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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
   3  * Copyright (c) 2006 Luca Abeni
   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  * Video4Linux2 grab interface
  25  *
  26  * Part of this file is based on the V4L2 video capture example
  27  * (http://v4l2spec.bytesex.org/v4l2spec/capture.c)
  28  *
  29  * Thanks to Michael Niedermayer for providing the mapping between
  30  * V4L2_PIX_FMT_* and PIX_FMT_*
  31  */
  32
  33 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
  34 #include "config.h"
  35 #include "libavformat/internal.h"
  36 #include <unistd.h>
  37 #include <fcntl.h>
  38 #include <sys/ioctl.h>
  39 #include <sys/mman.h>
  40 #include <sys/time.h>
  41 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
  42 #include <sys/videoio.h>
  43 #else
  44 #if HAVE_ASM_TYPES_H
  45 #include <asm/types.h>
  46 #endif
  47 #include <linux/videodev2.h>
  48 #endif
  49 #include <time.h>
  50 #include "libavutil/imgutils.h"
  51 #include "libavutil/log.h"
  52 #include "libavutil/opt.h"
  53 #include "avdevice.h"
  54 #include "timefilter.h"
  55 #include "libavutil/parseutils.h"
  56 #include "libavutil/pixdesc.h"
  57 #include "libavutil/avstring.h"
  58
  59 #if CONFIG_LIBV4L2
  60 #include <libv4l2.h>
  61 #else
  62 #define v4l2_open   open
  63 #define v4l2_close  close
  64 #define v4l2_dup    dup
  65 #define v4l2_ioctl  ioctl
  66 #define v4l2_read   read
  67 #define v4l2_mmap   mmap
  68 #define v4l2_munmap munmap
  69 #endif
  70
  71 static const int desired_video_buffers = 256;
  72
  73 #define V4L_ALLFORMATS  3
  74 #define V4L_RAWFORMATS  1
  75 #define V4L_COMPFORMATS 2
  76
  77 /**
  78  * Return timestamps to the user exactly as returned by the kernel
  79  */
  80 #define V4L_TS_DEFAULT  0
  81 /**
  82  * Autodetect the kind of timestamps returned by the kernel and convert to
  83  * absolute (wall clock) timestamps.
  84  */
  85 #define V4L_TS_ABS      1
  86 /**
  87  * Assume kernel timestamps are from the monotonic clock and convert to
  88  * absolute timestamps.
  89  */
  90 #define V4L_TS_MONO2ABS 2
  91
  92 /**
  93  * Once the kind of timestamps returned by the kernel have been detected,
  94  * the value of the timefilter (NULL or not) determines whether a conversion
  95  * takes place.
  96  */
  97 #define V4L_TS_CONVERT_READY V4L_TS_DEFAULT
  98
  99 struct video_data {
 100     AVClass *class;
 101     int fd;
 102     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
 103     int width, height;
 104     int frame_size;
 105     int interlaced;
 106     int top_field_first;
 107     int ts_mode;
 108     TimeFilter *timefilter;
 109     int64_t last_time_m;
 110
 111     int buffers;
 112     void **buf_start;
 113     unsigned int *buf_len;
 114     char *standard;
 115     int channel;
 116     char *video_size;   /**< String describing video size,
 117                              set by a private option. */
 118     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
 119     int list_format;    /**< Set by a private option. */
 120     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
 121 };
 122
 123 struct buff_data {
 124     int index;
 125     int fd;
 126 };
 127
 128 struct fmt_map {
 129     enum PixelFormat ff_fmt;
 130     enum CodecID codec_id;
 131     uint32_t v4l2_fmt;
 132 };
 133
 134 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
 135     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
 136     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
 137     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YVU420  },
 138     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
 139     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
 140     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
 141     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
 142     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
 143     { PIX_FMT_RGB555LE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
 144     { PIX_FMT_RGB555BE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555X },
 145     { PIX_FMT_RGB565LE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
 146     { PIX_FMT_RGB565BE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565X },
 147     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
 148     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
 149     { PIX_FMT_BGR0,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
 150     { PIX_FMT_0RGB,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB32   },
 151     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
 152     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
 153     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
 154     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
 155 };
 156
 157 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
 158 {
 159     struct v4l2_capability cap;
 160     int fd;
 161 #if CONFIG_LIBV4L2
 162     int fd_libv4l;
 163 #endif
 164     int res, err;
 165     int flags = O_RDWR;
 166
 167     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 168         flags |= O_NONBLOCK;
 169     }
 170
 171     fd = v4l2_open(ctx->filename, flags, 0);
 172     if (fd < 0) {
 173         err = errno;
 174
 175         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 176                ctx->filename, strerror(err));
 177
 178         return AVERROR(err);
 179     }
 180 #if CONFIG_LIBV4L2
 181     fd_libv4l = v4l2_fd_open(fd, 0);
 182     if (fd < 0) {
 183         err = AVERROR(errno);
 184         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device with libv4l neither %s : %s\n",
 185                ctx->filename, strerror(errno));
 186         return err;
 187     }
 188     fd = fd_libv4l;
 189 #endif
 190
 191     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 192     if (res < 0) {
 193         err = errno;
 194         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 195                strerror(err));
 196
 197         goto fail;
 198     }
 199
 200     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
 201            fd, cap.capabilities);
 202
 203     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
 204         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
 205         err = ENODEV;
 206
 207         goto fail;
 208     }
 209
 210     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
 211         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 212                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
 213         err = ENOSYS;
 214
 215         goto fail;
 216     }
 217
 218     return fd;
 219
 220 fail:
 221     v4l2_close(fd);
 222     return AVERROR(err);
 223 }
 224
 225 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
 226                        uint32_t pix_fmt)
 227 {
 228     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 229     int fd = s->fd;
 230     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 231     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
 232
 233     int res;
 234
 235     pix->width = *width;
 236     pix->height = *height;
 237     pix->pixelformat = pix_fmt;
 238     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
 239
 240     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 241
 242     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 243         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 244                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
 245                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 246         *width = fmt.fmt.pix.width;
 247         *height = fmt.fmt.pix.height;
 248     }
 249
 250     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 251         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
 252                "The V4L2 driver changed the pixel format "
 253                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
 254                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 255         res = -1;
 256     }
 257
 258     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
 259         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
 260         s->interlaced = 1;
 261     }
 262
 263     return res;
 264 }
 265
 266 static int first_field(int fd)
 267 {
 268     int res;
 269     v4l2_std_id std;
 270
 271     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 272     if (res < 0) {
 273         return 0;
 274     }
 275     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 276         return 0;
 277     }
 278
 279     return 1;
 280 }
 281
 282 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
 283 {
 284     int i;
 285
 286     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 287         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 288              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 289             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
 290              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 291             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 292         }
 293     }
 294
 295     return 0;
 296 }
 297
 298 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
 299 {
 300     int i;
 301
 302     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 303         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 304             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 305             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 306         }
 307     }
 308
 309     return PIX_FMT_NONE;
 310 }
 311
 312 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 313 {
 314     int i;
 315
 316     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 317         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 318             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 319         }
 320     }
 321
 322     return CODEC_ID_NONE;
 323 }
 324
 325 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 326 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
 327 {
 328     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
 329
 330     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
 331         switch (vfse.type) {
 332         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
 333             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
 334                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
 335         break;
 336         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
 337         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
 338             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
 339                    vfse.stepwise.min_width,
 340                    vfse.stepwise.max_width,
 341                    vfse.stepwise.step_width,
 342                    vfse.stepwise.min_height,
 343                    vfse.stepwise.max_height,
 344                    vfse.stepwise.step_height);
 345         }
 346         vfse.index++;
 347     }
 348 }
 349 #endif
 350
 351 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
 352 {
 353     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 354
 355     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
 356         enum CodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
 357         enum PixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
 358
 359         vfd.index++;
 360
 361         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
 362             type & V4L_RAWFORMATS) {
 363             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
 364             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
 365                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
 366                    vfd.description);
 367         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
 368                    type & V4L_COMPFORMATS) {
 369             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
 370             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
 371                    codec ? codec->name : "Unsupported",
 372                    vfd.description);
 373         } else {
 374             continue;
 375         }
 376
 377 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
 378         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
 379             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
 380             continue;
 381         }
 382 #endif
 383 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 384         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
 385 #endif
 386         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 387     }
 388 }
 389
 390 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 391 {
 392     int i, res;
 393     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 394     struct v4l2_requestbuffers req = {
 395         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 396         .count  = desired_video_buffers,
 397         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 398     };
 399
 400     res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 401     if (res < 0) {
 402         if (errno == EINVAL) {
 403             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 404         } else {
 405             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 406         }
 407         return AVERROR(errno);
 408     }
 409
 410     if (req.count < 2) {
 411         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 412         return AVERROR(ENOMEM);
 413     }
 414     s->buffers = req.count;
 415     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 416     if (s->buf_start == NULL) {
 417         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 418         return AVERROR(ENOMEM);
 419     }
 420     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 421     if (s->buf_len == NULL) {
 422         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 423         av_free(s->buf_start);
 424         return AVERROR(ENOMEM);
 425     }
 426
 427     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 428         struct v4l2_buffer buf = {
 429             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 430             .index  = i,
 431             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 432         };
 433         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 434         if (res < 0) {
 435             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 436             return AVERROR(errno);
 437         }
 438
 439         s->buf_len[i] = buf.length;
 440         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 441             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 442                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
 443                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 444
 445             return -1;
 446         }
 447         s->buf_start[i] = v4l2_mmap(NULL, buf.length,
 448                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 449                                s->fd, buf.m.offset);
 450
 451         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 452             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 453             return AVERROR(errno);
 454         }
 455     }
 456
 457     return 0;
 458 }
 459
 460 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
 461 {
 462     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
 463     int res, fd;
 464     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
 465
 466     if (pkt->data == NULL)
 467         return;
 468
 469     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 470     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 471     buf.index = buf_descriptor->index;
 472     fd = buf_descriptor->fd;
 473     av_free(buf_descriptor);
 474
 475     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 476     if (res < 0)
 477         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 478                strerror(errno));
 479
 480     pkt->data = NULL;
 481     pkt->size = 0;
 482 }
 483
 484 #if HAVE_CLOCK_GETTIME && defined(CLOCK_MONOTONIC)
 485 static int64_t av_gettime_monotonic(void)
 486 {
 487     struct timespec tv;
 488
 489     clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &tv);
 490     return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_nsec / 1000;
 491 }
 492 #endif
 493
 494 static int init_convert_timestamp(AVFormatContext *ctx, int64_t ts)
 495 {
 496     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 497     int64_t now;
 498
 499     now = av_gettime();
 500     if (s->ts_mode == V4L_TS_ABS &&
 501         ts <= now + 1 * AV_TIME_BASE && ts >= now - 10 * AV_TIME_BASE) {
 502         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Detected absolute timestamps\n");
 503         s->ts_mode = V4L_TS_CONVERT_READY;
 504         return 0;
 505     }
 506 #if HAVE_CLOCK_GETTIME && defined(CLOCK_MONOTONIC)
 507     now = av_gettime_monotonic();
 508     if (s->ts_mode == V4L_TS_MONO2ABS ||
 509         (ts <= now + 1 * AV_TIME_BASE && ts >= now - 10 * AV_TIME_BASE)) {
 510         int64_t period = av_rescale_q(1, ctx->streams[0]->codec->time_base,
 511                                       AV_TIME_BASE_Q);
 512         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Detected monotonic timestamps, converting\n");
 513         /* microseconds instead of seconds, MHz instead of Hz */
 514         s->timefilter = ff_timefilter_new(1, period, 1.0E-6);
 515         s->ts_mode = V4L_TS_CONVERT_READY;
 516         return 0;
 517     }
 518 #endif
 519     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown timestamps\n");
 520     return AVERROR(EIO);
 521 }
 522
 523 static int convert_timestamp(AVFormatContext *ctx, int64_t *ts)
 524 {
 525     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 526
 527     if (s->ts_mode) {
 528         int r = init_convert_timestamp(ctx, *ts);
 529         if (r < 0)
 530             return r;
 531     }
 532 #if HAVE_CLOCK_GETTIME && defined(CLOCK_MONOTONIC)
 533     if (s->timefilter) {
 534         int64_t nowa = av_gettime();
 535         int64_t nowm = av_gettime_monotonic();
 536         ff_timefilter_update(s->timefilter, nowa, nowm - s->last_time_m);
 537         s->last_time_m = nowm;
 538         *ts = ff_timefilter_eval(s->timefilter, *ts - nowm);
 539     }
 540 #endif
 541     return 0;
 542 }
 543
 544 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 545 {
 546     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 547     struct v4l2_buffer buf = {
 548         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 549         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 550     };
 551     struct buff_data *buf_descriptor;
 552     int res;
 553
 554     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 555     while ((res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 556     if (res < 0) {
 557         if (errno == EAGAIN) {
 558             pkt->size = 0;
 559             return AVERROR(EAGAIN);
 560         }
 561         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
 562                strerror(errno));
 563
 564         return AVERROR(errno);
 565     }
 566     assert(buf.index < s->buffers);
 567     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 568         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 569                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
 570                buf.bytesused, s->frame_size);
 571
 572         return AVERROR_INVALIDDATA;
 573     }
 574
 575     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 576     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
 577     pkt->size = buf.bytesused;
 578     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 579     res = convert_timestamp(ctx, &pkt->pts);
 580     if (res < 0)
 581         return res;
 582     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
 583     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 584     if (buf_descriptor == NULL) {
 585         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 586          * allocate a buffer for memcopying into it
 587          */
 588         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 589         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 590
 591         return AVERROR(ENOMEM);
 592     }
 593     buf_descriptor->fd = s->fd;
 594     buf_descriptor->index = buf.index;
 595     pkt->priv = buf_descriptor;
 596
 597     return s->buf_len[buf.index];
 598 }
 599
 600 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 601 {
 602     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 603     enum v4l2_buf_type type;
 604     int i, res;
 605
 606     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 607         struct v4l2_buffer buf = {
 608             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 609             .index  = i,
 610             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 611         };
 612
 613         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 614         if (res < 0) {
 615             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 616                    strerror(errno));
 617
 618             return AVERROR(errno);
 619         }
 620     }
 621
 622     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 623     res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 624     if (res < 0) {
 625         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
 626                strerror(errno));
 627
 628         return AVERROR(errno);
 629     }
 630
 631     return 0;
 632 }
 633
 634 static void mmap_close(struct video_data *s)
 635 {
 636     enum v4l2_buf_type type;
 637     int i;
 638
 639     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 640     /* We do not check for the result, because we could
 641      * not do anything about it anyway...
 642      */
 643     v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 644     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 645         v4l2_munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 646     }
 647     av_free(s->buf_start);
 648     av_free(s->buf_len);
 649 }
 650
 651 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
 652 {
 653     struct video_data *s = s1->priv_data;
 654     struct v4l2_input input = { 0 };
 655     struct v4l2_standard standard = { 0 };
 656     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 657     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 658     AVRational framerate_q = { 0 };
 659     int i, ret;
 660
 661     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 662
 663     if (s->framerate &&
 664         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 665         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
 666                s->framerate);
 667         return ret;
 668     }
 669
 670     /* set tv video input */
 671     input.index = s->channel;
 672     if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 673         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 674         return AVERROR(EIO);
 675     }
 676
 677     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 678             s->channel, input.name);
 679     if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 680         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 681                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 682                 s->channel);
 683         return AVERROR(EIO);
 684     }
 685
 686     if (s->standard) {
 687         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 688                s->standard);
 689         /* set tv standard */
 690         for(i=0;;i++) {
 691             standard.index = i;
 692             ret = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard);
 693             if (ret < 0 || !av_strcasecmp(standard.name, s->standard))
 694                 break;
 695         }
 696         if (ret < 0) {
 697             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unknown standard '%s'\n", s->standard);
 698             return ret;
 699         }
 700
 701         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
 702                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 703                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 704         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 705             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 706                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 707                    s->standard);
 708             return AVERROR(EIO);
 709         }
 710     }
 711
 712     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 713         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 714                framerate_q.den, framerate_q.num);
 715         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 716         tpf->denominator = framerate_q.num;
 717
 718         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 719             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 720                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 721                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 722             return AVERROR(EIO);
 723         }
 724
 725         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 726             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 727             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 728                    "The driver changed the time per frame from "
 729                    "%d/%d to %d/%d\n",
 730                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 731                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 732         }
 733     } else {
 734         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 735             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
 736                    strerror(errno));
 737             return AVERROR(errno);
 738         }
 739     }
 740     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
 741     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
 742
 743     return 0;
 744 }
 745
 746 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 747                                 enum PixelFormat pix_fmt,
 748                                 int *width,
 749                                 int *height,
 750                                 enum CodecID *codec_id)
 751 {
 752     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 753
 754     if (desired_format == 0 ||
 755         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 756         int i;
 757
 758         desired_format = 0;
 759         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 760             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 761                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 762                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 763                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 764                     break;
 765                 }
 766                 desired_format = 0;
 767             }
 768         }
 769     }
 770
 771     if (desired_format != 0) {
 772         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 773         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
 774     }
 775
 776     return desired_format;
 777 }
 778
 779 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
 780 {
 781     struct video_data *s = s1->priv_data;
 782     AVStream *st;
 783     int res = 0;
 784     uint32_t desired_format;
 785     enum CodecID codec_id;
 786     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 787
 788     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
 789     if (!st) {
 790         res = AVERROR(ENOMEM);
 791         goto out;
 792     }
 793
 794     s->fd = device_open(s1);
 795     if (s->fd < 0) {
 796         res = s->fd;
 797         goto out;
 798     }
 799
 800     if (s->list_format) {
 801         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
 802         res = AVERROR_EXIT;
 803         goto out;
 804     }
 805
 806     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 807
 808     if (s->video_size &&
 809         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 810         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
 811                s->video_size);
 812         goto out;
 813     }
 814
 815     if (s->pixel_format) {
 816         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
 817
 818         if (codec)
 819             s1->video_codec_id = codec->id;
 820
 821         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
 822
 823         if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE && !codec) {
 824             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
 825                    s->pixel_format);
 826
 827             res = AVERROR(EINVAL);
 828             goto out;
 829         }
 830     }
 831
 832     if (!s->width && !s->height) {
 833         struct v4l2_format fmt;
 834
 835         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 836                "Querying the device for the current frame size\n");
 837         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 838         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 839             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
 840                    strerror(errno));
 841             res = AVERROR(errno);
 842             goto out;
 843         }
 844
 845         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 846         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 847         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 848                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 849     }
 850
 851     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
 852                                      &codec_id);
 853     if (desired_format == 0) {
 854         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 855                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 856         v4l2_close(s->fd);
 857
 858         res = AVERROR(EIO);
 859         goto out;
 860     }
 861     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1)) < 0)
 862         goto out;
 863
 864     s->frame_format = desired_format;
 865
 866     if ((res = v4l2_set_parameters(s1)) < 0)
 867         goto out;
 868
 869     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 870     s->frame_size =
 871         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 872
 873     if ((res = mmap_init(s1)) ||
 874         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
 875         v4l2_close(s->fd);
 876         goto out;
 877     }
 878
 879     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 880
 881     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 882     st->codec->codec_id = codec_id;
 883     if (codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO)
 884         st->codec->codec_tag =
 885             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
 886     if (desired_format == V4L2_PIX_FMT_YVU420)
 887         st->codec->codec_tag = MKTAG('Y', 'V', '1', '2');
 888     st->codec->width = s->width;
 889     st->codec->height = s->height;
 890     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 891
 892 out:
 893     return res;
 894 }
 895
 896 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 897 {
 898     struct video_data *s = s1->priv_data;
 899     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
 900     int res;
 901
 902     av_init_packet(pkt);
 903     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
 904         return res;
 905     }
 906
 907     if (frame && s->interlaced) {
 908         frame->interlaced_frame = 1;
 909         frame->top_field_first = s->top_field_first;
 910     }
 911
 912     return pkt->size;
 913 }
 914
 915 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 916 {
 917     struct video_data *s = s1->priv_data;
 918
 919     mmap_close(s);
 920
 921     v4l2_close(s->fd);
 922     return 0;
 923 }
 924
 925 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 926 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 927
 928 static const AVOption options[] = {
 929     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
 930     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
 931     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 932     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 933     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 934     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 935     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 936     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 937     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 938     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 939     { "timestamps",   "Kind of timestamps for grabbed frames",                     OFFSET(ts_mode),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 }, 0, 2, DEC, "timestamps" },
 940     { "default",      "Use timestamps from the kernel",                            OFFSET(ts_mode),      AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_TS_DEFAULT  }, 0, 2, DEC, "timestamps" },
 941     { "abs",          "Use absolute timestamps (wall clock)",                      OFFSET(ts_mode),      AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_TS_ABS      }, 0, 2, DEC, "timestamps" },
 942     { "mono2abs",     "Force conversion from monotonic to absolute timestamps",    OFFSET(ts_mode),      AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_TS_MONO2ABS }, 0, 2, DEC, "timestamps" },
 943     { "ts",           "Kind of timestamps for grabbed frames",                     OFFSET(ts_mode),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 }, 0, 2, DEC, "timestamps" },
 944     { NULL },
 945 };
 946
 947 static const AVClass v4l2_class = {
 948     .class_name = "V4L2 indev",
 949     .item_name  = av_default_item_name,
 950     .option     = options,
 951     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 952 };
 953
 954 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 955     .name           = "video4linux2,v4l2",
 956     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 957     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
 958     .read_header    = v4l2_read_header,
 959     .read_packet    = v4l2_read_packet,
 960     .read_close     = v4l2_read_close,
 961     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 962     .priv_class     = &v4l2_class,
 963 };