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