git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavdevice/x11grab.c

   1 /*
   2  * X11 video grab interface
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav integration:
   7  * Copyright (C) 2006 Clemens Fruhwirth <clemens@endorphin.org>
   8  *                    Edouard Gomez <ed.gomez@free.fr>
   9  *
  10  * This file contains code from grab.c:
  11  * Copyright (c) 2000-2001 Fabrice Bellard
  12  *
  13  * This file contains code from the xvidcap project:
  14  * Copyright (C) 1997-1998 Rasca, Berlin
  15  *               2003-2004 Karl H. Beckers, Frankfurt
  16  *
  17  * Libav is free software; you can redistribute it and/or modify
  18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  20  * (at your option) any later version.
  21  *
  22  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  25  * GNU General Public License for more details.
  26  *
  27  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  28  * along with Libav; if not, write to the Free Software
  29  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  30  */
  31
  32 /**
  33  * @file
  34  * X11 frame device demuxer by Clemens Fruhwirth <clemens@endorphin.org>
  35  * and Edouard Gomez <ed.gomez@free.fr>.
  36  */
  37
  38 #include "config.h"
  39 #include "libavformat/avformat.h"
  40 #include "libavutil/log.h"
  41 #include "libavutil/opt.h"
  42 #include "libavutil/parseutils.h"
  43 #include <time.h>
  44 #include <X11/X.h>
  45 #include <X11/Xlib.h>
  46 #include <X11/Xlibint.h>
  47 #include <X11/Xproto.h>
  48 #include <X11/Xutil.h>
  49 #include <sys/shm.h>
  50 #include <X11/extensions/XShm.h>
  51 #include <X11/extensions/Xfixes.h>
  52
  53 /**
  54  * X11 Device Demuxer context
  55  */
  56 struct x11_grab
  57 {
  58     const AVClass *class;    /**< Class for private options. */
  59     int frame_size;          /**< Size in bytes of a grabbed frame */
  60     AVRational time_base;    /**< Time base */
  61     int64_t time_frame;      /**< Current time */
  62
  63     char *video_size;        /**< String describing video size, set by a private option. */
  64     int height;              /**< Height of the grab frame */
  65     int width;               /**< Width of the grab frame */
  66     int x_off;               /**< Horizontal top-left corner coordinate */
  67     int y_off;               /**< Vertical top-left corner coordinate */
  68
  69     Display *dpy;            /**< X11 display from which x11grab grabs frames */
  70     XImage *image;           /**< X11 image holding the grab */
  71     int use_shm;             /**< !0 when using XShm extension */
  72     XShmSegmentInfo shminfo; /**< When using XShm, keeps track of XShm infos */
  73     int nomouse;
  74     char *framerate;         /**< Set by a private option. */
  75 };
  76
  77 /**
  78  * Initialize the x11 grab device demuxer (public device demuxer API).
  79  *
  80  * @param s1 Context from avformat core
  81  * @param ap Parameters from avformat core
  82  * @return <ul>
  83  *          <li>AVERROR(ENOMEM) no memory left</li>
  84  *          <li>AVERROR(EIO) other failure case</li>
  85  *          <li>0 success</li>
  86  *         </ul>
  87  */
  88 static int
  89 x11grab_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
  90 {
  91     struct x11_grab *x11grab = s1->priv_data;
  92     Display *dpy;
  93     AVStream *st = NULL;
  94     enum PixelFormat input_pixfmt;
  95     XImage *image;
  96     int x_off = 0;
  97     int y_off = 0;
  98     int use_shm;
  99     char *param, *offset;
 100     int ret = 0;
 101     AVRational framerate;
 102
 103     param = av_strdup(s1->filename);
 104     offset = strchr(param, '+');
 105     if (offset) {
 106         sscanf(offset, "%d,%d", &x_off, &y_off);
 107         x11grab->nomouse= strstr(offset, "nomouse");
 108         *offset= 0;
 109     }
 110
 111     if ((ret = av_parse_video_size(&x11grab->width, &x11grab->height, x11grab->video_size)) < 0) {
 112         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Couldn't parse video size.\n");
 113         goto out;
 114     }
 115     if ((ret = av_parse_video_rate(&framerate, x11grab->framerate)) < 0) {
 116         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate: %s.\n", x11grab->framerate);
 117         goto out;
 118     }
 119 #if FF_API_FORMAT_PARAMETERS
 120     if (ap->width > 0)
 121         x11grab->width = ap->width;
 122     if (ap->height > 0)
 123         x11grab->height = ap->height;
 124     if (ap->time_base.num)
 125         framerate = (AVRational){ap->time_base.den, ap->time_base.num};
 126 #endif
 127     av_log(s1, AV_LOG_INFO, "device: %s -> display: %s x: %d y: %d width: %d height: %d\n",
 128            s1->filename, param, x_off, y_off, x11grab->width, x11grab->height);
 129
 130     dpy = XOpenDisplay(param);
 131     if(!dpy) {
 132         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not open X display.\n");
 133         ret = AVERROR(EIO);
 134         goto out;
 135     }
 136
 137     st = av_new_stream(s1, 0);
 138     if (!st) {
 139         ret = AVERROR(ENOMEM);
 140         goto out;
 141     }
 142     av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 143
 144     use_shm = XShmQueryExtension(dpy);
 145     av_log(s1, AV_LOG_INFO, "shared memory extension %s found\n", use_shm ? "" : "not");
 146
 147     if(use_shm) {
 148         int scr = XDefaultScreen(dpy);
 149         image = XShmCreateImage(dpy,
 150                                 DefaultVisual(dpy, scr),
 151                                 DefaultDepth(dpy, scr),
 152                                 ZPixmap,
 153                                 NULL,
 154                                 &x11grab->shminfo,
 155                                 x11grab->width, x11grab->height);
 156         x11grab->shminfo.shmid = shmget(IPC_PRIVATE,
 157                                         image->bytes_per_line * image->height,
 158                                         IPC_CREAT|0777);
 159         if (x11grab->shminfo.shmid == -1) {
 160             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: Can't get shared memory!\n");
 161             ret = AVERROR(ENOMEM);
 162             goto out;
 163         }
 164         x11grab->shminfo.shmaddr = image->data = shmat(x11grab->shminfo.shmid, 0, 0);
 165         x11grab->shminfo.readOnly = False;
 166
 167         if (!XShmAttach(dpy, &x11grab->shminfo)) {
 168             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Fatal: Failed to attach shared memory!\n");
 169             /* needs some better error subroutine :) */
 170             ret = AVERROR(EIO);
 171             goto out;
 172         }
 173     } else {
 174         image = XGetImage(dpy, RootWindow(dpy, DefaultScreen(dpy)),
 175                           x_off,y_off,
 176                           x11grab->width, x11grab->height,
 177                           AllPlanes, ZPixmap);
 178     }
 179
 180     switch (image->bits_per_pixel) {
 181     case 8:
 182         av_log (s1, AV_LOG_DEBUG, "8 bit palette\n");
 183         input_pixfmt = PIX_FMT_PAL8;
 184         break;
 185     case 16:
 186         if (       image->red_mask   == 0xf800 &&
 187                    image->green_mask == 0x07e0 &&
 188                    image->blue_mask  == 0x001f ) {
 189             av_log (s1, AV_LOG_DEBUG, "16 bit RGB565\n");
 190             input_pixfmt = PIX_FMT_RGB565;
 191         } else if (image->red_mask   == 0x7c00 &&
 192                    image->green_mask == 0x03e0 &&
 193                    image->blue_mask  == 0x001f ) {
 194             av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "16 bit RGB555\n");
 195             input_pixfmt = PIX_FMT_RGB555;
 196         } else {
 197             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RGB ordering at image depth %i not supported ... aborting\n", image->bits_per_pixel);
 198             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "color masks: r 0x%.6lx g 0x%.6lx b 0x%.6lx\n", image->red_mask, image->green_mask, image->blue_mask);
 199             ret = AVERROR(EIO);
 200             goto out;
 201         }
 202         break;
 203     case 24:
 204         if (        image->red_mask   == 0xff0000 &&
 205                     image->green_mask == 0x00ff00 &&
 206                     image->blue_mask  == 0x0000ff ) {
 207             input_pixfmt = PIX_FMT_BGR24;
 208         } else if ( image->red_mask   == 0x0000ff &&
 209                     image->green_mask == 0x00ff00 &&
 210                     image->blue_mask  == 0xff0000 ) {
 211             input_pixfmt = PIX_FMT_RGB24;
 212         } else {
 213             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,"rgb ordering at image depth %i not supported ... aborting\n", image->bits_per_pixel);
 214             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "color masks: r 0x%.6lx g 0x%.6lx b 0x%.6lx\n", image->red_mask, image->green_mask, image->blue_mask);
 215             ret = AVERROR(EIO);
 216             goto out;
 217         }
 218         break;
 219     case 32:
 220 #if 0
 221         GetColorInfo (image, &c_info);
 222         if ( c_info.alpha_mask == 0xff000000 && image->green_mask == 0x0000ff00) {
 223             /* byte order is relevant here, not endianness
 224              * endianness is handled by avcodec, but atm no such thing
 225              * as having ABGR, instead of ARGB in a word. Since we
 226              * need this for Solaris/SPARC, but need to do the conversion
 227              * for every frame we do it outside of this loop, cf. below
 228              * this matches both ARGB32 and ABGR32 */
 229             input_pixfmt = PIX_FMT_ARGB32;
 230         }  else {
 231             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,"image depth %i not supported ... aborting\n", image->bits_per_pixel);
 232             return AVERROR(EIO);
 233         }
 234 #endif
 235         input_pixfmt = PIX_FMT_RGB32;
 236         break;
 237     default:
 238         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "image depth %i not supported ... aborting\n", image->bits_per_pixel);
 239         ret = AVERROR(EINVAL);
 240         goto out;
 241     }
 242
 243     x11grab->frame_size = x11grab->width * x11grab->height * image->bits_per_pixel/8;
 244     x11grab->dpy = dpy;
 245     x11grab->time_base  = (AVRational){framerate.den, framerate.num};
 246     x11grab->time_frame = av_gettime() / av_q2d(x11grab->time_base);
 247     x11grab->x_off = x_off;
 248     x11grab->y_off = y_off;
 249     x11grab->image = image;
 250     x11grab->use_shm = use_shm;
 251
 252     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 253     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 254     st->codec->width  = x11grab->width;
 255     st->codec->height = x11grab->height;
 256     st->codec->pix_fmt = input_pixfmt;
 257     st->codec->time_base = x11grab->time_base;
 258     st->codec->bit_rate = x11grab->frame_size * 1/av_q2d(x11grab->time_base) * 8;
 259
 260 out:
 261     return ret;
 262 }
 263
 264 /**
 265  * Paint a mouse pointer in an X11 image.
 266  *
 267  * @param image image to paint the mouse pointer to
 268  * @param s context used to retrieve original grabbing rectangle
 269  *          coordinates
 270  */
 271 static void
 272 paint_mouse_pointer(XImage *image, struct x11_grab *s)
 273 {
 274     int x_off = s->x_off;
 275     int y_off = s->y_off;
 276     int width = s->width;
 277     int height = s->height;
 278     Display *dpy = s->dpy;
 279     XFixesCursorImage *xcim;
 280     int x, y;
 281     int line, column;
 282     int to_line, to_column;
 283     int pixstride = image->bits_per_pixel >> 3;
 284     /* Warning: in its insanity, xlib provides unsigned image data through a
 285      * char* pointer, so we have to make it uint8_t to make things not break.
 286      * Anyone who performs further investigation of the xlib API likely risks
 287      * permanent brain damage. */
 288     uint8_t *pix = image->data;
 289
 290     /* Code doesn't currently support 16-bit or PAL8 */
 291     if (image->bits_per_pixel != 24 && image->bits_per_pixel != 32)
 292         return;
 293
 294     xcim = XFixesGetCursorImage(dpy);
 295
 296     x = xcim->x - xcim->xhot;
 297     y = xcim->y - xcim->yhot;
 298
 299     to_line = FFMIN((y + xcim->height), (height + y_off));
 300     to_column = FFMIN((x + xcim->width), (width + x_off));
 301
 302     for (line = FFMAX(y, y_off); line < to_line; line++) {
 303         for (column = FFMAX(x, x_off); column < to_column; column++) {
 304             int  xcim_addr = (line - y) * xcim->width + column - x;
 305             int image_addr = ((line - y_off) * width + column - x_off) * pixstride;
 306             int r = (uint8_t)(xcim->pixels[xcim_addr] >>  0);
 307             int g = (uint8_t)(xcim->pixels[xcim_addr] >>  8);
 308             int b = (uint8_t)(xcim->pixels[xcim_addr] >> 16);
 309             int a = (uint8_t)(xcim->pixels[xcim_addr] >> 24);
 310
 311             if (a == 255) {
 312                 pix[image_addr+0] = r;
 313                 pix[image_addr+1] = g;
 314                 pix[image_addr+2] = b;
 315             } else if (a) {
 316                 /* pixel values from XFixesGetCursorImage come premultiplied by alpha */
 317                 pix[image_addr+0] = r + (pix[image_addr+0]*(255-a) + 255/2) / 255;
 318                 pix[image_addr+1] = g + (pix[image_addr+1]*(255-a) + 255/2) / 255;
 319                 pix[image_addr+2] = b + (pix[image_addr+2]*(255-a) + 255/2) / 255;
 320             }
 321         }
 322     }
 323
 324     XFree(xcim);
 325     xcim = NULL;
 326 }
 327
 328
 329 /**
 330  * Read new data in the image structure.
 331  *
 332  * @param dpy X11 display to grab from
 333  * @param d
 334  * @param image Image where the grab will be put
 335  * @param x Top-Left grabbing rectangle horizontal coordinate
 336  * @param y Top-Left grabbing rectangle vertical coordinate
 337  * @return 0 if error, !0 if successful
 338  */
 339 static int
 340 xget_zpixmap(Display *dpy, Drawable d, XImage *image, int x, int y)
 341 {
 342     xGetImageReply rep;
 343     xGetImageReq *req;
 344     long nbytes;
 345
 346     if (!image) {
 347         return 0;
 348     }
 349
 350     LockDisplay(dpy);
 351     GetReq(GetImage, req);
 352
 353     /* First set up the standard stuff in the request */
 354     req->drawable = d;
 355     req->x = x;
 356     req->y = y;
 357     req->width = image->width;
 358     req->height = image->height;
 359     req->planeMask = (unsigned int)AllPlanes;
 360     req->format = ZPixmap;
 361
 362     if (!_XReply(dpy, (xReply *)&rep, 0, xFalse) || !rep.length) {
 363         UnlockDisplay(dpy);
 364         SyncHandle();
 365         return 0;
 366     }
 367
 368     nbytes = (long)rep.length << 2;
 369     _XReadPad(dpy, image->data, nbytes);
 370
 371     UnlockDisplay(dpy);
 372     SyncHandle();
 373     return 1;
 374 }
 375
 376 /**
 377  * Grab a frame from x11 (public device demuxer API).
 378  *
 379  * @param s1 Context from avformat core
 380  * @param pkt Packet holding the brabbed frame
 381  * @return frame size in bytes
 382  */
 383 static int
 384 x11grab_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 385 {
 386     struct x11_grab *s = s1->priv_data;
 387     Display *dpy = s->dpy;
 388     XImage *image = s->image;
 389     int x_off = s->x_off;
 390     int y_off = s->y_off;
 391
 392     int64_t curtime, delay;
 393     struct timespec ts;
 394
 395     /* Calculate the time of the next frame */
 396     s->time_frame += INT64_C(1000000);
 397
 398     /* wait based on the frame rate */
 399     for(;;) {
 400         curtime = av_gettime();
 401         delay = s->time_frame * av_q2d(s->time_base) - curtime;
 402         if (delay <= 0) {
 403             if (delay < INT64_C(-1000000) * av_q2d(s->time_base)) {
 404                 s->time_frame += INT64_C(1000000);
 405             }
 406             break;
 407         }
 408         ts.tv_sec = delay / 1000000;
 409         ts.tv_nsec = (delay % 1000000) * 1000;
 410         nanosleep(&ts, NULL);
 411     }
 412
 413     if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0) {
 414         return AVERROR(EIO);
 415     }
 416
 417     pkt->pts = curtime;
 418
 419     if(s->use_shm) {
 420         if (!XShmGetImage(dpy, RootWindow(dpy, DefaultScreen(dpy)), image, x_off, y_off, AllPlanes)) {
 421             av_log (s1, AV_LOG_INFO, "XShmGetImage() failed\n");
 422         }
 423     } else {
 424         if (!xget_zpixmap(dpy, RootWindow(dpy, DefaultScreen(dpy)), image, x_off, y_off)) {
 425             av_log (s1, AV_LOG_INFO, "XGetZPixmap() failed\n");
 426         }
 427     }
 428
 429     if(!s->nomouse){
 430         paint_mouse_pointer(image, s);
 431     }
 432
 433
 434     /* XXX: avoid memcpy */
 435     memcpy(pkt->data, image->data, s->frame_size);
 436     return s->frame_size;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * Close x11 frame grabber (public device demuxer API).
 441  *
 442  * @param s1 Context from avformat core
 443  * @return 0 success, !0 failure
 444  */
 445 static int
 446 x11grab_read_close(AVFormatContext *s1)
 447 {
 448     struct x11_grab *x11grab = s1->priv_data;
 449
 450     /* Detach cleanly from shared mem */
 451     if (x11grab->use_shm) {
 452         XShmDetach(x11grab->dpy, &x11grab->shminfo);
 453         shmdt(x11grab->shminfo.shmaddr);
 454         shmctl(x11grab->shminfo.shmid, IPC_RMID, NULL);
 455     }
 456
 457     /* Destroy X11 image */
 458     if (x11grab->image) {
 459         XDestroyImage(x11grab->image);
 460         x11grab->image = NULL;
 461     }
 462
 463     /* Free X11 display */
 464     XCloseDisplay(x11grab->dpy);
 465     return 0;
 466 }
 467
 468 #define OFFSET(x) offsetof(struct x11_grab, x)
 469 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 470 static const AVOption options[] = {
 471     { "video_size", "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "vga"}, 0, 0, DEC },
 472     { "framerate", "", OFFSET(framerate), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "ntsc"}, 0, 0, DEC },
 473     { NULL },
 474 };
 475
 476 static const AVClass x11_class = {
 477     .class_name = "X11grab indev",
 478     .item_name  = av_default_item_name,
 479     .option     = options,
 480     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 481 };
 482
 483 /** x11 grabber device demuxer declaration */
 484 AVInputFormat ff_x11_grab_device_demuxer =
 485 {
 486     "x11grab",
 487     NULL_IF_CONFIG_SMALL("X11grab"),
 488     sizeof(struct x11_grab),
 489     NULL,
 490     x11grab_read_header,
 491     x11grab_read_packet,
 492     x11grab_read_close,
 493     .flags = AVFMT_NOFILE,
 494     .priv_class = &x11_class,
 495 };