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