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 #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 <time.h>
  46 #include "libavutil/imgutils.h"
  47 #include "libavutil/log.h"
  48 #include "libavutil/opt.h"
  49 #include "libavutil/parseutils.h"
  50 #include "libavutil/pixdesc.h"
  51 #include "libavutil/avstring.h"
  52 #include "libavutil/mathematics.h"
  53
  54 static const int desired_video_buffers = 256;
  55
  56 #define V4L_ALLFORMATS  3
  57 #define V4L_RAWFORMATS  1
  58 #define V4L_COMPFORMATS 2
  59
  60 struct video_data {
  61     AVClass *class;
  62     int fd;
  63     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
  64     int width, height;
  65     int frame_size;
  66     int timeout;
  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,
  76                              set by a private option. */
  77     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
  78     int list_format;    /**< Set by a private option. */
  79     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
  80 };
  81
  82 struct buff_data {
  83     int index;
  84     int fd;
  85 };
  86
  87 struct fmt_map {
  88     enum PixelFormat ff_fmt;
  89     enum CodecID codec_id;
  90     uint32_t v4l2_fmt;
  91 };
  92
  93 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
  94     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
  95     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
  96     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
  97     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
  98     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
  99     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
 100     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
 101     { PIX_FMT_RGB555,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
 102     { PIX_FMT_RGB565,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
 103     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
 104     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
 105     { PIX_FMT_BGRA,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
 106     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
 107     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
 108     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
 109     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
 110 };
 111
 112 static int device_open(AVFormatContext *ctx)
 113 {
 114     struct v4l2_capability cap;
 115     int fd;
 116     int res, err;
 117     int flags = O_RDWR;
 118
 119     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 120         flags |= O_NONBLOCK;
 121     }
 122
 123     fd = open(ctx->filename, flags, 0);
 124     if (fd < 0) {
 125         err = errno;
 126
 127         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 128                ctx->filename, strerror(err));
 129
 130         return AVERROR(err);
 131     }
 132
 133     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 134     if (res < 0) {
 135         err = errno;
 136         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 137                strerror(err));
 138
 139         goto fail;
 140     }
 141
 142     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n",
 143            fd, cap.capabilities);
 144
 145     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE)) {
 146         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device.\n");
 147         err = ENODEV;
 148
 149         goto fail;
 150     }
 151
 152     if (!(cap.capabilities & V4L2_CAP_STREAMING)) {
 153         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 154                "The device does not support the streaming I/O method.\n");
 155         err = ENOSYS;
 156
 157         goto fail;
 158     }
 159
 160     return fd;
 161
 162 fail:
 163     close(fd);
 164     return AVERROR(err);
 165 }
 166
 167 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height,
 168                        uint32_t pix_fmt)
 169 {
 170     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 171     int fd = s->fd;
 172     struct v4l2_format fmt = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 173     struct v4l2_pix_format *pix = &fmt.fmt.pix;
 174
 175     int res;
 176
 177     pix->width = *width;
 178     pix->height = *height;
 179     pix->pixelformat = pix_fmt;
 180     pix->field = V4L2_FIELD_ANY;
 181
 182     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 183
 184     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 185         av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
 186                "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n",
 187                *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 188         *width = fmt.fmt.pix.width;
 189         *height = fmt.fmt.pix.height;
 190     }
 191
 192     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 193         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG,
 194                "The V4L2 driver changed the pixel format "
 195                "from 0x%08X to 0x%08X\n",
 196                pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 197         res = -1;
 198     }
 199
 200     if (fmt.fmt.pix.field == V4L2_FIELD_INTERLACED) {
 201         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver using the interlaced mode");
 202         s->interlaced = 1;
 203     }
 204
 205     return res;
 206 }
 207
 208 static int first_field(int fd)
 209 {
 210     int res;
 211     v4l2_std_id std;
 212
 213     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 214     if (res < 0) {
 215         return 0;
 216     }
 217     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 218         return 0;
 219     }
 220
 221     return 1;
 222 }
 223
 224 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
 225 {
 226     int i;
 227
 228     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 229         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 230              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 231             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
 232              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 233             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 234         }
 235     }
 236
 237     return 0;
 238 }
 239
 240 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
 241 {
 242     int i;
 243
 244     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 245         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 246             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 247             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 248         }
 249     }
 250
 251     return PIX_FMT_NONE;
 252 }
 253
 254 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 255 {
 256     int i;
 257
 258     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 259         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 260             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 261         }
 262     }
 263
 264     return CODEC_ID_NONE;
 265 }
 266
 267 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 268 static void list_framesizes(AVFormatContext *ctx, int fd, uint32_t pixelformat)
 269 {
 270     struct v4l2_frmsizeenum vfse = { .pixel_format = pixelformat };
 271
 272     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FRAMESIZES, &vfse)) {
 273         switch (vfse.type) {
 274         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_DISCRETE:
 275             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " %ux%u",
 276                    vfse.discrete.width, vfse.discrete.height);
 277         break;
 278         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_CONTINUOUS:
 279         case V4L2_FRMSIZE_TYPE_STEPWISE:
 280             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, " {%u-%u, %u}x{%u-%u, %u}",
 281                    vfse.stepwise.min_width,
 282                    vfse.stepwise.max_width,
 283                    vfse.stepwise.step_width,
 284                    vfse.stepwise.min_height,
 285                    vfse.stepwise.max_height,
 286                    vfse.stepwise.step_height);
 287         }
 288         vfse.index++;
 289     }
 290 }
 291 #endif
 292
 293 static void list_formats(AVFormatContext *ctx, int fd, int type)
 294 {
 295     struct v4l2_fmtdesc vfd = { .type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE };
 296
 297     while(!ioctl(fd, VIDIOC_ENUM_FMT, &vfd)) {
 298         enum CodecID codec_id = fmt_v4l2codec(vfd.pixelformat);
 299         enum PixelFormat pix_fmt = fmt_v4l2ff(vfd.pixelformat, codec_id);
 300
 301         vfd.index++;
 302
 303         if (!(vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED) &&
 304             type & V4L_RAWFORMATS) {
 305             const char *fmt_name = av_get_pix_fmt_name(pix_fmt);
 306             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "R : %9s : %20s :",
 307                    fmt_name ? fmt_name : "Unsupported",
 308                    vfd.description);
 309         } else if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_COMPRESSED &&
 310                    type & V4L_COMPFORMATS) {
 311             AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
 312             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "C : %9s : %20s :",
 313                    codec ? codec->name : "Unsupported",
 314                    vfd.description);
 315         } else {
 316             continue;
 317         }
 318
 319 #ifdef V4L2_FMT_FLAG_EMULATED
 320         if (vfd.flags & V4L2_FMT_FLAG_EMULATED) {
 321             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "%s", "Emulated");
 322             continue;
 323         }
 324 #endif
 325 #if HAVE_STRUCT_V4L2_FRMIVALENUM_DISCRETE
 326         list_framesizes(ctx, fd, vfd.pixelformat);
 327 #endif
 328         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "\n");
 329     }
 330 }
 331
 332 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 333 {
 334     int i, res;
 335     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 336     struct v4l2_requestbuffers req = {
 337         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 338         .count  = desired_video_buffers,
 339         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 340     };
 341
 342     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 343     if (res < 0) {
 344         if (errno == EINVAL) {
 345             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 346         } else {
 347             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 348         }
 349
 350         return AVERROR(errno);
 351     }
 352
 353     if (req.count < 2) {
 354         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 355
 356         return AVERROR(ENOMEM);
 357     }
 358     s->buffers = req.count;
 359     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 360     if (s->buf_start == NULL) {
 361         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 362
 363         return AVERROR(ENOMEM);
 364     }
 365     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 366     if (s->buf_len == NULL) {
 367         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 368         av_free(s->buf_start);
 369
 370         return AVERROR(ENOMEM);
 371     }
 372
 373     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 374         struct v4l2_buffer buf = {
 375             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 376             .index  = i,
 377             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 378         };
 379
 380         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 381         if (res < 0) {
 382             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 383
 384             return AVERROR(errno);
 385         }
 386
 387         s->buf_len[i] = buf.length;
 388         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 389             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 390                    "Buffer len [%d] = %d != %d\n",
 391                    i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 392
 393             return -1;
 394         }
 395         s->buf_start[i] = mmap(NULL, buf.length,
 396                                PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
 397                                s->fd, buf.m.offset);
 398
 399         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 400             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 401
 402             return AVERROR(errno);
 403         }
 404     }
 405
 406     return 0;
 407 }
 408
 409 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
 410 {
 411     struct v4l2_buffer buf = { 0 };
 412     int res, fd;
 413     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
 414
 415     if (pkt->data == NULL)
 416         return;
 417
 418     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 419     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 420     buf.index = buf_descriptor->index;
 421     fd = buf_descriptor->fd;
 422     av_free(buf_descriptor);
 423
 424     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 425     if (res < 0)
 426         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 427                strerror(errno));
 428
 429     pkt->data = NULL;
 430     pkt->size = 0;
 431 }
 432
 433 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 434 {
 435     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 436     struct v4l2_buffer buf = {
 437         .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 438         .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 439     };
 440     struct buff_data *buf_descriptor;
 441     struct pollfd p = { .fd = s->fd, .events = POLLIN };
 442     int res;
 443
 444     res = poll(&p, 1, s->timeout);
 445     if (res < 0)
 446         return AVERROR(errno);
 447
 448     if (!(p.revents & (POLLIN | POLLERR | POLLHUP)))
 449         return AVERROR(EAGAIN);
 450
 451     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 452     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 453     if (res < 0) {
 454         if (errno == EAGAIN) {
 455             pkt->size = 0;
 456
 457             return AVERROR(EAGAIN);
 458         }
 459         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n",
 460                strerror(errno));
 461
 462         return AVERROR(errno);
 463     }
 464     assert (buf.index < s->buffers);
 465     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 466         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 467                "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n",
 468                buf.bytesused, s->frame_size);
 469
 470         return AVERROR_INVALIDDATA;
 471     }
 472
 473     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 474     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
 475     pkt->size = buf.bytesused;
 476     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 477     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
 478     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 479     if (buf_descriptor == NULL) {
 480         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 481          * allocate a buffer for memcopying into it
 482          */
 483         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 484         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 485
 486         return AVERROR(ENOMEM);
 487     }
 488     buf_descriptor->fd = s->fd;
 489     buf_descriptor->index = buf.index;
 490     pkt->priv = buf_descriptor;
 491
 492     return s->buf_len[buf.index];
 493 }
 494
 495 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 496 {
 497     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 498     enum v4l2_buf_type type;
 499     int i, res;
 500
 501     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 502         struct v4l2_buffer buf = {
 503             .type   = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 504             .index  = i,
 505             .memory = V4L2_MEMORY_MMAP
 506         };
 507
 508         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 509         if (res < 0) {
 510             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n",
 511                    strerror(errno));
 512
 513             return AVERROR(errno);
 514         }
 515     }
 516
 517     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 518     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 519     if (res < 0) {
 520         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n",
 521                strerror(errno));
 522
 523         return AVERROR(errno);
 524     }
 525
 526     return 0;
 527 }
 528
 529 static void mmap_close(struct video_data *s)
 530 {
 531     enum v4l2_buf_type type;
 532     int i;
 533
 534     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 535     /* We do not check for the result, because we could
 536      * not do anything about it anyway...
 537      */
 538     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 539     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 540         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 541     }
 542     av_free(s->buf_start);
 543     av_free(s->buf_len);
 544 }
 545
 546 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
 547 {
 548     struct video_data *s = s1->priv_data;
 549     struct v4l2_input input = { 0 };
 550     struct v4l2_standard standard = { 0 };
 551     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 552     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 553     AVRational framerate_q = { 0 };
 554     int i, ret;
 555
 556     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 557
 558     if (s->framerate &&
 559         (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 560         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n",
 561                s->framerate);
 562         return ret;
 563     }
 564
 565     /* set tv video input */
 566     input.index = s->channel;
 567     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 568         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 569         return AVERROR(EIO);
 570     }
 571
 572     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 573             s->channel, input.name);
 574     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 575         av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 576                "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 577                 s->channel);
 578         return AVERROR(EIO);
 579     }
 580
 581     if (s->standard) {
 582         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 583                s->standard);
 584         /* set tv standard */
 585         for(i=0;;i++) {
 586             standard.index = i;
 587             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
 588                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 589                        "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 590                        s->standard);
 591                 return AVERROR(EIO);
 592             }
 593
 594             if (!av_strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
 595                 break;
 596             }
 597         }
 598
 599         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG,
 600                "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 601                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 602         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 603             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 604                    "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 605                    s->standard);
 606             return AVERROR(EIO);
 607         }
 608     }
 609
 610     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 611         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 612                framerate_q.den, framerate_q.num);
 613         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 614         tpf->denominator = framerate_q.num;
 615
 616         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 617             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 618                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 619                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 620             return AVERROR(EIO);
 621         }
 622
 623         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 624             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 625             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 626                    "The driver changed the time per frame from "
 627                    "%d/%d to %d/%d\n",
 628                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 629                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 630         }
 631     } else {
 632         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 633             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n",
 634                    strerror(errno));
 635             return AVERROR(errno);
 636         }
 637     }
 638     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
 639     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
 640
 641     s->timeout = 100 +
 642         av_rescale_q(1, s1->streams[0]->codec->time_base,
 643                         (AVRational){1, 1000});
 644
 645     return 0;
 646 }
 647
 648 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 649                                 enum PixelFormat pix_fmt,
 650                                 int *width,
 651                                 int *height,
 652                                 enum CodecID *codec_id)
 653 {
 654     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 655
 656     if (desired_format == 0 ||
 657         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 658         int i;
 659
 660         desired_format = 0;
 661         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 662             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 663                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 664                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 665                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 666                     break;
 667                 }
 668                 desired_format = 0;
 669             }
 670         }
 671     }
 672
 673     if (desired_format != 0) {
 674         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 675         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
 676     }
 677
 678     return desired_format;
 679 }
 680
 681 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
 682 {
 683     struct video_data *s = s1->priv_data;
 684     AVStream *st;
 685     int res = 0;
 686     uint32_t desired_format;
 687     enum CodecID codec_id;
 688     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 689
 690     st = avformat_new_stream(s1, NULL);
 691     if (!st) {
 692         res = AVERROR(ENOMEM);
 693         goto out;
 694     }
 695
 696     s->fd = device_open(s1);
 697     if (s->fd < 0) {
 698         res = s->fd;
 699         goto out;
 700     }
 701
 702     if (s->list_format) {
 703         list_formats(s1, s->fd, s->list_format);
 704         res = AVERROR_EXIT;
 705         goto out;
 706     }
 707
 708     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 709
 710     if (s->video_size &&
 711         (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 712         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n",
 713                s->video_size);
 714         goto out;
 715     }
 716
 717     if (s->pixel_format) {
 718         AVCodec *codec = avcodec_find_decoder_by_name(s->pixel_format);
 719
 720         if (codec)
 721             s1->video_codec_id = codec->id;
 722
 723         pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format);
 724
 725         if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE && !codec) {
 726             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such input format: %s.\n",
 727                    s->pixel_format);
 728
 729             res = AVERROR(EINVAL);
 730             goto out;
 731         }
 732     }
 733
 734     if (!s->width && !s->height) {
 735         struct v4l2_format fmt;
 736
 737         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 738                "Querying the device for the current frame size\n");
 739         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 740         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 741             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n",
 742                    strerror(errno));
 743             res = AVERROR(errno);
 744             goto out;
 745         }
 746
 747         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 748         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 749         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE,
 750                "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 751     }
 752
 753     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height,
 754                                      &codec_id);
 755     if (desired_format == 0) {
 756         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 757                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 758         close(s->fd);
 759
 760         res = AVERROR(EIO);
 761         goto out;
 762     }
 763
 764     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
 765         goto out;
 766
 767     s->frame_format = desired_format;
 768
 769     if ((res = v4l2_set_parameters(s1, ap) < 0))
 770         goto out;
 771
 772     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 773     s->frame_size =
 774         avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 775
 776     if ((res = mmap_init(s1)) ||
 777         (res = mmap_start(s1)) < 0) {
 778         close(s->fd);
 779         goto out;
 780     }
 781
 782     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 783
 784     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 785     st->codec->codec_id = codec_id;
 786     if (codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO)
 787         st->codec->codec_tag =
 788             avcodec_pix_fmt_to_codec_tag(st->codec->pix_fmt);
 789     st->codec->width = s->width;
 790     st->codec->height = s->height;
 791     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 792
 793 out:
 794     return res;
 795 }
 796
 797 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 798 {
 799     struct video_data *s = s1->priv_data;
 800     AVFrame *frame = s1->streams[0]->codec->coded_frame;
 801     int res;
 802
 803     av_init_packet(pkt);
 804     if ((res = mmap_read_frame(s1, pkt)) < 0) {
 805         return res;
 806     }
 807
 808     if (frame && s->interlaced) {
 809         frame->interlaced_frame = 1;
 810         frame->top_field_first = s->top_field_first;
 811     }
 812
 813     return pkt->size;
 814 }
 815
 816 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 817 {
 818     struct video_data *s = s1->priv_data;
 819
 820     mmap_close(s);
 821
 822     close(s->fd);
 823     return 0;
 824 }
 825
 826 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 827 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 828 static const AVOption options[] = {
 829     { "standard",     "TV standard, used only by analog frame grabber",            OFFSET(standard),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0,       DEC },
 830     { "channel",      "TV channel, used only by frame grabber",                    OFFSET(channel),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },    0, INT_MAX, DEC },
 831     { "video_size",   "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size),   AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 832     { "pixel_format", "Preferred pixel format",                                    OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 833     { "input_format", "Preferred pixel format (for raw video) or codec name",      OFFSET(pixel_format), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 834     { "framerate",    "",                                                          OFFSET(framerate),    AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},  0, 0,       DEC },
 835     { "list_formats", "List available formats and exit",                           OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 },  0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 836     { "all",          "Show all available formats",                                OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_ALLFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 837     { "raw",          "Show only non-compressed formats",                          OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_RAWFORMATS  },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 838     { "compressed",   "Show only compressed formats",                              OFFSET(list_format),  AV_OPT_TYPE_CONST,  {.dbl = V4L_COMPFORMATS },    0, INT_MAX, DEC, "list_formats" },
 839     { NULL },
 840 };
 841
 842 static const AVClass v4l2_class = {
 843     .class_name = "V4L2 indev",
 844     .item_name  = av_default_item_name,
 845     .option     = options,
 846     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 847 };
 848
 849 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 850     .name           = "video4linux2",
 851     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 852     .priv_data_size = sizeof(struct video_data),
 853     .read_header    = v4l2_read_header,
 854     .read_packet    = v4l2_read_packet,
 855     .read_close     = v4l2_read_close,
 856     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 857     .priv_class     = &v4l2_class,
 858 };