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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
   3  * Copyright (c) 2006 Luca Abeni
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * Video4Linux2 grab interface
  25  *
  26  * Part of this file is based on the V4L2 video capture example
  27  * (http://v4l2spec.bytesex.org/v4l2spec/capture.c)
  28  *
  29  * Thanks to Michael Niedermayer for providing the mapping between
  30  * V4L2_PIX_FMT_* and PIX_FMT_*
  31  */
  32
  33 #undef __STRICT_ANSI__ //workaround due to broken kernel headers
  34 #include "config.h"
  35 #include "libavformat/internal.h"
  36 #include <unistd.h>
  37 #include <fcntl.h>
  38 #include <sys/ioctl.h>
  39 #include <sys/mman.h>
  40 #include <sys/time.h>
  41 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
  42 #include <sys/videoio.h>
  43 #else
  44 #if HAVE_ASM_TYPES_H
  45 #include <asm/types.h>
  46 #endif
  47 #include <linux/videodev2.h>
  48 #endif
  49 #include <time.h>
  50 #include "libavutil/imgutils.h"
  51 #include "libavutil/log.h"
  52 #include "libavutil/opt.h"
  53 #include "avdevice.h"
  54 #include "libavutil/parseutils.h"
  55 #include "libavutil/pixdesc.h"
  56 #include "libavutil/avstring.h"
  57
  58 #if CONFIG_LIBV4L2
  59 #include <libv4l2.h>
  60 #else
  61 #define v4l2_open   open
  62 #define v4l2_close  close
  63 #define v4l2_dup    dup
  64 #define v4l2_ioctl  ioctl
  65 #define v4l2_read   read
  66 #define v4l2_mmap   mmap
  67 #define v4l2_munmap munmap
  68 #endif
  69
  70 static const int desired_video_buffers = 256;
  71
  72 #define V4L_ALLFORMATS  3
  73 #define V4L_RAWFORMATS  1
  74 #define V4L_COMPFORMATS 2
  75
  76 struct video_data {
  77     AVClass *class;
  78     int fd;
  79     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
  80     int width, height;
  81     int frame_size;
  82     int interlaced;
  83     int top_field_first;
  84
  85     int buffers;
  86     void **buf_start;
  87     unsigned int *buf_len;
  88     char *standard;
  89     int channel;
  90     char *video_size;   /**< String describing video size,
  91                              set by a private option. */
  92     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
  93     int list_format;    /**< Set by a private option. */
  94     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
  95 };
  96
  97 struct buff_data {
  98     int index;
  99     int fd;
 100 };
 101
 102 struct fmt_map {
 103     enum PixelFormat ff_fmt;
 104     enum CodecID codec_id;
 105     uint32_t v4l2_fmt;
 106 };
 107
 108 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
 109     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
 110     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
 111     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YVU420  },
 112     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
 113     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
 114     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
 115     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
 116     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
 117     { PIX_FMT_RGB555LE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
 118     { PIX_FMT_RGB555BE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555X },
 119     { PIX_FMT_RGB565LE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
 120     { PIX_FMT_RGB565BE,CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565X },
 121     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
 122     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
 123     { PIX_FMT_BGR0,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
 124     { PIX_FMT_0RGB,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB32   },
 125     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
 126     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
 127     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
 128     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
 129 };
 130
 131 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
 132 {
 133     struct v4l2_capability cap;
 134     int fd;
 135 #if CONFIG_LIBV4L2
 136     int fd_libv4l;
 137 #endif
 138     int res, err;
 139     int flags = O_RDWR;
 140
 141     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 142         flags |= O_NONBLOCK;
 143     }
 144
 145     fd = v4l2_open(ctx->filename, flags, 0);
 146     if (fd < 0) {
 147         err = errno;
 148
 149         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 150                ctx->filename, strerror(err));
 151
 152         return AVERROR(err);
 153     }
 154 #if CONFIG_LIBV4L2
 155     fd_libv4l = v4l2_fd_open(fd, 0);
 156     if (fd < 0) {
 157         err = AVERROR(errno);
 158         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device with libv4l neither %s : %s\n",
 159                ctx->filename, strerror(errno));
 160         return err;
 161     }
 162     fd = fd_libv4l;
 163 #endif
 164
 165     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 166     if (res < 0) {
 167         err = errno;
 168         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 169                strerror(err));
 170
 171         goto fail;
 172     }
 173
 174     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
 175            fd, cap.capabilities);
 176
 177     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
 178         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
 179         err = ENODEV;
 180
 181         goto fail;
 182     }
 183
 184     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
 185         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 186                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
 187         err = ENOSYS;
 188
 189         goto fail;
 190     }
 191
 192     return fd;
 193
 194 fail:
 195     v4l2_close(fd);
 196     return AVERROR(err);
 197 }
 198
 199 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
 200                        uint32_t pix_fmt)
 201 {
 202     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 203     int fd = s->fd;
 204     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 205     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
 206
 207     int res;
 208
 209     pix->width = *width;
 210     pix->height = *height;
 211     pix->pixelformat = pix_fmt;
 212     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
 213
 214     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 215
 216     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 217         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 218                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
 219                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 220         *width = fmt.fmt.pix.width;
 221         *height = fmt.fmt.pix.height;
 222     }
 223
 224     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 225         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
 226                "The V4L2 driver changed the pixel format "
 227                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
 228                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 229         res = -1;
 230     }
 231
 232     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
 233         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
 234         s->interlaced = 1;
 235     }
 236
 237     return res;
 238 }
 239
 240 static int first_field(int fd)
 241 {
 242     int res;
 243     v4l2_std_id std;
 244
 245     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 246     if (res < 0) {
 247         return 0;
 248     }
 249     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 250         return 0;
 251     }
 252
 253     return 1;
 254 }
 255
 256 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
 257 {
 258     int i;
 259
 260     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 261         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 262              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 263             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
 264              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 265             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 266         }
 267     }
 268
 269     return 0;
 270 }
 271
 272 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
 273 {
 274     int i;
 275
 276     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 277         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 278             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 279             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 280         }
 281     }
 282
 283     return PIX_FMT_NONE;
 284 }
 285
 286 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 287 {
 288     int i;
 289
 290     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 291         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 292             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 293         }
 294     }
 295
 296     return CODEC_ID_NONE;
 297 }
 298
 299 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 300 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
 301 {
 302     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
 303
 304     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
 305         switch (vfse.type) {
 306         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
 307             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
 308                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
 309         break;
 310         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
 311         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
 312             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
 313                    vfse.stepwise.min_width,
 314                    vfse.stepwise.max_width,
 315                    vfse.stepwise.step_width,
 316                    vfse.stepwise.min_height,
 317                    vfse.stepwise.max_height,
 318                    vfse.stepwise.step_height);
 319         }
 320         vfse.index++;
 321     }
 322 }
 323 #endif
 324
 325 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
 326 {
 327     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 328
 329     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
 330         enum CodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
 331         enum PixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
 332
 333         vfd.index++;
 334
 335         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
 336             type & V4L_RAWFORMATS) {
 337             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
 338             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
 339                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
 340                    vfd.description);
 341         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
 342                    type & V4L_COMPFORMATS) {
 343             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
 344             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
 345                    codec ? codec->name : "Unsupported",
 346                    vfd.description);
 347         } else {
 348             continue;
 349         }
 350
 351 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
 352         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
 353             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
 354             continue;
 355         }
 356 #endif
 357 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 358         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
 359 #endif
 360         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 361     }
 362 }
 363
 364 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 365 {
 366     int i, res;
 367     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 368     struct v4l2_requestbuffers req = {
 369         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 370         .count  = desired_video_buffers,
 371         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 372     };
 373
 374     res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 375     if (res < 0) {
 376         if (errno == EINVAL) {
 377             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 378         } else {
 379             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 380         }
 381         return AVERROR(errno);
 382     }
 383
 384     if (req.count < 2) {
 385         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 386         return AVERROR(ENOMEM);
 387     }
 388     s->buffers = req.count;
 389     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 390     if (s->buf_start == NULL) {
 391         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 392         return AVERROR(ENOMEM);
 393     }
 394     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 395     if (s->buf_len == NULL) {
 396         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 397         av_free(s->buf_start);
 398         return AVERROR(ENOMEM);
 399     }
 400
 401     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 402         struct v4l2_buffer buf = {
 403             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 404             .index  = i,
 405             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 406         };
 407         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 408         if (res < 0) {
 409             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 410             return AVERROR(errno);
 411         }
 412
 413         s->buf_len[i] = buf.length;
 414         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 415             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 416                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
 417                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 418
 419             return -1;
 420         }
 421         s->buf_start[i] = v4l2_mmap(NULL, buf.length,
 422                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 423                                s->fd, buf.m.offset);
 424
 425         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 426             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 427             return AVERROR(errno);
 428         }
 429     }
 430
 431     return 0;
 432 }
 433
 434 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
 435 {
 436     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
 437     int res, fd;
 438     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
 439
 440     if (pkt->data == NULL)
 441         return;
 442
 443     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 444     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 445     buf.index = buf_descriptor->index;
 446     fd = buf_descriptor->fd;
 447     av_free(buf_descriptor);
 448
 449     res = v4l2_ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 450     if (res < 0)
 451         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 452                strerror(errno));
 453
 454     pkt->data = NULL;
 455     pkt->size = 0;
 456 }
 457
 458 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 459 {
 460     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 461     struct v4l2_buffer buf = {
 462         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 463         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 464     };
 465     struct buff_data *buf_descriptor;
 466     int res;
 467
 468     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 469     while ((res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 470     if (res < 0) {
 471         if (errno == EAGAIN) {
 472             pkt->size = 0;
 473             return AVERROR(EAGAIN);
 474         }
 475         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
 476                strerror(errno));
 477
 478         return AVERROR(errno);
 479     }
 480     assert(buf.index < s->buffers);
 481     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 482         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 483                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
 484                buf.bytesused, s->frame_size);
 485
 486         return AVERROR_INVALIDDATA;
 487     }
 488
 489     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 490     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
 491     pkt->size = buf.bytesused;
 492     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 493     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
 494     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 495     if (buf_descriptor == NULL) {
 496         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 497          * allocate a buffer for memcopying into it
 498          */
 499         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 500         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 501
 502         return AVERROR(ENOMEM);
 503     }
 504     buf_descriptor->fd = s->fd;
 505     buf_descriptor->index = buf.index;
 506     pkt->priv = buf_descriptor;
 507
 508     return s->buf_len[buf.index];
 509 }
 510
 511 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 512 {
 513     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 514     enum v4l2_buf_type type;
 515     int i, res;
 516
 517     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 518         struct v4l2_buffer buf = {
 519             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 520             .index  = i,
 521             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 522         };
 523
 524         res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 525         if (res < 0) {
 526             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 527                    strerror(errno));
 528
 529             return AVERROR(errno);
 530         }
 531     }
 532
 533     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 534     res = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 535     if (res < 0) {
 536         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
 537                strerror(errno));
 538
 539         return AVERROR(errno);
 540     }
 541
 542     return 0;
 543 }
 544
 545 static void mmap_close(struct video_data *s)
 546 {
 547     enum v4l2_buf_type type;
 548     int i;
 549
 550     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 551     /* We do not check for the result, because we could
 552      * not do anything about it anyway...
 553      */
 554     v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 555     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 556         v4l2_munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 557     }
 558     av_free(s->buf_start);
 559     av_free(s->buf_len);
 560 }
 561
 562 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1)
 563 {
 564     struct video_data *s = s1->priv_data;
 565     struct v4l2_input input = { 0 };
 566     struct v4l2_standard standard = { 0 };
 567     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 568     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 569     AVRational framerate_q = { 0 };
 570     int i, ret;
 571
 572     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 573
 574     if (s->framerate &&
 575         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 576         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
 577                s->framerate);
 578         return ret;
 579     }
 580
 581     /* set tv video input */
 582     input.index = s->channel;
 583     if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 584         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 585         return AVERROR(EIO);
 586     }
 587
 588     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 589             s->channel, input.name);
 590     if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 591         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 592                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 593                 s->channel);
 594         return AVERROR(EIO);
 595     }
 596
 597     if (s->standard) {
 598         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 599                s->standard);
 600         /* set tv standard */
 601         for(i=0;;i++) {
 602             standard.index = i;
 603             ret = v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard);
 604             if (ret < 0 || !av_strcasecmp(standard.name, s->standard))
 605                 break;
 606         }
 607         if (ret < 0) {
 608             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unknown standard '%s'\n", s->standard);
 609             return ret;
 610         }
 611
 612         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
 613                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 614                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 615         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 616             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 617                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 618                    s->standard);
 619             return AVERROR(EIO);
 620         }
 621     }
 622
 623     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 624         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 625                framerate_q.den, framerate_q.num);
 626         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 627         tpf->denominator = framerate_q.num;
 628
 629         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 630             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 631                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 632                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 633             return AVERROR(EIO);
 634         }
 635
 636         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 637             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 638             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 639                    "The driver changed the time per frame from "
 640                    "%d/%d to %d/%d\n",
 641                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 642                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 643         }
 644     } else {
 645         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 646             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
 647                    strerror(errno));
 648             return AVERROR(errno);
 649         }
 650     }
 651     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
 652     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
 653
 654     return 0;
 655 }
 656
 657 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 658                                 enum PixelFormat pix_fmt,
 659                                 int *width,
 660                                 int *height,
 661                                 enum CodecID *codec_id)
 662 {
 663     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 664
 665     if (desired_format == 0 ||
 666         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 667         int i;
 668
 669         desired_format = 0;
 670         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 671             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 672                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 673                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 674                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 675                     break;
 676                 }
 677                 desired_format = 0;
 678             }
 679         }
 680     }
 681
 682     if (desired_format != 0) {
 683         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 684         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
 685     }
 686
 687     return desired_format;
 688 }
 689
 690 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1)
 691 {
 692     struct video_data *s = s1->priv_data;
 693     AVStream *st;
 694     int res = 0;
 695     uint32_t desired_format;
 696     enum CodecID codec_id;
 697     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 698
 699     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
 700     if (!st) {
 701         res = AVERROR(ENOMEM);
 702         goto out;
 703     }
 704
 705     s->fd = device_open(s1);
 706     if (s->fd < 0) {
 707         res = s->fd;
 708         goto out;
 709     }
 710
 711     if (s->list_format) {
 712         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
 713         res = AVERROR_EXIT;
 714         goto out;
 715     }
 716
 717     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 718
 719     if (s->video_size &&
 720         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 721         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
 722                s->video_size);
 723         goto out;
 724     }
 725
 726     if (s->pixel_format) {
 727         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
 728
 729         if (codec)
 730             s1->video_codec_id = codec->id;
 731
 732         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
 733
 734         if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE && !codec) {
 735             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
 736                    s->pixel_format);
 737
 738             res = AVERROR(EINVAL);
 739             goto out;
 740         }
 741     }
 742
 743     if (!s->width && !s->height) {
 744         struct v4l2_format fmt;
 745
 746         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 747                "Querying the device for the current frame size\n");
 748         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 749         if (v4l2_ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 750             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
 751                    strerror(errno));
 752             res = AVERROR(errno);
 753             goto out;
 754         }
 755
 756         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 757         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 758         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 759                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 760     }
 761
 762     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
 763                                      &codec_id);
 764     if (desired_format == 0) {
 765         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 766                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 767         v4l2_close(s->fd);
 768
 769         res = AVERROR(EIO);
 770         goto out;
 771     }
 772     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1)) < 0)
 773         goto out;
 774
 775     s->frame_format = desired_format;
 776
 777     if ((res = v4l2_set_parameters(s1)) < 0)
 778         goto out;
 779
 780     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 781     s->frame_size =
 782         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 783
 784     if ((res = mmap_init(s1)) ||
 785         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
 786         v4l2_close(s->fd);
 787         goto out;
 788     }
 789
 790     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 791
 792     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 793     st->codec->codec_id = codec_id;
 794     if (codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO)
 795         st->codec->codec_tag =
 796             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
 797     if (desired_format == V4L2_PIX_FMT_YVU420)
 798         st->codec->codec_tag = MKTAG('Y', 'V', '1', '2');
 799     st->codec->width = s->width;
 800     st->codec->height = s->height;
 801     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 802
 803 out:
 804     return res;
 805 }
 806
 807 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 808 {
 809     struct video_data *s = s1->priv_data;
 810     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
 811     int res;
 812
 813     av_init_packet(pkt);
 814     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
 815         return res;
 816     }
 817
 818     if (frame && s->interlaced) {
 819         frame->interlaced_frame = 1;
 820         frame->top_field_first = s->top_field_first;
 821     }
 822
 823     return pkt->size;
 824 }
 825
 826 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 827 {
 828     struct video_data *s = s1->priv_data;
 829
 830     mmap_close(s);
 831
 832     v4l2_close(s->fd);
 833     return 0;
 834 }
 835
 836 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 837 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 838
 839 static const AVOption options[] = {
 840     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
 841     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
 842     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 843     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 844     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 845     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 846     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 847     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 848     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 849     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 850     { NULL },
 851 };
 852
 853 static const AVClass v4l2_class = {
 854     .class_name = "V4L2 indev",
 855     .item_name  = av_default_item_name,
 856     .option     = options,
 857     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 858 };
 859
 860 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 861     .name           = "video4linux2,v4l2",
 862     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 863     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
 864     .read_header    = v4l2_read_header,
 865     .read_packet    = v4l2_read_packet,
 866     .read_close     = v4l2_read_close,
 867     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 868     .priv_class     = &v4l2_class,
 869 };