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     char errbuf[128];
 123
 124     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 125         flags |= O_NONBLOCK;
 126     }
 127
 128     fd = avpriv_open(ctx->filename, flags);
 129     if (fd < 0) {
 130         err = AVERROR(errno);
 131         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
 132
 133         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 134                ctx->filename, errbuf);
 135
 136         return err;
 137     }
 138
 139     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 140     if (res < 0) {
 141         err = AVERROR(errno);
 142         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
 143         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 144                errbuf);
 145
 146         goto fail;
 147     }
 148
 149     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
 150            fd, cap.capabilities);
 151
 152     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
 153         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
 154         err = AVERROR(ENODEV);
 155
 156         goto fail;
 157     }
 158
 159     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
 160         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 161                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
 162         err = AVERROR(ENOSYS);
 163
 164         goto fail;
 165     }
 166
 167     return fd;
 168
 169 fail:
 170     close(fd);
 171     return err;
 172 }
 173
 174 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
 175                        uint32_t pix_fmt)
 176 {
 177     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 178     int fd = s->fd;
 179     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 180     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
 181
 182     int res;
 183
 184     pix->width = *width;
 185     pix->height = *height;
 186     pix->pixelformat = pix_fmt;
 187     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
 188
 189     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 190
 191     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 192         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 193                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
 194                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 195         *width = fmt.fmt.pix.width;
 196         *height = fmt.fmt.pix.height;
 197     }
 198
 199     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 200         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
 201                "The V4L2 driver changed the pixel format "
 202                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
 203                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 204         res = -1;
 205     }
 206
 207     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
 208         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
 209         s->interlaced = 1;
 210     }
 211
 212     return res;
 213 }
 214
 215 static int first_field(int fd)
 216 {
 217     int res;
 218     v4l2_std_id std;
 219
 220     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 221     if (res < 0) {
 222         return 0;
 223     }
 224     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 225         return 0;
 226     }
 227
 228     return 1;
 229 }
 230
 231 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum AVPixelFormat pix_fmt, enum AVCodecID codec_id)
 232 {
 233     int i;
 234
 235     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 236         if ((codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
 237              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 238             (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE ||
 239              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 240             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 241         }
 242     }
 243
 244     return 0;
 245 }
 246
 247 static enum AVPixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum AVCodecID codec_id)
 248 {
 249     int i;
 250
 251     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 252         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 253             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 254             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 255         }
 256     }
 257
 258     return AV_PIX_FMT_NONE;
 259 }
 260
 261 static enum AVCodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 262 {
 263     int i;
 264
 265     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 266         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 267             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 268         }
 269     }
 270
 271     return AV_CODEC_ID_NONE;
 272 }
 273
 274 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 275 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
 276 {
 277     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
 278
 279     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
 280         switch (vfse.type) {
 281         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
 282             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
 283                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
 284         break;
 285         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
 286         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
 287             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
 288                    vfse.stepwise.min_width,
 289                    vfse.stepwise.max_width,
 290                    vfse.stepwise.step_width,
 291                    vfse.stepwise.min_height,
 292                    vfse.stepwise.max_height,
 293                    vfse.stepwise.step_height);
 294         }
 295         vfse.index++;
 296     }
 297 }
 298 #endif
 299
 300 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
 301 {
 302     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 303
 304     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
 305         enum AVCodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
 306         enum AVPixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
 307
 308         vfd.index++;
 309
 310         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
 311             type & V4L_RAWFORMATS) {
 312             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
 313             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
 314                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
 315                    vfd.description);
 316         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
 317                    type & V4L_COMPFORMATS) {
 318             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
 319             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
 320                    codec ? codec->name : "Unsupported",
 321                    vfd.description);
 322         } else {
 323             continue;
 324         }
 325
 326 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
 327         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
 328             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
 329             continue;
 330         }
 331 #endif
 332 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 333         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
 334 #endif
 335         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 336     }
 337 }
 338
 339 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 340 {
 341     int i, res;
 342     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 343     struct v4l2_requestbuffers req = {
 344         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 345         .count  = desired_video_buffers,
 346         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 347     };
 348
 349     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 350     if (res < 0) {
 351         res = errno;
 352         if (errno == EINVAL) {
 353             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 354         } else {
 355             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 356         }
 357
 358         return AVERROR(res);
 359     }
 360
 361     if (req.count < 2) {
 362         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 363
 364         return AVERROR(ENOMEM);
 365     }
 366     s->buffers = req.count;
 367     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 368     if (!s->buf_start) {
 369         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 370
 371         return AVERROR(ENOMEM);
 372     }
 373     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 374     if (!s->buf_len) {
 375         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 376         av_free(s->buf_start);
 377
 378         return AVERROR(ENOMEM);
 379     }
 380
 381     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 382         struct v4l2_buffer buf = {
 383             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 384             .index  = i,
 385             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 386         };
 387
 388         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 389         if (res < 0) {
 390             res = AVERROR(errno);
 391             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 392
 393             return res;
 394         }
 395
 396         s->buf_len[i] = buf.length;
 397         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 398             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 399                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
 400                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 401
 402             return -1;
 403         }
 404         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
 405                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 406                                s->fd, buf.m.offset);
 407
 408         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 409             char errbuf[128];
 410             res = AVERROR(errno);
 411             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
 412             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", errbuf);
 413
 414             return res;
 415         }
 416     }
 417
 418     return 0;
 419 }
 420
 421 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
 422 static void dummy_release_buffer(AVPacket *pkt)
 423 {
 424     av_assert0(0);
 425 }
 426 #endif
 427
 428 static void mmap_release_buffer(void *opaque, uint8_t *data)
 429 {
 430     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
 431     int res, fd;
 432     struct buff_data *buf_descriptor = opaque;
 433     struct video_data *s = buf_descriptor->s;
 434     char errbuf[128];
 435
 436     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 437     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 438     buf.index = buf_descriptor->index;
 439     fd = buf_descriptor->fd;
 440     av_free(buf_descriptor);
 441
 442     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 443     if (res < 0) {
 444         av_strerror(AVERROR(errno), errbuf, sizeof(errbuf));
 445         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 446                errbuf);
 447     }
 448     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
 449 }
 450
 451 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 452 {
 453     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 454     struct v4l2_buffer buf = {
 455         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 456         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 457     };
 458     struct pollfd p = { .fd = s->fd, .events = POLLIN };
 459     int res;
 460
 461     res = poll(&p, 1, s->timeout);
 462     if (res < 0)
 463         return AVERROR(errno);
 464
 465     if (!(p.revents & (POLLIN | POLLERR | POLLHUP)))
 466         return AVERROR(EAGAIN);
 467
 468     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 469     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 470     if (res < 0) {
 471         char errbuf[128];
 472         if (errno == EAGAIN) {
 473             pkt->size = 0;
 474
 475             return AVERROR(EAGAIN);
 476         }
 477         res = AVERROR(errno);
 478         av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
 479         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
 480                errbuf);
 481
 482         return res;
 483     }
 484
 485     if (buf.index >= s->buffers) {
 486         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid buffer index received.\n");
 487         return AVERROR(EINVAL);
 488     }
 489     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, -1);
 490     // always keep at least one buffer queued
 491     av_assert0(avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) >= 1);
 492
 493     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 494         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 495                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
 496                buf.bytesused, s->frame_size);
 497
 498         return AVERROR_INVALIDDATA;
 499     }
 500
 501     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 502     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) == FFMAX(s->buffers / 8, 1)) {
 503         /* when we start getting low on queued buffers, fall back on copying data */
 504         res = av_new_packet(pkt, buf.bytesused);
 505         if (res < 0) {
 506             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a packet.\n");
 507             return res;
 508         }
 509         memcpy(pkt->data, s->buf_start[buf.index], buf.bytesused);
 510
 511         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 512         if (res < 0) {
 513             res = AVERROR(errno);
 514             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF)\n");
 515             av_free_packet(pkt);
 516             return res;
 517         }
 518         avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&s->buffers_queued, 1);
 519     } else {
 520         struct buff_data *buf_descriptor;
 521
 522         pkt->data     = s->buf_start[buf.index];
 523         pkt->size     = buf.bytesused;
 524 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
 525 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 526         pkt->destruct = dummy_release_buffer;
 527 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 528 #endif
 529
 530         buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 531         if (!buf_descriptor) {
 532             /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 533              * allocate a buffer for memcpying into it
 534              */
 535             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 536             res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 537
 538             return AVERROR(ENOMEM);
 539         }
 540         buf_descriptor->fd    = s->fd;
 541         buf_descriptor->index = buf.index;
 542         buf_descriptor->s     = s;
 543
 544         pkt->buf = av_buffer_create(pkt->data, pkt->size, mmap_release_buffer,
 545                                     buf_descriptor, 0);
 546         if (!pkt->buf) {
 547             av_freep(&buf_descriptor);
 548             return AVERROR(ENOMEM);
 549         }
 550     }
 551     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 552
 553     return s->buf_len[buf.index];
 554 }
 555
 556 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 557 {
 558     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 559     enum v4l2_buf_type type;
 560     int i, res, err;
 561     char errbuf[128];
 562
 563     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 564         struct v4l2_buffer buf = {
 565             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 566             .index  = i,
 567             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 568         };
 569
 570         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 571         if (res < 0) {
 572             err = AVERROR(errno);
 573             av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
 574             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 575                    errbuf);
 576
 577             return err;
 578         }
 579     }
 580     s->buffers_queued = s->buffers;
 581
 582     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 583     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 584     if (res < 0) {
 585         err = AVERROR(errno);
 586         av_strerror(err, errbuf, sizeof(errbuf));
 587         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
 588                errbuf);
 589
 590         return err;
 591     }
 592
 593     return 0;
 594 }
 595
 596 static void mmap_close(struct video_data *s)
 597 {
 598     enum v4l2_buf_type type;
 599     int i;
 600
 601     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 602     /* We do not check for the result, because we could
 603      * not do anything about it anyway...
 604      */
 605     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 606     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 607         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 608     }
 609     av_free(s->buf_start);
 610     av_free(s->buf_len);
 611 }
 612
 613 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
 614 {
 615     struct video_data *s = s1->priv_data;
 616     struct v4l2_input input = { 0 };
 617     struct v4l2_standard standard = { 0 };
 618     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 619     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 620     AVRational framerate_q = { 0 };
 621     int i, ret;
 622
 623     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 624
 625     if (s->framerate &&
 626         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 627         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
 628                s->framerate);
 629         return ret;
 630     }
 631
 632     /* set tv video input */
 633     input.index = s->channel;
 634     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 635         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 636         return AVERROR(EIO);
 637     }
 638
 639     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 640             s->channel, input.name);
 641     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 642         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 643                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 644                 s->channel);
 645         return AVERROR(EIO);
 646     }
 647
 648     if (s->standard) {
 649         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 650                s->standard);
 651         /* set tv standard */
 652         for(i=0;;i++) {
 653             standard.index = i;
 654             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
 655                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 656                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 657                        s->standard);
 658                 return AVERROR(EIO);
 659             }
 660
 661             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
 662                 break;
 663             }
 664         }
 665
 666         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
 667                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 668                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 669         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 670             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 671                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 672                    s->standard);
 673             return AVERROR(EIO);
 674         }
 675     }
 676
 677     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 678         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 679                framerate_q.den, framerate_q.num);
 680         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 681         tpf->denominator = framerate_q.num;
 682
 683         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 684             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 685                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 686                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 687             return AVERROR(EIO);
 688         }
 689
 690         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 691             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 692             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 693                    "The driver changed the time per frame from "
 694                    "%d/%d to %d/%d\n",
 695                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 696                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 697         }
 698     } else {
 699         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 700             char errbuf[128];
 701             ret = AVERROR(errno);
 702             av_strerror(ret, errbuf, sizeof(errbuf));
 703             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
 704                    errbuf);
 705             return ret;
 706         }
 707     }
 708     s1->streams[0]->avg_frame_rate.num = tpf->denominator;
 709     s1->streams[0]->avg_frame_rate.den = tpf->numerator;
 710
 711     s->timeout = 100 +
 712         av_rescale_q(1, s1->streams[0]->avg_frame_rate,
 713                         (AVRational){1, 1000});
 714
 715     return 0;
 716 }
 717
 718 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 719                                 enum AVPixelFormat pix_fmt,
 720                                 int *width,
 721                                 int *height,
 722                                 enum AVCodecID *codec_id)
 723 {
 724     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 725
 726     if (desired_format == 0 ||
 727         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 728         int i;
 729
 730         desired_format = 0;
 731         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 732             if (s1->video_codec_id == AV_CODEC_ID_NONE ||
 733                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 734                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 735                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 736                     break;
 737                 }
 738                 desired_format = 0;
 739             }
 740         }
 741     }
 742
 743     if (desired_format != 0) {
 744         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 745         assert(*codec_id != AV_CODEC_ID_NONE);
 746     }
 747
 748     return desired_format;
 749 }
 750
 751 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
 752 {
 753     struct video_data *s = s1->priv_data;
 754     AVStream *st;
 755     int res = 0;
 756     uint32_t desired_format;
 757     enum AVCodecID codec_id;
 758     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 759
 760     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
 761     if (!st)
 762         return AVERROR(ENOMEM);
 763
 764     s->fd = device_open(s1);
 765     if (s->fd < 0)
 766         return s->fd;
 767
 768     if (s->list_format) {
 769         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
 770         return AVERROR_EXIT;
 771     }
 772
 773     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 774
 775     if (s->video_size &&
 776         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 777         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
 778                s->video_size);
 779         return res;
 780     }
 781
 782     if (s->pixel_format) {
 783         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
 784
 785         if (codec)
 786             s1->video_codec_id = codec->id;
 787
 788         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
 789
 790         if (pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE && !codec) {
 791             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
 792                    s->pixel_format);
 793
 794             return AVERROR(EINVAL);
 795         }
 796     }
 797
 798     if (!s->width && !s->height) {
 799         struct v4l2_format fmt;
 800
 801         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 802                "Querying the device for the current frame size\n");
 803         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 804         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 805             char errbuf[128];
 806             res = AVERROR(errno);
 807             av_strerror(res, errbuf, sizeof(errbuf));
 808             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
 809                    errbuf);
 810             return res;
 811         }
 812
 813         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 814         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 815         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 816                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 817     }
 818
 819     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
 820                                      &codec_id);
 821     if (desired_format == 0) {
 822         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 823                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 824         close(s->fd);
 825
 826         return AVERROR(EIO);
 827     }
 828
 829     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
 830         return res;
 831
 832     s->frame_format = desired_format;
 833
 834     if ((res = v4l2_set_parameters(s1) < 0))
 835         return res;
 836
 837     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 838     s->frame_size =
 839         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 840
 841     if ((res = mmap_init(s1)) ||
 842         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
 843         close(s->fd);
 844         return res;
 845     }
 846
 847     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 848
 849     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 850     st->codec->codec_id = codec_id;
 851     if (codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO)
 852         st->codec->codec_tag =
 853             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
 854     st->codec->width = s->width;
 855     st->codec->height = s->height;
 856     st->codec->bit_rate = s->frame_size * av_q2d(st->avg_frame_rate) * 8;
 857
 858     return 0;
 859 }
 860
 861 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 862 {
 863     struct video_data *s = s1->priv_data;
 864     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
 865     int res;
 866
 867     av_init_packet(pkt);
 868     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
 869         return res;
 870     }
 871
 872     if (frame && s->interlaced) {
 873         frame->interlaced_frame = 1;
 874         frame->top_field_first = s->top_field_first;
 875     }
 876
 877     return pkt->size;
 878 }
 879
 880 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 881 {
 882     struct video_data *s = s1->priv_data;
 883
 884     if (avpriv_atomic_int_get(&s->buffers_queued) != s->buffers)
 885         av_log(s1, AV_LOG_WARNING, "Some buffers are still owned by the caller on "
 886                "close.\n");
 887
 888     mmap_close(s);
 889
 890     close(s->fd);
 891     return 0;
 892 }
 893
 894 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 895 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 896 static const AVOption options[] = {
 897     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
 898     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
 899     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 900     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 901     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 902     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 903     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64 = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 904     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 905     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 906     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64 = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 907     { NULL },
 908 };
 909
 910 static const AVClass v4l2_class = {
 911     .class_name = "V4L2 indev",
 912     .item_name  = av_default_item_name,
 913     .option     = options,
 914     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 915 };
 916
 917 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 918     .name           = "video4linux2",
 919     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 920     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
 921     .read_header    = v4l2_read_header,
 922     .read_packet    = v4l2_read_packet,
 923     .read_close     = v4l2_read_close,
 924     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 925     .priv_class     = &v4l2_class,
 926 };