libavdevice/avfoundation.m

   1 /*
   2  * AVFoundation input device
   3  * Copyright (c) 2014 Thilo Borgmann <thilo.borgmann@mail.de>
   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  * AVFoundation input device
  25  * @author Thilo Borgmann <thilo.borgmann@mail.de>
  26  */
  27
  28 #import <AVFoundation/AVFoundation.h>
  29 #include <pthread.h>
  30
  31 #include "libavutil/pixdesc.h"
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "libavutil/avstring.h"
  34 #include "libavformat/internal.h"
  35 #include "libavutil/internal.h"
  36 #include "libavutil/parseutils.h"
  37 #include "libavutil/time.h"
  38 #include "avdevice.h"
  39
  40 static const int avf_time_base = 1000000;
  41
  42 static const AVRational avf_time_base_q = {
  43     .num = 1,
  44     .den = avf_time_base
  45 };
  46
  47 struct AVFPixelFormatSpec {
  48     enum AVPixelFormat ff_id;
  49     OSType avf_id;
  50 };
  51
  52 static const struct AVFPixelFormatSpec avf_pixel_formats[] = {
  53     { AV_PIX_FMT_MONOBLACK,    kCVPixelFormatType_1Monochrome },
  54     { AV_PIX_FMT_RGB555BE,     kCVPixelFormatType_16BE555 },
  55     { AV_PIX_FMT_RGB555LE,     kCVPixelFormatType_16LE555 },
  56     { AV_PIX_FMT_RGB565BE,     kCVPixelFormatType_16BE565 },
  57     { AV_PIX_FMT_RGB565LE,     kCVPixelFormatType_16LE565 },
  58     { AV_PIX_FMT_RGB24,        kCVPixelFormatType_24RGB },
  59     { AV_PIX_FMT_BGR24,        kCVPixelFormatType_24BGR },
  60     { AV_PIX_FMT_0RGB,         kCVPixelFormatType_32ARGB },
  61     { AV_PIX_FMT_BGR0,         kCVPixelFormatType_32BGRA },
  62     { AV_PIX_FMT_0BGR,         kCVPixelFormatType_32ABGR },
  63     { AV_PIX_FMT_RGB0,         kCVPixelFormatType_32RGBA },
  64     { AV_PIX_FMT_BGR48BE,      kCVPixelFormatType_48RGB },
  65     { AV_PIX_FMT_UYVY422,      kCVPixelFormatType_422YpCbCr8 },
  66     { AV_PIX_FMT_YUVA444P,     kCVPixelFormatType_4444YpCbCrA8R },
  67     { AV_PIX_FMT_YUVA444P16LE, kCVPixelFormatType_4444AYpCbCr16 },
  68     { AV_PIX_FMT_YUV444P,      kCVPixelFormatType_444YpCbCr8 },
  69     { AV_PIX_FMT_YUV422P16,    kCVPixelFormatType_422YpCbCr16 },
  70     { AV_PIX_FMT_YUV422P10,    kCVPixelFormatType_422YpCbCr10 },
  71     { AV_PIX_FMT_YUV444P10,    kCVPixelFormatType_444YpCbCr10 },
  72     { AV_PIX_FMT_YUV420P,      kCVPixelFormatType_420YpCbCr8Planar },
  73     { AV_PIX_FMT_NV12,         kCVPixelFormatType_420YpCbCr8BiPlanarVideoRange },
  74     { AV_PIX_FMT_YUYV422,      kCVPixelFormatType_422YpCbCr8_yuvs },
  75 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
  76     { AV_PIX_FMT_GRAY8,        kCVPixelFormatType_OneComponent8 },
  77 #endif
  78     { AV_PIX_FMT_NONE, 0 }
  79 };
  80
  81 typedef struct
  82 {
  83     AVClass*        class;
  84
  85     int             frames_captured;
  86     int             audio_frames_captured;
  87     int64_t         first_pts;
  88     int64_t         first_audio_pts;
  89     pthread_mutex_t frame_lock;
  90     pthread_cond_t  frame_wait_cond;
  91     id              avf_delegate;
  92     id              avf_audio_delegate;
  93
  94     AVRational      framerate;
  95     int             width, height;
  96
  97     int             capture_cursor;
  98     int             capture_mouse_clicks;
  99
 100     int             list_devices;
 101     int             video_device_index;
 102     int             video_stream_index;
 103     int             audio_device_index;
 104     int             audio_stream_index;
 105
 106     char            *video_filename;
 107     char            *audio_filename;
 108
 109     int             num_video_devices;
 110
 111     int             audio_channels;
 112     int             audio_bits_per_sample;
 113     int             audio_float;
 114     int             audio_be;
 115     int             audio_signed_integer;
 116     int             audio_packed;
 117     int             audio_non_interleaved;
 118
 119     int32_t         *audio_buffer;
 120     int             audio_buffer_size;
 121
 122     enum AVPixelFormat pixel_format;
 123
 124     AVCaptureSession         *capture_session;
 125     AVCaptureVideoDataOutput *video_output;
 126     AVCaptureAudioDataOutput *audio_output;
 127     CMSampleBufferRef         current_frame;
 128     CMSampleBufferRef         current_audio_frame;
 129 } AVFContext;
 130
 131 static void lock_frames(AVFContext* ctx)
 132 {
 133     pthread_mutex_lock(&ctx->frame_lock);
 134 }
 135
 136 static void unlock_frames(AVFContext* ctx)
 137 {
 138     pthread_mutex_unlock(&ctx->frame_lock);
 139 }
 140
 141 /** FrameReciever class - delegate for AVCaptureSession
 142  */
 143 @interface AVFFrameReceiver : NSObject
 144 {
 145     AVFContext* _context;
 146 }
 147
 148 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context;
 149
 150 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 151   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)videoFrame
 152          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
 153
 154 @end
 155
 156 @implementation AVFFrameReceiver
 157
 158 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context
 159 {
 160     if (self = [super init]) {
 161         _context = context;
 162     }
 163     return self;
 164 }
 165
 166 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 167   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)videoFrame
 168          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
 169 {
 170     lock_frames(_context);
 171
 172     if (_context->current_frame != nil) {
 173         CFRelease(_context->current_frame);
 174     }
 175
 176     _context->current_frame = (CMSampleBufferRef)CFRetain(videoFrame);
 177
 178     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
 179
 180     unlock_frames(_context);
 181
 182     ++_context->frames_captured;
 183 }
 184
 185 @end
 186
 187 /** AudioReciever class - delegate for AVCaptureSession
 188  */
 189 @interface AVFAudioReceiver : NSObject
 190 {
 191     AVFContext* _context;
 192 }
 193
 194 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context;
 195
 196 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 197   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)audioFrame
 198          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection;
 199
 200 @end
 201
 202 @implementation AVFAudioReceiver
 203
 204 - (id)initWithContext:(AVFContext*)context
 205 {
 206     if (self = [super init]) {
 207         _context = context;
 208     }
 209     return self;
 210 }
 211
 212 - (void)  captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput
 213   didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)audioFrame
 214          fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection
 215 {
 216     lock_frames(_context);
 217
 218     if (_context->current_audio_frame != nil) {
 219         CFRelease(_context->current_audio_frame);
 220     }
 221
 222     _context->current_audio_frame = (CMSampleBufferRef)CFRetain(audioFrame);
 223
 224     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
 225
 226     unlock_frames(_context);
 227
 228     ++_context->audio_frames_captured;
 229 }
 230
 231 @end
 232
 233 static void destroy_context(AVFContext* ctx)
 234 {
 235     [ctx->capture_session stopRunning];
 236
 237     [ctx->capture_session release];
 238     [ctx->video_output    release];
 239     [ctx->audio_output    release];
 240     [ctx->avf_delegate    release];
 241     [ctx->avf_audio_delegate release];
 242
 243     ctx->capture_session = NULL;
 244     ctx->video_output    = NULL;
 245     ctx->audio_output    = NULL;
 246     ctx->avf_delegate    = NULL;
 247     ctx->avf_audio_delegate = NULL;
 248
 249     av_freep(&ctx->audio_buffer);
 250
 251     pthread_mutex_destroy(&ctx->frame_lock);
 252     pthread_cond_destroy(&ctx->frame_wait_cond);
 253
 254     if (ctx->current_frame) {
 255         CFRelease(ctx->current_frame);
 256     }
 257 }
 258
 259 static void parse_device_name(AVFormatContext *s)
 260 {
 261     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 262     char *tmp = av_strdup(s->filename);
 263     char *save;
 264
 265     if (tmp[0] != ':') {
 266         ctx->video_filename = av_strtok(tmp,  ":", &save);
 267         ctx->audio_filename = av_strtok(NULL, ":", &save);
 268     } else {
 269         ctx->audio_filename = av_strtok(tmp,  ":", &save);
 270     }
 271 }
 272
 273 /**
 274  * Configure the video device.
 275  *
 276  * Configure the video device using a run-time approach to access properties
 277  * since formats, activeFormat are available since  iOS >= 7.0 or OSX >= 10.7
 278  * and activeVideoMaxFrameDuration is available since i0S >= 7.0 and OSX >= 10.9.
 279  *
 280  * The NSUndefinedKeyException must be handled by the caller of this function.
 281  *
 282  */
 283 static int configure_video_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *video_device)
 284 {
 285     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 286
 287     double framerate = av_q2d(ctx->framerate);
 288     NSObject *range = nil;
 289     NSObject *format = nil;
 290     NSObject *selected_range = nil;
 291     NSObject *selected_format = nil;
 292
 293     for (format in [video_device valueForKey:@"formats"]) {
 294         CMFormatDescriptionRef formatDescription;
 295         CMVideoDimensions dimensions;
 296
 297         formatDescription = (CMFormatDescriptionRef) [format performSelector:@selector(formatDescription)];
 298         dimensions = CMVideoFormatDescriptionGetDimensions(formatDescription);
 299
 300         if ((ctx->width == 0 && ctx->height == 0) ||
 301             (dimensions.width == ctx->width && dimensions.height == ctx->height)) {
 302
 303             selected_format = format;
 304
 305             for (range in [format valueForKey:@"videoSupportedFrameRateRanges"]) {
 306                 double max_framerate;
 307
 308                 [[range valueForKey:@"maxFrameRate"] getValue:&max_framerate];
 309                 if (fabs (framerate - max_framerate) < 0.01) {
 310                     selected_range = range;
 311                     break;
 312                 }
 313             }
 314         }
 315     }
 316
 317     if (!selected_format) {
 318         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected video size (%dx%d) is not supported by the device\n",
 319             ctx->width, ctx->height);
 320         goto unsupported_format;
 321     }
 322
 323     if (!selected_range) {
 324         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected framerate (%f) is not supported by the device\n",
 325             framerate);
 326         goto unsupported_format;
 327     }
 328
 329     if ([video_device lockForConfiguration:NULL] == YES) {
 330         NSValue *min_frame_duration = [selected_range valueForKey:@"minFrameDuration"];
 331
 332         [video_device setValue:selected_format forKey:@"activeFormat"];
 333         [video_device setValue:min_frame_duration forKey:@"activeVideoMinFrameDuration"];
 334         [video_device setValue:min_frame_duration forKey:@"activeVideoMaxFrameDuration"];
 335     } else {
 336         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Could not lock device for configuration");
 337         return AVERROR(EINVAL);
 338     }
 339
 340     return 0;
 341
 342 unsupported_format:
 343
 344     av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Supported modes:\n");
 345     for (format in [video_device valueForKey:@"formats"]) {
 346         CMFormatDescriptionRef formatDescription;
 347         CMVideoDimensions dimensions;
 348
 349         formatDescription = (CMFormatDescriptionRef) [format performSelector:@selector(formatDescription)];
 350         dimensions = CMVideoFormatDescriptionGetDimensions(formatDescription);
 351
 352         for (range in [format valueForKey:@"videoSupportedFrameRateRanges"]) {
 353             double min_framerate;
 354             double max_framerate;
 355
 356             [[range valueForKey:@"minFrameRate"] getValue:&min_framerate];
 357             [[range valueForKey:@"maxFrameRate"] getValue:&max_framerate];
 358             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "  %dx%d@[%f %f]fps\n",
 359                 dimensions.width, dimensions.height,
 360                 min_framerate, max_framerate);
 361         }
 362     }
 363     return AVERROR(EINVAL);
 364 }
 365
 366 static int add_video_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *video_device)
 367 {
 368     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 369     int ret;
 370     NSError *error  = nil;
 371     AVCaptureInput* capture_input = nil;
 372     struct AVFPixelFormatSpec pxl_fmt_spec;
 373     NSNumber *pixel_format;
 374     NSDictionary *capture_dict;
 375     dispatch_queue_t queue;
 376
 377     if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
 378         capture_input = (AVCaptureInput*) [[[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:video_device error:&error] autorelease];
 379     } else {
 380         capture_input = (AVCaptureInput*) video_device;
 381     }
 382
 383     if (!capture_input) {
 384         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to create AV capture input device: %s\n",
 385                [[error localizedDescription] UTF8String]);
 386         return 1;
 387     }
 388
 389     if ([ctx->capture_session canAddInput:capture_input]) {
 390         [ctx->capture_session addInput:capture_input];
 391     } else {
 392         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add video input to capture session\n");
 393         return 1;
 394     }
 395
 396     // Attaching output
 397     ctx->video_output = [[AVCaptureVideoDataOutput alloc] init];
 398
 399     if (!ctx->video_output) {
 400         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to init AV video output\n");
 401         return 1;
 402     }
 403
 404     // Configure device framerate and video size
 405     @try {
 406         if ((ret = configure_video_device(s, video_device)) < 0) {
 407             return ret;
 408         }
 409     } @catch (NSException *exception) {
 410         if (![[exception name] isEqualToString:NSUndefinedKeyException]) {
 411           av_log (s, AV_LOG_ERROR, "An error occurred: %s", [exception.reason UTF8String]);
 412           return AVERROR_EXTERNAL;
 413         }
 414     }
 415
 416     // select pixel format
 417     pxl_fmt_spec.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
 418
 419     for (int i = 0; avf_pixel_formats[i].ff_id != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
 420         if (ctx->pixel_format == avf_pixel_formats[i].ff_id) {
 421             pxl_fmt_spec = avf_pixel_formats[i];
 422             break;
 423         }
 424     }
 425
 426     // check if selected pixel format is supported by AVFoundation
 427     if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
 428         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected pixel format (%s) is not supported by AVFoundation.\n",
 429                av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
 430         return 1;
 431     }
 432
 433     // check if the pixel format is available for this device
 434     if ([[ctx->video_output availableVideoCVPixelFormatTypes] indexOfObject:[NSNumber numberWithInt:pxl_fmt_spec.avf_id]] == NSNotFound) {
 435         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Selected pixel format (%s) is not supported by the input device.\n",
 436                av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
 437
 438         pxl_fmt_spec.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
 439
 440         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Supported pixel formats:\n");
 441         for (NSNumber *pxl_fmt in [ctx->video_output availableVideoCVPixelFormatTypes]) {
 442             struct AVFPixelFormatSpec pxl_fmt_dummy;
 443             pxl_fmt_dummy.ff_id = AV_PIX_FMT_NONE;
 444             for (int i = 0; avf_pixel_formats[i].ff_id != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
 445                 if ([pxl_fmt intValue] == avf_pixel_formats[i].avf_id) {
 446                     pxl_fmt_dummy = avf_pixel_formats[i];
 447                     break;
 448                 }
 449             }
 450
 451             if (pxl_fmt_dummy.ff_id != AV_PIX_FMT_NONE) {
 452                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "  %s\n", av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_dummy.ff_id));
 453
 454                 // select first supported pixel format instead of user selected (or default) pixel format
 455                 if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
 456                     pxl_fmt_spec = pxl_fmt_dummy;
 457                 }
 458             }
 459         }
 460
 461         // fail if there is no appropriate pixel format or print a warning about overriding the pixel format
 462         if (pxl_fmt_spec.ff_id == AV_PIX_FMT_NONE) {
 463             return 1;
 464         } else {
 465             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Overriding selected pixel format to use %s instead.\n",
 466                    av_get_pix_fmt_name(pxl_fmt_spec.ff_id));
 467         }
 468     }
 469
 470     ctx->pixel_format          = pxl_fmt_spec.ff_id;
 471     pixel_format = [NSNumber numberWithUnsignedInt:pxl_fmt_spec.avf_id];
 472     capture_dict = [NSDictionary dictionaryWithObject:pixel_format
 473                                                forKey:(id)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey];
 474
 475     [ctx->video_output setVideoSettings:capture_dict];
 476     [ctx->video_output setAlwaysDiscardsLateVideoFrames:YES];
 477
 478     ctx->avf_delegate = [[AVFFrameReceiver alloc] initWithContext:ctx];
 479
 480     queue = dispatch_queue_create("avf_queue", NULL);
 481     [ctx->video_output setSampleBufferDelegate:ctx->avf_delegate queue:queue];
 482     dispatch_release(queue);
 483
 484     if ([ctx->capture_session canAddOutput:ctx->video_output]) {
 485         [ctx->capture_session addOutput:ctx->video_output];
 486     } else {
 487         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add video output to capture session\n");
 488         return 1;
 489     }
 490
 491     return 0;
 492 }
 493
 494 static int add_audio_device(AVFormatContext *s, AVCaptureDevice *audio_device)
 495 {
 496     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 497     NSError *error  = nil;
 498     AVCaptureDeviceInput* audio_dev_input = [[[AVCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:audio_device error:&error] autorelease];
 499     dispatch_queue_t queue;
 500
 501     if (!audio_dev_input) {
 502         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to create AV capture input device: %s\n",
 503                [[error localizedDescription] UTF8String]);
 504         return 1;
 505     }
 506
 507     if ([ctx->capture_session canAddInput:audio_dev_input]) {
 508         [ctx->capture_session addInput:audio_dev_input];
 509     } else {
 510         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "can't add audio input to capture session\n");
 511         return 1;
 512     }
 513
 514     // Attaching output
 515     ctx->audio_output = [[AVCaptureAudioDataOutput alloc] init];
 516
 517     if (!ctx->audio_output) {
 518         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Failed to init AV audio output\n");
 519         return 1;
 520     }
 521
 522     ctx->avf_audio_delegate = [[AVFAudioReceiver alloc] initWithContext:ctx];
 523
 524     queue = dispatch_queue_create("avf_audio_queue", NULL);
 525     [ctx->audio_output setSampleBufferDelegate:ctx->avf_audio_delegate queue:queue];
 526     dispatch_release(queue);
 527
 528     if ([ctx->capture_session canAddOutput:ctx->audio_output]) {
 529         [ctx->capture_session addOutput:ctx->audio_output];
 530     } else {
 531         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "adding audio output to capture session failed\n");
 532         return 1;
 533     }
 534
 535     return 0;
 536 }
 537
 538 static int get_video_config(AVFormatContext *s)
 539 {
 540     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 541     CVImageBufferRef image_buffer;
 542     CGSize image_buffer_size;
 543     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
 544
 545     if (!stream) {
 546         return 1;
 547     }
 548
 549     // Take stream info from the first frame.
 550     while (ctx->frames_captured < 1) {
 551         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
 552     }
 553
 554     lock_frames(ctx);
 555
 556     ctx->video_stream_index = stream->index;
 557
 558     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, avf_time_base);
 559
 560     image_buffer      = CMSampleBufferGetImageBuffer(ctx->current_frame);
 561     image_buffer_size = CVImageBufferGetEncodedSize(image_buffer);
 562
 563     stream->codecpar->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
 564     stream->codecpar->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 565     stream->codecpar->width      = (int)image_buffer_size.width;
 566     stream->codecpar->height     = (int)image_buffer_size.height;
 567     stream->codecpar->format     = ctx->pixel_format;
 568
 569     CFRelease(ctx->current_frame);
 570     ctx->current_frame = nil;
 571
 572     unlock_frames(ctx);
 573
 574     return 0;
 575 }
 576
 577 static int get_audio_config(AVFormatContext *s)
 578 {
 579     AVFContext *ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 580     CMFormatDescriptionRef format_desc;
 581     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
 582
 583     if (!stream) {
 584         return 1;
 585     }
 586
 587     // Take stream info from the first frame.
 588     while (ctx->audio_frames_captured < 1) {
 589         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
 590     }
 591
 592     lock_frames(ctx);
 593
 594     ctx->audio_stream_index = stream->index;
 595
 596     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, avf_time_base);
 597
 598     format_desc = CMSampleBufferGetFormatDescription(ctx->current_audio_frame);
 599     const AudioStreamBasicDescription *basic_desc = CMAudioFormatDescriptionGetStreamBasicDescription(format_desc);
 600
 601     if (!basic_desc) {
 602         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "audio format not available\n");
 603         return 1;
 604     }
 605
 606     stream->codecpar->codec_type     = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
 607     stream->codecpar->sample_rate    = basic_desc->mSampleRate;
 608     stream->codecpar->channels       = basic_desc->mChannelsPerFrame;
 609     stream->codecpar->channel_layout = av_get_default_channel_layout(stream->codecpar->channels);
 610
 611     ctx->audio_channels        = basic_desc->mChannelsPerFrame;
 612     ctx->audio_bits_per_sample = basic_desc->mBitsPerChannel;
 613     ctx->audio_float           = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsFloat;
 614     ctx->audio_be              = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsBigEndian;
 615     ctx->audio_signed_integer  = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsSignedInteger;
 616     ctx->audio_packed          = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsPacked;
 617     ctx->audio_non_interleaved = basic_desc->mFormatFlags & kAudioFormatFlagIsNonInterleaved;
 618
 619     if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 620         ctx->audio_float &&
 621         ctx->audio_bits_per_sample == 32 &&
 622         ctx->audio_packed) {
 623         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_F32BE : AV_CODEC_ID_PCM_F32LE;
 624     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 625         ctx->audio_signed_integer &&
 626         ctx->audio_bits_per_sample == 16 &&
 627         ctx->audio_packed) {
 628         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S16BE : AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
 629     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 630         ctx->audio_signed_integer &&
 631         ctx->audio_bits_per_sample == 24 &&
 632         ctx->audio_packed) {
 633         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S24BE : AV_CODEC_ID_PCM_S24LE;
 634     } else if (basic_desc->mFormatID == kAudioFormatLinearPCM &&
 635         ctx->audio_signed_integer &&
 636         ctx->audio_bits_per_sample == 32 &&
 637         ctx->audio_packed) {
 638         stream->codecpar->codec_id = ctx->audio_be ? AV_CODEC_ID_PCM_S32BE : AV_CODEC_ID_PCM_S32LE;
 639     } else {
 640         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "audio format is not supported\n");
 641         return 1;
 642     }
 643
 644     if (ctx->audio_non_interleaved) {
 645         CMBlockBufferRef block_buffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(ctx->current_audio_frame);
 646         ctx->audio_buffer_size        = CMBlockBufferGetDataLength(block_buffer);
 647         ctx->audio_buffer             = av_malloc(ctx->audio_buffer_size);
 648         if (!ctx->audio_buffer) {
 649             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "error allocating audio buffer\n");
 650             return 1;
 651         }
 652     }
 653
 654     CFRelease(ctx->current_audio_frame);
 655     ctx->current_audio_frame = nil;
 656
 657     unlock_frames(ctx);
 658
 659     return 0;
 660 }
 661
 662 static int avf_read_header(AVFormatContext *s)
 663 {
 664     NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
 665     int capture_screen      = 0;
 666     uint32_t num_screens    = 0;
 667     AVFContext *ctx         = (AVFContext*)s->priv_data;
 668     AVCaptureDevice *video_device = nil;
 669     AVCaptureDevice *audio_device = nil;
 670     // Find capture device
 671     NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
 672     ctx->num_video_devices = [devices count];
 673
 674     ctx->first_pts          = av_gettime();
 675     ctx->first_audio_pts    = av_gettime();
 676
 677     pthread_mutex_init(&ctx->frame_lock, NULL);
 678     pthread_cond_init(&ctx->frame_wait_cond, NULL);
 679
 680 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 681     CGGetActiveDisplayList(0, NULL, &num_screens);
 682 #endif
 683
 684     // List devices if requested
 685     if (ctx->list_devices) {
 686         int index = 0;
 687         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "AVFoundation video devices:\n");
 688         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 689             const char *name = [[device localizedName] UTF8String];
 690             index            = [devices indexOfObject:device];
 691             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
 692             index++;
 693         }
 694 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 695         if (num_screens > 0) {
 696             CGDirectDisplayID screens[num_screens];
 697             CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
 698             for (int i = 0; i < num_screens; i++) {
 699                 av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] Capture screen %d\n", index + i, i);
 700             }
 701         }
 702 #endif
 703
 704         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "AVFoundation audio devices:\n");
 705         devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 706         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 707             const char *name = [[device localizedName] UTF8String];
 708             int index  = [devices indexOfObject:device];
 709             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
 710         }
 711          goto fail;
 712     }
 713
 714     // parse input filename for video and audio device
 715     parse_device_name(s);
 716
 717     // check for device index given in filename
 718     if (ctx->video_device_index == -1 && ctx->video_filename) {
 719         sscanf(ctx->video_filename, "%d", &ctx->video_device_index);
 720     }
 721     if (ctx->audio_device_index == -1 && ctx->audio_filename) {
 722         sscanf(ctx->audio_filename, "%d", &ctx->audio_device_index);
 723     }
 724
 725     if (ctx->video_device_index >= 0) {
 726         if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
 727             video_device = [devices objectAtIndex:ctx->video_device_index];
 728         } else if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices + num_screens) {
 729 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 730             CGDirectDisplayID screens[num_screens];
 731             CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
 732             AVCaptureScreenInput* capture_screen_input = [[[AVCaptureScreenInput alloc] initWithDisplayID:screens[ctx->video_device_index - ctx->num_video_devices]] autorelease];
 733
 734             if (ctx->framerate.num > 0) {
 735                 capture_screen_input.minFrameDuration = CMTimeMake(ctx->framerate.den, ctx->framerate.num);
 736             }
 737
 738 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
 739             if (ctx->capture_cursor) {
 740                 capture_screen_input.capturesCursor = YES;
 741             } else {
 742                 capture_screen_input.capturesCursor = NO;
 743             }
 744 #endif
 745
 746             if (ctx->capture_mouse_clicks) {
 747                 capture_screen_input.capturesMouseClicks = YES;
 748             } else {
 749                 capture_screen_input.capturesMouseClicks = NO;
 750             }
 751
 752             video_device = (AVCaptureDevice*) capture_screen_input;
 753             capture_screen = 1;
 754 #endif
 755          } else {
 756             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid device index\n");
 757             goto fail;
 758         }
 759     } else if (ctx->video_filename &&
 760                strncmp(ctx->video_filename, "none", 4)) {
 761         if (!strncmp(ctx->video_filename, "default", 7)) {
 762             video_device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeVideo];
 763         } else {
 764         // looking for video inputs
 765         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 766             if (!strncmp(ctx->video_filename, [[device localizedName] UTF8String], strlen(ctx->video_filename))) {
 767                 video_device = device;
 768                 break;
 769             }
 770         }
 771
 772 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1070
 773         // looking for screen inputs
 774         if (!video_device) {
 775             int idx;
 776             if(sscanf(ctx->video_filename, "Capture screen %d", &idx) && idx < num_screens) {
 777                 CGDirectDisplayID screens[num_screens];
 778                 CGGetActiveDisplayList(num_screens, screens, &num_screens);
 779                 AVCaptureScreenInput* capture_screen_input = [[[AVCaptureScreenInput alloc] initWithDisplayID:screens[idx]] autorelease];
 780                 video_device = (AVCaptureDevice*) capture_screen_input;
 781                 ctx->video_device_index = ctx->num_video_devices + idx;
 782                 capture_screen = 1;
 783
 784                 if (ctx->framerate.num > 0) {
 785                     capture_screen_input.minFrameDuration = CMTimeMake(ctx->framerate.den, ctx->framerate.num);
 786                 }
 787
 788 #if !TARGET_OS_IPHONE && __MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED >= 1080
 789                 if (ctx->capture_cursor) {
 790                     capture_screen_input.capturesCursor = YES;
 791                 } else {
 792                     capture_screen_input.capturesCursor = NO;
 793                 }
 794 #endif
 795
 796                 if (ctx->capture_mouse_clicks) {
 797                     capture_screen_input.capturesMouseClicks = YES;
 798                 } else {
 799                     capture_screen_input.capturesMouseClicks = NO;
 800                 }
 801             }
 802         }
 803 #endif
 804         }
 805
 806         if (!video_device) {
 807             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video device not found\n");
 808             goto fail;
 809         }
 810     }
 811
 812     // get audio device
 813     if (ctx->audio_device_index >= 0) {
 814         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 815
 816         if (ctx->audio_device_index >= [devices count]) {
 817             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid audio device index\n");
 818             goto fail;
 819         }
 820
 821         audio_device = [devices objectAtIndex:ctx->audio_device_index];
 822     } else if (ctx->audio_filename &&
 823                strncmp(ctx->audio_filename, "none", 4)) {
 824         if (!strncmp(ctx->audio_filename, "default", 7)) {
 825             audio_device = [AVCaptureDevice defaultDeviceWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 826         } else {
 827         NSArray *devices = [AVCaptureDevice devicesWithMediaType:AVMediaTypeAudio];
 828
 829         for (AVCaptureDevice *device in devices) {
 830             if (!strncmp(ctx->audio_filename, [[device localizedName] UTF8String], strlen(ctx->audio_filename))) {
 831                 audio_device = device;
 832                 break;
 833             }
 834         }
 835         }
 836
 837         if (!audio_device) {
 838             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Audio device not found\n");
 839              goto fail;
 840         }
 841     }
 842
 843     // Video nor Audio capture device not found, looking for AVMediaTypeVideo/Audio
 844     if (!video_device && !audio_device) {
 845         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No AV capture device found\n");
 846         goto fail;
 847     }
 848
 849     if (video_device) {
 850         if (ctx->video_device_index < ctx->num_video_devices) {
 851             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [[video_device localizedName] UTF8String]);
 852         } else {
 853             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [[video_device description] UTF8String]);
 854         }
 855     }
 856     if (audio_device) {
 857         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "audio device '%s' opened\n", [[audio_device localizedName] UTF8String]);
 858     }
 859
 860     // Initialize capture session
 861     ctx->capture_session = [[AVCaptureSession alloc] init];
 862
 863     if (video_device && add_video_device(s, video_device)) {
 864         goto fail;
 865     }
 866     if (audio_device && add_audio_device(s, audio_device)) {
 867     }
 868
 869     [ctx->capture_session startRunning];
 870
 871     /* Unlock device configuration only after the session is started so it
 872      * does not reset the capture formats */
 873     if (!capture_screen) {
 874         [video_device unlockForConfiguration];
 875     }
 876
 877     if (video_device && get_video_config(s)) {
 878         goto fail;
 879     }
 880
 881     // set audio stream
 882     if (audio_device && get_audio_config(s)) {
 883         goto fail;
 884     }
 885
 886     [pool release];
 887     return 0;
 888
 889 fail:
 890     [pool release];
 891     destroy_context(ctx);
 892     return AVERROR(EIO);
 893 }
 894
 895 static int avf_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 896 {
 897     AVFContext* ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
 898
 899     do {
 900         CVImageBufferRef image_buffer;
 901         lock_frames(ctx);
 902
 903         image_buffer = CMSampleBufferGetImageBuffer(ctx->current_frame);
 904
 905         if (ctx->current_frame != nil) {
 906             void *data;
 907             if (av_new_packet(pkt, (int)CVPixelBufferGetDataSize(image_buffer)) < 0) {
 908                 return AVERROR(EIO);
 909             }
 910
 911             CMItemCount count;
 912             CMSampleTimingInfo timing_info;
 913
 914             if (CMSampleBufferGetOutputSampleTimingInfoArray(ctx->current_frame, 1, &timing_info, &count) == noErr) {
 915                 AVRational timebase_q = av_make_q(1, timing_info.presentationTimeStamp.timescale);
 916                 pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(timing_info.presentationTimeStamp.value, timebase_q, avf_time_base_q);
 917             }
 918
 919             pkt->stream_index  = ctx->video_stream_index;
 920             pkt->flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 921
 922             CVPixelBufferLockBaseAddress(image_buffer, 0);
 923
 924             data = CVPixelBufferGetBaseAddress(image_buffer);
 925             memcpy(pkt->data, data, pkt->size);
 926
 927             CVPixelBufferUnlockBaseAddress(image_buffer, 0);
 928             CFRelease(ctx->current_frame);
 929             ctx->current_frame = nil;
 930         } else if (ctx->current_audio_frame != nil) {
 931             CMBlockBufferRef block_buffer = CMSampleBufferGetDataBuffer(ctx->current_audio_frame);
 932             int block_buffer_size         = CMBlockBufferGetDataLength(block_buffer);
 933
 934             if (!block_buffer || !block_buffer_size) {
 935                 return AVERROR(EIO);
 936             }
 937
 938             if (ctx->audio_non_interleaved && block_buffer_size > ctx->audio_buffer_size) {
 939                 return AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL;
 940             }
 941
 942             if (av_new_packet(pkt, block_buffer_size) < 0) {
 943                 return AVERROR(EIO);
 944             }
 945
 946             CMItemCount count;
 947             CMSampleTimingInfo timing_info;
 948
 949             if (CMSampleBufferGetOutputSampleTimingInfoArray(ctx->current_audio_frame, 1, &timing_info, &count) == noErr) {
 950                 AVRational timebase_q = av_make_q(1, timing_info.presentationTimeStamp.timescale);
 951                 pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(timing_info.presentationTimeStamp.value, timebase_q, avf_time_base_q);
 952             }
 953
 954             pkt->stream_index  = ctx->audio_stream_index;
 955             pkt->flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 956
 957             if (ctx->audio_non_interleaved) {
 958                 int sample, c, shift, num_samples;
 959
 960                 OSStatus ret = CMBlockBufferCopyDataBytes(block_buffer, 0, pkt->size, ctx->audio_buffer);
 961                 if (ret != kCMBlockBufferNoErr) {
 962                     return AVERROR(EIO);
 963                 }
 964
 965                 num_samples = pkt->size / (ctx->audio_channels * (ctx->audio_bits_per_sample >> 3));
 966
 967                 // transform decoded frame into output format
 968                 #define INTERLEAVE_OUTPUT(bps)                                         \
 969                 {                                                                      \
 970                     int##bps##_t **src;                                                \
 971                     int##bps##_t *dest;                                                \
 972                     src = av_malloc(ctx->audio_channels * sizeof(int##bps##_t*));      \
 973                     if (!src) return AVERROR(EIO);                                     \
 974                     for (c = 0; c < ctx->audio_channels; c++) {                        \
 975                         src[c] = ((int##bps##_t*)ctx->audio_buffer) + c * num_samples; \
 976                     }                                                                  \
 977                     dest  = (int##bps##_t*)pkt->data;                                  \
 978                     shift = bps - ctx->audio_bits_per_sample;                          \
 979                     for (sample = 0; sample < num_samples; sample++)                   \
 980                         for (c = 0; c < ctx->audio_channels; c++)                      \
 981                             *dest++ = src[c][sample] << shift;                         \
 982                     av_freep(&src);                                                    \
 983                 }
 984
 985                 if (ctx->audio_bits_per_sample <= 16) {
 986                     INTERLEAVE_OUTPUT(16)
 987                 } else {
 988                     INTERLEAVE_OUTPUT(32)
 989                 }
 990             } else {
 991                 OSStatus ret = CMBlockBufferCopyDataBytes(block_buffer, 0, pkt->size, pkt->data);
 992                 if (ret != kCMBlockBufferNoErr) {
 993                     return AVERROR(EIO);
 994                 }
 995             }
 996
 997             CFRelease(ctx->current_audio_frame);
 998             ctx->current_audio_frame = nil;
 999         } else {
1000             pkt->data = NULL;
1001             pthread_cond_wait(&ctx->frame_wait_cond, &ctx->frame_lock);
1002         }
1003
1004         unlock_frames(ctx);
1005     } while (!pkt->data);
1006
1007     return 0;
1008 }
1009
1010 static int avf_close(AVFormatContext *s)
1011 {
1012     AVFContext* ctx = (AVFContext*)s->priv_data;
1013     destroy_context(ctx);
1014     return 0;
1015 }
1016
1017 static const AVOption options[] = {
1018     { "list_devices", "list available devices", offsetof(AVFContext, list_devices), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
1019     { "true", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
1020     { "false", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
1021     { "video_device_index", "select video device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(AVFContext, video_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1022     { "audio_device_index", "select audio device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(AVFContext, audio_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1023     { "pixel_format", "set pixel format", offsetof(AVFContext, pixel_format), AV_OPT_TYPE_PIXEL_FMT, {.i64 = AV_PIX_FMT_YUV420P}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM},
1024     { "framerate", "set frame rate", offsetof(AVFContext, framerate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "ntsc"}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1025     { "video_size", "set video size", offsetof(AVFContext, width), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = NULL}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1026     { "capture_cursor", "capture the screen cursor", offsetof(AVFContext, capture_cursor), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1027     { "capture_mouse_clicks", "capture the screen mouse clicks", offsetof(AVFContext, capture_mouse_clicks), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
1028
1029     { NULL },
1030 };
1031
1032 static const AVClass avf_class = {
1033     .class_name = "AVFoundation input device",
1034     .item_name  = av_default_item_name,
1035     .option     = options,
1036     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1037     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_VIDEO_INPUT,
1038 };
1039
1040 AVInputFormat ff_avfoundation_demuxer = {
1041     .name           = "avfoundation",
1042     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("AVFoundation input device"),
1043     .priv_data_size = sizeof(AVFContext),
1044     .read_header    = avf_read_header,
1045     .read_packet    = avf_read_packet,
1046     .read_close     = avf_close,
1047     .flags          = AVFMT_NOFILE,
1048     .priv_class     = &avf_class,
1049 };