && !codec) {
 768             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
 769                    s->pixel_format);
 770
 771             return AVERROR(EINVAL);
 772         }
 773     }
 774
 775     if (!s->width && !s->height) {
 776         struct v4l2_format fmt;
 777
 778         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 779                "Querying the device for the current frame size\n");
 780         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 781         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 782             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
 783                    strerror(errno));
 784             return AVERROR(errno);
 785         }
 786
 787         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 788         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 789         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 790                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 791     }
 792
 793     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
 794                                      &codec_id);
 795     if (desired_format == 0) {
 796         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 797                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 798         close(s->fd);
 799
 800         return AVERROR(EIO);
 801     }
 802
 803     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
 804         return res;
 805
 806     s->frame_format = desired_format;
 807
 808     if ((res = v4l2_set_parameters(s1) < 0))
 809         return res;
 810
 811     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 812     s->frame_size =
 813         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 814
 815     if ((res = mmap_init(s1)) ||
 816         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
 817         close(s->fd);
 818         return res;
 819     }
 820
 821     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 822
 823     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 824     st->codec->codec_id = codec_id;
 825     if (codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO)
 826         st->codec->codec_tag =
 827             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
 828     st->codec->width = s->width;
 829     st->codec->height = s->height;
 830     st->codec->bit_rate = s->frame_size * av_q2d(st->avg_frame_rate) * 8;
 831
 832     return 0;
 833 }
 834
 835 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 836 {
 837     struct video_data *s = s1->priv_data;
 838     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
 839     int res;
 840
 841     av_init_packet(pkt);
 842     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
 843         return res;
 844     }
 845
 846     if (frame && s->interlaced) {
 847         frame->interlaced_frame = 1;
 848         frame->top_field_first = s->top_field_first;
 849     }
 850
 851     return pkt->size;
 852 }
 853
 854 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 855 {
 856     struct video_data *s = s1->priv_data;
 857
 858     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) != s->buffers)
 859         av_log(s1, AV_LOG_WARNING, "Some buffers are still owned by the caller on "
 860                "close.\n");
 861
 862     mmap_close(s);
 863
 864     close(s->fd);
 865     return 0;
 866 }
 867
 868 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 869 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 870 static const AVOption options[] = {
 871     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
 872     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
 873     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 874     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 875     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 876     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 877     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 878     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 879     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 880     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 881     { NULL },
 882 };
 883
 884 static const AVClass v4l2_class = {
 885     .class_name = "V4L2 indev",
 886     .item_name  = av_default_item_name,
 887     .option     = options,
 888     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 889 };
 890
 891 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 892     .name           = "video4linux2",
 893     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 894     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
 895     .read_header    = v4l2_read_header,
 896     .read_packet    = v4l2_read_packet,
 897     .read_close     = v4l2_read_close,
 898     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 899     .priv_class     = &v4l2_class,
 900 };