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 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 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
  40 #include <sys/videoio.h>
  41 #else
  42 #include <linux/videodev2.h>
  43 #endif
  44 #include <time.h>
  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
  52 static const int desired_video_buffers = 256;
  53
  54 enum io_method {
  55     io_read,
  56     io_mmap,
  57     io_userptr
  58 };
  59
  60 struct video_data {
  61     AVClass *class;
  62     int fd;
  63     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
  64     enum io_method io_method;
  65     int width, height;
  66     int frame_size;
  67     int interlaced;
  68     int top_field_first;
  69
  70     int buffers;
  71     void **buf_start;
  72     unsigned int *buf_len;
  73     char *standard;
  74     int channel;
  75     char *video_size; /**< String describing video size, set by a private option. */
  76     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
  77     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
  78 };
  79
  80 struct buff_data {
  81     int index;
  82     int fd;
  83 };
  84
  85 struct fmt_map {
  86     enum PixelFormat ff_fmt;
  87     enum CodecID codec_id;
  88     uint32_t v4l2_fmt;
  89 };
  90
  91 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
  92     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
  93     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
  94     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
  95     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
  96     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
  97     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
  98     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
  99     { PIX_FMT_RGB555,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
 100     { PIX_FMT_RGB565,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
 101     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
 102     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
 103     { PIX_FMT_BGRA,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
 104     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
 105     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
 106     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
 107     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
 108 };
 109
 110 static int device_open(AVFormatContext *ctx, uint32_t *capabilities)
 111 {
 112     struct v4l2_capability cap;
 113     int fd;
 114     int res, err;
 115     int flags = O_RDWR;
 116
 117     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 118         flags |= O_NONBLOCK;
 119     }
 120     fd = open(ctx->filename, flags, 0);
 121     if (fd < 0) {
 122         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 123                  ctx->filename, strerror(errno));
 124
 125         return AVERROR(errno);
 126     }
 127
 128     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 129     // ENOIOCTLCMD definition only availble on __KERNEL__
 130     if (res < 0 && ((err = errno) == 515)) {
 131         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "QUERYCAP not implemented, probably V4L device but not supporting V4L2\n");
 132         close(fd);
 133
 134         return AVERROR(515);
 135     }
 136     if (res < 0) {
 137         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 138                  strerror(errno));
 139         close(fd);
 140
 141         return AVERROR(err);
 142     }
 143     if ((cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == 0) {
 144         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device\n");
 145         close(fd);
 146
 147         return AVERROR(ENODEV);
 148     }
 149     *capabilities = cap.capabilities;
 150
 151     return fd;
 152 }
 153
 154 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height, uint32_t pix_fmt)
 155 {
 156     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 157     int fd = s->fd;
 158     struct v4l2_format fmt;
 159     int res;
 160
 161     memset(&fmt, 0, sizeof(struct v4l2_format));
 162     fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 163     fmt.fmt.pix.width = *width;
 164     fmt.fmt.pix.height = *height;
 165     fmt.fmt.pix.pixelformat = pix_fmt;
 166     fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_ANY;
 167     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 168     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 169         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n", *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 170         *width = fmt.fmt.pix.width;
 171         *height = fmt.fmt.pix.height;
 172     }
 173
 174     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 175         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver changed the pixel format from 0x%08X to 0x%08X\n", pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 176         res = -1;
 177     }
 178
 179     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
 180         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
 181         s->interlaced = 1;
 182     }
 183
 184     return res;
 185 }
 186
 187 static int first_field(int fd)
 188 {
 189     int res;
 190     v4l2_std_id std;
 191
 192     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 193     if (res < 0) {
 194         return 0;
 195     }
 196     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 197         return 0;
 198     }
 199
 200     return 1;
 201 }
 202
 203 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
 204 {
 205     int i;
 206
 207     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 208         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 209              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 210             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
 211              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 212             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 213         }
 214     }
 215
 216     return 0;
 217 }
 218
 219 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
 220 {
 221     int i;
 222
 223     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 224         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 225             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 226             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 227         }
 228     }
 229
 230     return PIX_FMT_NONE;
 231 }
 232
 233 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 234 {
 235     int i;
 236
 237     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 238         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 239             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 240         }
 241     }
 242
 243     return CODEC_ID_NONE;
 244 }
 245
 246 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 247 {
 248     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 249     struct v4l2_requestbuffers req;
 250     int i, res;
 251
 252     memset(&req, 0, sizeof(struct v4l2_requestbuffers));
 253     req.count = desired_video_buffers;
 254     req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 255     req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 256     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 257     if (res < 0) {
 258         if (errno == EINVAL) {
 259             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 260         } else {
 261             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 262         }
 263
 264         return AVERROR(errno);
 265     }
 266
 267     if (req.count < 2) {
 268         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 269
 270         return AVERROR(ENOMEM);
 271     }
 272     s->buffers = req.count;
 273     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 274     if (s->buf_start == NULL) {
 275         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 276
 277         return AVERROR(ENOMEM);
 278     }
 279     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 280     if (s->buf_len == NULL) {
 281         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 282         av_free(s->buf_start);
 283
 284         return AVERROR(ENOMEM);
 285     }
 286
 287     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 288         struct v4l2_buffer buf;
 289
 290         memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 291         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 292         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 293         buf.index = i;
 294         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 295         if (res < 0) {
 296             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 297
 298             return AVERROR(errno);
 299         }
 300
 301         s->buf_len[i] = buf.length;
 302         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 303             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer len [%d] = %d != %d\n", i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 304
 305             return -1;
 306         }
 307         s->buf_start[i] = mmap (NULL, buf.length,
 308                         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, s->fd, buf.m.offset);
 309         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 310             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 311
 312             return AVERROR(errno);
 313         }
 314     }
 315
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 static int read_init(AVFormatContext *ctx)
 320 {
 321     return -1;
 322 }
 323
 324 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
 325 {
 326     struct v4l2_buffer buf;
 327     int res, fd;
 328     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
 329
 330     if (pkt->data == NULL) {
 331          return;
 332     }
 333
 334     memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 335     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 336     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 337     buf.index = buf_descriptor->index;
 338     fd = buf_descriptor->fd;
 339     av_free(buf_descriptor);
 340
 341     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 342     if (res < 0) {
 343         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n", strerror(errno));
 344     }
 345     pkt->data = NULL;
 346     pkt->size = 0;
 347 }
 348
 349 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 350 {
 351     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 352     struct v4l2_buffer buf;
 353     struct buff_data *buf_descriptor;
 354     int res;
 355
 356     memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 357     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 358     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 359
 360     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 361     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 362     if (res < 0) {
 363         if (errno == EAGAIN) {
 364             pkt->size = 0;
 365
 366             return AVERROR(EAGAIN);
 367         }
 368         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n", strerror(errno));
 369
 370         return AVERROR(errno);
 371     }
 372     assert (buf.index < s->buffers);
 373     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 374         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n", buf.bytesused, s->frame_size);
 375
 376         return AVERROR_INVALIDDATA;
 377     }
 378
 379     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 380     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
 381     pkt->size = buf.bytesused;
 382     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 383     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
 384     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 385     if (buf_descriptor == NULL) {
 386         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 387          * allocate a buffer for memcopying into it
 388          */
 389         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 390         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 391
 392         return AVERROR(ENOMEM);
 393     }
 394     buf_descriptor->fd = s->fd;
 395     buf_descriptor->index = buf.index;
 396     pkt->priv = buf_descriptor;
 397
 398     return s->buf_len[buf.index];
 399 }
 400
 401 static int read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 402 {
 403     return -1;
 404 }
 405
 406 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 407 {
 408     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 409     enum v4l2_buf_type type;
 410     int i, res;
 411
 412     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 413         struct v4l2_buffer buf;
 414
 415         memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 416         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 417         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 418         buf.index  = i;
 419
 420         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 421         if (res < 0) {
 422             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n", strerror(errno));
 423
 424             return AVERROR(errno);
 425         }
 426     }
 427
 428     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 429     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 430     if (res < 0) {
 431         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n", strerror(errno));
 432
 433         return AVERROR(errno);
 434     }
 435
 436     return 0;
 437 }
 438
 439 static void mmap_close(struct video_data *s)
 440 {
 441     enum v4l2_buf_type type;
 442     int i;
 443
 444     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 445     /* We do not check for the result, because we could
 446      * not do anything about it anyway...
 447      */
 448     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 449     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 450         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 451     }
 452     av_free(s->buf_start);
 453     av_free(s->buf_len);
 454 }
 455
 456 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
 457 {
 458     struct video_data *s = s1->priv_data;
 459     struct v4l2_input input;
 460     struct v4l2_standard standard;
 461     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 462     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 463     int i, ret;
 464     AVRational framerate_q;
 465
 466     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 467
 468     if (s->framerate && (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 469         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n", s->framerate);
 470         return ret;
 471     }
 472
 473     /* set tv video input */
 474     memset (&input, 0, sizeof (input));
 475     input.index = s->channel;
 476     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 477         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 478         return AVERROR(EIO);
 479     }
 480
 481     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 482             s->channel, input.name);
 483     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 484         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 485                 s->channel);
 486         return AVERROR(EIO);
 487     }
 488
 489     if (s->standard) {
 490         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 491                s->standard);
 492         /* set tv standard */
 493         memset (&standard, 0, sizeof (standard));
 494         for(i=0;;i++) {
 495             standard.index = i;
 496             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
 497                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 498                        s->standard);
 499                 return AVERROR(EIO);
 500             }
 501
 502             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
 503                 break;
 504             }
 505         }
 506
 507         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 508                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 509         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 510             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 511                    s->standard);
 512             return AVERROR(EIO);
 513         }
 514     }
 515
 516     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 517         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 518                framerate_q.den, framerate_q.num);
 519         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 520         tpf->denominator = framerate_q.num;
 521         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 522             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 523                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 524                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 525             return AVERROR(EIO);
 526         }
 527
 528         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 529             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 530             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 531                    "The driver changed the time per frame from %d/%d to %d/%d\n",
 532                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 533                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 534         }
 535     } else {
 536         /* if timebase value is not set, read the timebase value from the driver */
 537         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 538             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n", strerror(errno));
 539             return AVERROR(errno);
 540         }
 541     }
 542     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
 543     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
 544
 545     return 0;
 546 }
 547
 548 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 549                                 enum PixelFormat pix_fmt,
 550                                 int *width,
 551                                 int *height,
 552                                 enum CodecID *codec_id)
 553 {
 554     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 555
 556     if (desired_format == 0 ||
 557         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 558         int i;
 559
 560         desired_format = 0;
 561         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 562             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 563                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 564                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 565                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 566                     break;
 567                 }
 568                 desired_format = 0;
 569             }
 570         }
 571     }
 572     if (desired_format != 0) {
 573         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 574         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
 575     }
 576
 577     return desired_format;
 578 }
 579
 580 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
 581 {
 582     struct video_data *s = s1->priv_data;
 583     AVStream *st;
 584     int res = 0;
 585     uint32_t desired_format, capabilities;
 586     enum CodecID codec_id;
 587     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 588
 589     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
 590     if (!st) {
 591         res = AVERROR(ENOMEM);
 592         goto out;
 593     }
 594     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 595
 596     if (s->video_size && (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 597         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n", s->video_size);
 598         goto out;
 599     }
 600     if (s->pixel_format && (pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format)) == PIX_FMT_NONE) {
 601         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such pixel format: %s.\n", s->pixel_format);
 602         res = AVERROR(EINVAL);
 603         goto out;
 604     }
 605
 606     capabilities = 0;
 607     s->fd = device_open(s1, &capabilities);
 608     if (s->fd < 0) {
 609         res = AVERROR(EIO);
 610         goto out;
 611     }
 612     av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n", s->fd, capabilities);
 613
 614     if (!s->width && !s->height) {
 615         struct v4l2_format fmt;
 616
 617         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE, "Querying the device for the current frame size\n");
 618         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 619         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 620             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n", strerror(errno));
 621             res = AVERROR(errno);
 622             goto out;
 623         }
 624         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 625         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 626         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE, "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 627     }
 628
 629     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height, &codec_id);
 630     if (desired_format == 0) {
 631         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 632                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 633         close(s->fd);
 634
 635         res = AVERROR(EIO);
 636         goto out;
 637     }
 638     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
 639         goto out;
 640     s->frame_format = desired_format;
 641
 642     if ((res = v4l2_set_parameters(s1, ap) < 0))
 643         goto out;
 644
 645     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 646     s->frame_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 647     if (capabilities & V4L2_CAP_STREAMING) {
 648         s->io_method = io_mmap;
 649         res = mmap_init(s1);
 650         if (res == 0) {
 651             res = mmap_start(s1);
 652         }
 653     } else {
 654         s->io_method = io_read;
 655         res = read_init(s1);
 656     }
 657     if (res < 0) {
 658         close(s->fd);
 659
 660         res = AVERROR(EIO);
 661         goto out;
 662     }
 663     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 664
 665     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 666     st->codec->codec_id = codec_id;
 667     st->codec->width = s->width;
 668     st->codec->height = s->height;
 669     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 670
 671 out:
 672     return res;
 673 }
 674
 675 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 676 {
 677     struct video_data *s = s1->priv_data;
 678     int res;
 679
 680     if (s->io_method == io_mmap) {
 681         av_init_packet(pkt);
 682         res = mmap_read_frame(s1, pkt);
 683     } else if (s->io_method == io_read) {
 684         if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
 685             return AVERROR(EIO);
 686
 687         res = read_frame(s1, pkt);
 688     } else {
 689         return AVERROR(EIO);
 690     }
 691     if (res < 0) {
 692         return res;
 693     }
 694
 695     if (s1->streams[0]->codec->coded_frame && s->interlaced) {
 696         s1->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = 1;
 697         s1->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s->top_field_first;
 698     }
 699
 700     return pkt->size;
 701 }
 702
 703 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 704 {
 705     struct video_data *s = s1->priv_data;
 706
 707     if (s->io_method == io_mmap) {
 708         mmap_close(s);
 709     }
 710
 711     close(s->fd);
 712     return 0;
 713 }
 714
 715 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 716 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 717 static const AVOption options[] = {
 718     { "standard", "", offsetof(struct video_data, standard), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 719     { "channel",  "", offsetof(struct video_data, channel),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 720     { "video_size", "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
 721     { "pixel_format", "", OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
 722     { "framerate", "", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
 723     { NULL },
 724 };
 725
 726 static const AVClass v4l2_class = {
 727     .class_name = "V4L2 indev",
 728     .item_name  = av_default_item_name,
 729     .option     = options,
 730     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 731 };
 732
 733 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 734     .name           = "video4linux2",
 735     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 736     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
 737     .read_header    = v4l2_read_header,
 738     .read_packet    = v4l2_read_packet,
 739     .read_close     = v4l2_read_close,
 740     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 741     .priv_class     = &v4l2_class,
 742 };