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 <unistd.h>
  34 #include <fcntl.h>
  35 #include <sys/ioctl.h>
  36 #include <sys/mman.h>
  37 #include <sys/time.h>
  38 #if HAVE_SYS_VIDEOIO_H
  39 #include <sys/videoio.h>
  40 #else
  41 #include <asm/types.h>
  42 #include <linux/videodev2.h>
  43 #endif
  44 #include <time.h>
  45 #include <strings.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
  52 static const int desired_video_buffers = 256;
  53
  54 enum io_method {
  55     io_read,
  56     io_mmap,
  57     io_userptr
  58 };
  59
  60 struct video_data {
  61     AVClass *class;
  62     int fd;
  63     int frame_format; /* V4L2_PIX_FMT_* */
  64     enum io_method io_method;
  65     int width, height;
  66     int frame_size;
  67     int top_field_first;
  68
  69     int buffers;
  70     void **buf_start;
  71     unsigned int *buf_len;
  72     char *standard;
  73     int channel;
  74     char *video_size; /**< String describing video size, set by a private option. */
  75     char *pixel_format; /**< Set by a private option. */
  76     char *framerate;    /**< Set by a private option. */
  77 };
  78
  79 struct buff_data {
  80     int index;
  81     int fd;
  82 };
  83
  84 struct fmt_map {
  85     enum PixelFormat ff_fmt;
  86     enum CodecID codec_id;
  87     uint32_t v4l2_fmt;
  88 };
  89
  90 static struct fmt_map fmt_conversion_table[] = {
  91     //ff_fmt           codec_id           v4l2_fmt
  92     { PIX_FMT_YUV420P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV420  },
  93     { PIX_FMT_YUV422P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV422P },
  94     { PIX_FMT_YUYV422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUYV    },
  95     { PIX_FMT_UYVY422, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_UYVY    },
  96     { PIX_FMT_YUV411P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV411P },
  97     { PIX_FMT_YUV410P, CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_YUV410  },
  98     { PIX_FMT_RGB555,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB555  },
  99     { PIX_FMT_RGB565,  CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB565  },
 100     { PIX_FMT_BGR24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR24   },
 101     { PIX_FMT_RGB24,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_RGB24   },
 102     { PIX_FMT_BGRA,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_BGR32   },
 103     { PIX_FMT_GRAY8,   CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_GREY    },
 104     { PIX_FMT_NV12,    CODEC_ID_RAWVIDEO, V4L2_PIX_FMT_NV12    },
 105     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_MJPEG   },
 106     { PIX_FMT_NONE,    CODEC_ID_MJPEG,    V4L2_PIX_FMT_JPEG    },
 107 };
 108
 109 static int device_open(AVFormatContext *ctx, uint32_t *capabilities)
 110 {
 111     struct v4l2_capability cap;
 112     int fd;
 113     int res, err;
 114     int flags = O_RDWR;
 115
 116     if (ctx->flags & AVFMT_FLAG_NONBLOCK) {
 117         flags |= O_NONBLOCK;
 118     }
 119     fd = open(ctx->filename, flags, 0);
 120     if (fd < 0) {
 121         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video device %s : %s\n",
 122                  ctx->filename, strerror(errno));
 123
 124         return AVERROR(errno);
 125     }
 126
 127     res = ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap);
 128     // ENOIOCTLCMD definition only availble on __KERNEL__
 129     if (res < 0 && ((err = errno) == 515)) {
 130         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "QUERYCAP not implemented, probably V4L device but not supporting V4L2\n");
 131         close(fd);
 132
 133         return AVERROR(515);
 134     }
 135     if (res < 0) {
 136         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYCAP): %s\n",
 137                  strerror(errno));
 138         close(fd);
 139
 140         return AVERROR(err);
 141     }
 142     if ((cap.capabilities & V4L2_CAP_VIDEO_CAPTURE) == 0) {
 143         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not a video capture device\n");
 144         close(fd);
 145
 146         return AVERROR(ENODEV);
 147     }
 148     *capabilities = cap.capabilities;
 149
 150     return fd;
 151 }
 152
 153 static int device_init(AVFormatContext *ctx, int *width, int *height, uint32_t pix_fmt)
 154 {
 155     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 156     int fd = s->fd;
 157     struct v4l2_format fmt;
 158     int res;
 159
 160     memset(&fmt, 0, sizeof(struct v4l2_format));
 161     fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 162     fmt.fmt.pix.width = *width;
 163     fmt.fmt.pix.height = *height;
 164     fmt.fmt.pix.pixelformat = pix_fmt;
 165     fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;
 166     res = ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt);
 167     if ((*width != fmt.fmt.pix.width) || (*height != fmt.fmt.pix.height)) {
 168         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "The V4L2 driver changed the video from %dx%d to %dx%d\n", *width, *height, fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);
 169         *width = fmt.fmt.pix.width;
 170         *height = fmt.fmt.pix.height;
 171     }
 172
 173     if (pix_fmt != fmt.fmt.pix.pixelformat) {
 174         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver changed the pixel format from 0x%08X to 0x%08X\n", pix_fmt, fmt.fmt.pix.pixelformat);
 175         res = -1;
 176     }
 177
 178     return res;
 179 }
 180
 181 static int first_field(int fd)
 182 {
 183     int res;
 184     v4l2_std_id std;
 185
 186     res = ioctl(fd, VIDIOC_G_STD, &std);
 187     if (res < 0) {
 188         return 0;
 189     }
 190     if (std & V4L2_STD_NTSC) {
 191         return 0;
 192     }
 193
 194     return 1;
 195 }
 196
 197 static uint32_t fmt_ff2v4l(enum PixelFormat pix_fmt, enum CodecID codec_id)
 198 {
 199     int i;
 200
 201     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 202         if ((codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 203              fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) &&
 204             (pix_fmt == PIX_FMT_NONE ||
 205              fmt_conversion_table[i].ff_fmt == pix_fmt)) {
 206             return fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 207         }
 208     }
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static enum PixelFormat fmt_v4l2ff(uint32_t v4l2_fmt, enum CodecID codec_id)
 214 {
 215     int i;
 216
 217     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 218         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt &&
 219             fmt_conversion_table[i].codec_id == codec_id) {
 220             return fmt_conversion_table[i].ff_fmt;
 221         }
 222     }
 223
 224     return PIX_FMT_NONE;
 225 }
 226
 227 static enum CodecID fmt_v4l2codec(uint32_t v4l2_fmt)
 228 {
 229     int i;
 230
 231     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 232         if (fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt == v4l2_fmt) {
 233             return fmt_conversion_table[i].codec_id;
 234         }
 235     }
 236
 237     return CODEC_ID_NONE;
 238 }
 239
 240 static int mmap_init(AVFormatContext *ctx)
 241 {
 242     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 243     struct v4l2_requestbuffers req;
 244     int i, res;
 245
 246     memset(&req, 0, sizeof(struct v4l2_requestbuffers));
 247     req.count = desired_video_buffers;
 248     req.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 249     req.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 250     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_REQBUFS, &req);
 251     if (res < 0) {
 252         if (errno == EINVAL) {
 253             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Device does not support mmap\n");
 254         } else {
 255             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_REQBUFS)\n");
 256         }
 257
 258         return AVERROR(errno);
 259     }
 260
 261     if (req.count < 2) {
 262         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Insufficient buffer memory\n");
 263
 264         return AVERROR(ENOMEM);
 265     }
 266     s->buffers = req.count;
 267     s->buf_start = av_malloc(sizeof(void *) * s->buffers);
 268     if (s->buf_start == NULL) {
 269         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer pointers\n");
 270
 271         return AVERROR(ENOMEM);
 272     }
 273     s->buf_len = av_malloc(sizeof(unsigned int) * s->buffers);
 274     if (s->buf_len == NULL) {
 275         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot allocate buffer sizes\n");
 276         av_free(s->buf_start);
 277
 278         return AVERROR(ENOMEM);
 279     }
 280
 281     for (i = 0; i < req.count; i++) {
 282         struct v4l2_buffer buf;
 283
 284         memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 285         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 286         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 287         buf.index = i;
 288         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QUERYBUF, &buf);
 289         if (res < 0) {
 290             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QUERYBUF)\n");
 291
 292             return AVERROR(errno);
 293         }
 294
 295         s->buf_len[i] = buf.length;
 296         if (s->frame_size > 0 && s->buf_len[i] < s->frame_size) {
 297             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Buffer len [%d] = %d != %d\n", i, s->buf_len[i], s->frame_size);
 298
 299             return -1;
 300         }
 301         s->buf_start[i] = mmap (NULL, buf.length,
 302                         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, s->fd, buf.m.offset);
 303         if (s->buf_start[i] == MAP_FAILED) {
 304             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "mmap: %s\n", strerror(errno));
 305
 306             return AVERROR(errno);
 307         }
 308     }
 309
 310     return 0;
 311 }
 312
 313 static int read_init(AVFormatContext *ctx)
 314 {
 315     return -1;
 316 }
 317
 318 static void mmap_release_buffer(AVPacket *pkt)
 319 {
 320     struct v4l2_buffer buf;
 321     int res, fd;
 322     struct buff_data *buf_descriptor = pkt->priv;
 323
 324     if (pkt->data == NULL) {
 325          return;
 326     }
 327
 328     memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 329     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 330     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 331     buf.index = buf_descriptor->index;
 332     fd = buf_descriptor->fd;
 333     av_free(buf_descriptor);
 334
 335     res = ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 336     if (res < 0) {
 337         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n", strerror(errno));
 338     }
 339     pkt->data = NULL;
 340     pkt->size = 0;
 341 }
 342
 343 static int mmap_read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 344 {
 345     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 346     struct v4l2_buffer buf;
 347     struct buff_data *buf_descriptor;
 348     int res;
 349
 350     memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 351     buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 352     buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 353
 354     /* FIXME: Some special treatment might be needed in case of loss of signal... */
 355     while ((res = ioctl(s->fd, VIDIOC_DQBUF, &buf)) < 0 && (errno == EINTR));
 356     if (res < 0) {
 357         if (errno == EAGAIN) {
 358             pkt->size = 0;
 359
 360             return AVERROR(EAGAIN);
 361         }
 362         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_DQBUF): %s\n", strerror(errno));
 363
 364         return AVERROR(errno);
 365     }
 366     assert (buf.index < s->buffers);
 367     if (s->frame_size > 0 && buf.bytesused != s->frame_size) {
 368         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "The v4l2 frame is %d bytes, but %d bytes are expected\n", buf.bytesused, s->frame_size);
 369
 370         return AVERROR_INVALIDDATA;
 371     }
 372
 373     /* Image is at s->buff_start[buf.index] */
 374     pkt->data= s->buf_start[buf.index];
 375     pkt->size = buf.bytesused;
 376     pkt->pts = buf.timestamp.tv_sec * INT64_C(1000000) + buf.timestamp.tv_usec;
 377     pkt->destruct = mmap_release_buffer;
 378     buf_descriptor = av_malloc(sizeof(struct buff_data));
 379     if (buf_descriptor == NULL) {
 380         /* Something went wrong... Since av_malloc() failed, we cannot even
 381          * allocate a buffer for memcopying into it
 382          */
 383         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate a buffer descriptor\n");
 384         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 385
 386         return AVERROR(ENOMEM);
 387     }
 388     buf_descriptor->fd = s->fd;
 389     buf_descriptor->index = buf.index;
 390     pkt->priv = buf_descriptor;
 391
 392     return s->buf_len[buf.index];
 393 }
 394
 395 static int read_frame(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt)
 396 {
 397     return -1;
 398 }
 399
 400 static int mmap_start(AVFormatContext *ctx)
 401 {
 402     struct video_data *s = ctx->priv_data;
 403     enum v4l2_buf_type type;
 404     int i, res;
 405
 406     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 407         struct v4l2_buffer buf;
 408
 409         memset(&buf, 0, sizeof(struct v4l2_buffer));
 410         buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 411         buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;
 412         buf.index  = i;
 413
 414         res = ioctl(s->fd, VIDIOC_QBUF, &buf);
 415         if (res < 0) {
 416             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_QBUF): %s\n", strerror(errno));
 417
 418             return AVERROR(errno);
 419         }
 420     }
 421
 422     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 423     res = ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMON, &type);
 424     if (res < 0) {
 425         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_STREAMON): %s\n", strerror(errno));
 426
 427         return AVERROR(errno);
 428     }
 429
 430     return 0;
 431 }
 432
 433 static void mmap_close(struct video_data *s)
 434 {
 435     enum v4l2_buf_type type;
 436     int i;
 437
 438     type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 439     /* We do not check for the result, because we could
 440      * not do anything about it anyway...
 441      */
 442     ioctl(s->fd, VIDIOC_STREAMOFF, &type);
 443     for (i = 0; i < s->buffers; i++) {
 444         munmap(s->buf_start[i], s->buf_len[i]);
 445     }
 446     av_free(s->buf_start);
 447     av_free(s->buf_len);
 448 }
 449
 450 static int v4l2_set_parameters(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
 451 {
 452     struct video_data *s = s1->priv_data;
 453     struct v4l2_input input;
 454     struct v4l2_standard standard;
 455     struct v4l2_streamparm streamparm = { 0 };
 456     struct v4l2_fract *tpf = &streamparm.parm.capture.timeperframe;
 457     int i, ret;
 458     AVRational framerate_q;
 459
 460     streamparm.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 461
 462     if (s->framerate && (ret = av_parse_video_rate(&framerate_q, s->framerate)) < 0) {
 463         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse framerate '%s'.\n", s->framerate);
 464         return ret;
 465     }
 466 #if FF_API_FORMAT_PARAMETERS
 467     if (ap->channel > 0)
 468         s->channel = ap->channel;
 469     if (ap->time_base.num)
 470         framerate_q = (AVRational){ap->time_base.den, ap->time_base.num};
 471 #endif
 472
 473     /* set tv video input */
 474     memset (&input, 0, sizeof (input));
 475     input.index = s->channel;
 476     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMINPUT, &input) < 0) {
 477         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl enum input failed:\n");
 478         return AVERROR(EIO);
 479     }
 480
 481     av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set input_id: %d, input: %s\n",
 482             s->channel, input.name);
 483     if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_INPUT, &input.index) < 0) {
 484         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl set input(%d) failed\n",
 485                 s->channel);
 486         return AVERROR(EIO);
 487     }
 488
 489 #if FF_API_FORMAT_PARAMETERS
 490     if (ap->standard) {
 491         av_freep(&s->standard);
 492         s->standard = av_strdup(ap->standard);
 493     }
 494 #endif
 495
 496     if (s->standard) {
 497         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s\n",
 498                s->standard);
 499         /* set tv standard */
 500         memset (&standard, 0, sizeof (standard));
 501         for(i=0;;i++) {
 502             standard.index = i;
 503             if (ioctl(s->fd, VIDIOC_ENUMSTD, &standard) < 0) {
 504                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 505                        s->standard);
 506                 return AVERROR(EIO);
 507             }
 508
 509             if (!strcasecmp(standard.name, s->standard)) {
 510                 break;
 511             }
 512         }
 513
 514         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "The V4L2 driver set standard: %s, id: %"PRIu64"\n",
 515                s->standard, (uint64_t)standard.id);
 516         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_STD, &standard.id) < 0) {
 517             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "The V4L2 driver ioctl set standard(%s) failed\n",
 518                    s->standard);
 519             return AVERROR(EIO);
 520         }
 521     }
 522
 523     if (framerate_q.num && framerate_q.den) {
 524         av_log(s1, AV_LOG_DEBUG, "Setting time per frame to %d/%d\n",
 525                framerate_q.den, framerate_q.num);
 526         tpf->numerator   = framerate_q.den;
 527         tpf->denominator = framerate_q.num;
 528         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_S_PARM, &streamparm) != 0) {
 529             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
 530                    "ioctl set time per frame(%d/%d) failed\n",
 531                    framerate_q.den, framerate_q.num);
 532             return AVERROR(EIO);
 533         }
 534
 535         if (framerate_q.num != tpf->denominator ||
 536             framerate_q.den != tpf->numerator) {
 537             av_log(s1, AV_LOG_INFO,
 538                    "The driver changed the time per frame from %d/%d to %d/%d\n",
 539                    framerate_q.den, framerate_q.num,
 540                    tpf->numerator, tpf->denominator);
 541         }
 542     } else {
 543         /* if timebase value is not set, read the timebase value from the driver */
 544         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_PARM, &streamparm) != 0) {
 545             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_PARM): %s\n", strerror(errno));
 546             return AVERROR(errno);
 547         }
 548     }
 549     s1->streams[0]->codec->time_base.den = tpf->denominator;
 550     s1->streams[0]->codec->time_base.num = tpf->numerator;
 551
 552     return 0;
 553 }
 554
 555 static uint32_t device_try_init(AVFormatContext *s1,
 556                                 enum PixelFormat pix_fmt,
 557                                 int *width,
 558                                 int *height,
 559                                 enum CodecID *codec_id)
 560 {
 561     uint32_t desired_format = fmt_ff2v4l(pix_fmt, s1->video_codec_id);
 562
 563     if (desired_format == 0 ||
 564         device_init(s1, width, height, desired_format) < 0) {
 565         int i;
 566
 567         desired_format = 0;
 568         for (i = 0; i<FF_ARRAY_ELEMS(fmt_conversion_table); i++) {
 569             if (s1->video_codec_id == CODEC_ID_NONE ||
 570                 fmt_conversion_table[i].codec_id == s1->video_codec_id) {
 571                 desired_format = fmt_conversion_table[i].v4l2_fmt;
 572                 if (device_init(s1, width, height, desired_format) >= 0) {
 573                     break;
 574                 }
 575                 desired_format = 0;
 576             }
 577         }
 578     }
 579     if (desired_format != 0) {
 580         *codec_id = fmt_v4l2codec(desired_format);
 581         assert(*codec_id != CODEC_ID_NONE);
 582     }
 583
 584     return desired_format;
 585 }
 586
 587 static int v4l2_read_header(AVFormatContext *s1, AVFormatParameters *ap)
 588 {
 589     struct video_data *s = s1->priv_data;
 590     AVStream *st;
 591     int res = 0;
 592     uint32_t desired_format, capabilities;
 593     enum CodecID codec_id;
 594     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 595
 596     st = av_new_stream(s1, 0);
 597     if (!st) {
 598         res = AVERROR(ENOMEM);
 599         goto out;
 600     }
 601     av_set_pts_info(st, 64, 1, 1000000); /* 64 bits pts in us */
 602
 603     if (s->video_size && (res = av_parse_video_size(&s->width, &s->height, s->video_size)) < 0) {
 604         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Could not parse video size '%s'.\n", s->video_size);
 605         goto out;
 606     }
 607     if (s->pixel_format && (pix_fmt = av_get_pix_fmt(s->pixel_format)) == PIX_FMT_NONE) {
 608         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "No such pixel format: %s.\n", s->pixel_format);
 609         res = AVERROR(EINVAL);
 610         goto out;
 611     }
 612 #if FF_API_FORMAT_PARAMETERS
 613     if (ap->width > 0)
 614         s->width  = ap->width;
 615     if (ap->height > 0)
 616         s->height = ap->height;
 617     if (ap->pix_fmt)
 618         pix_fmt = ap->pix_fmt;
 619 #endif
 620
 621     capabilities = 0;
 622     s->fd = device_open(s1, &capabilities);
 623     if (s->fd < 0) {
 624         res = AVERROR(EIO);
 625         goto out;
 626     }
 627     av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE, "[%d]Capabilities: %x\n", s->fd, capabilities);
 628
 629     if (!s->width && !s->height) {
 630         struct v4l2_format fmt;
 631
 632         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE, "Querying the device for the current frame size\n");
 633         fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;
 634         if (ioctl(s->fd, VIDIOC_G_FMT, &fmt) < 0) {
 635             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "ioctl(VIDIOC_G_FMT): %s\n", strerror(errno));
 636             res = AVERROR(errno);
 637             goto out;
 638         }
 639         s->width  = fmt.fmt.pix.width;
 640         s->height = fmt.fmt.pix.height;
 641         av_log(s1, AV_LOG_VERBOSE, "Setting frame size to %dx%d\n", s->width, s->height);
 642     }
 643
 644     desired_format = device_try_init(s1, pix_fmt, &s->width, &s->height, &codec_id);
 645     if (desired_format == 0) {
 646         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot find a proper format for "
 647                "codec_id %d, pix_fmt %d.\n", s1->video_codec_id, pix_fmt);
 648         close(s->fd);
 649
 650         res = AVERROR(EIO);
 651         goto out;
 652     }
 653     if ((res = av_image_check_size(s->width, s->height, 0, s1) < 0))
 654         goto out;
 655     s->frame_format = desired_format;
 656
 657     if ((res = v4l2_set_parameters(s1, ap) < 0))
 658         goto out;
 659
 660     st->codec->pix_fmt = fmt_v4l2ff(desired_format, codec_id);
 661     s->frame_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, s->width, s->height);
 662     if (capabilities & V4L2_CAP_STREAMING) {
 663         s->io_method = io_mmap;
 664         res = mmap_init(s1);
 665         if (res == 0) {
 666             res = mmap_start(s1);
 667         }
 668     } else {
 669         s->io_method = io_read;
 670         res = read_init(s1);
 671     }
 672     if (res < 0) {
 673         close(s->fd);
 674
 675         res = AVERROR(EIO);
 676         goto out;
 677     }
 678     s->top_field_first = first_field(s->fd);
 679
 680     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 681     st->codec->codec_id = codec_id;
 682     st->codec->width = s->width;
 683     st->codec->height = s->height;
 684     st->codec->bit_rate = s->frame_size * 1/av_q2d(st->codec->time_base) * 8;
 685
 686 out:
 687     return res;
 688 }
 689
 690 static int v4l2_read_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 691 {
 692     struct video_data *s = s1->priv_data;
 693     int res;
 694
 695     if (s->io_method == io_mmap) {
 696         av_init_packet(pkt);
 697         res = mmap_read_frame(s1, pkt);
 698     } else if (s->io_method == io_read) {
 699         if (av_new_packet(pkt, s->frame_size) < 0)
 700             return AVERROR(EIO);
 701
 702         res = read_frame(s1, pkt);
 703     } else {
 704         return AVERROR(EIO);
 705     }
 706     if (res < 0) {
 707         return res;
 708     }
 709
 710     if (s1->streams[0]->codec->coded_frame) {
 711         s1->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = 1;
 712         s1->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s->top_field_first;
 713     }
 714
 715     return pkt->size;
 716 }
 717
 718 static int v4l2_read_close(AVFormatContext *s1)
 719 {
 720     struct video_data *s = s1->priv_data;
 721
 722     if (s->io_method == io_mmap) {
 723         mmap_close(s);
 724     }
 725
 726     close(s->fd);
 727     return 0;
 728 }
 729
 730 #define OFFSET(x) offsetof(struct video_data, x)
 731 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 732 static const AVOption options[] = {
 733     { "standard", "", offsetof(struct video_data, standard), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL }, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 734     { "channel",  "", offsetof(struct video_data, channel),  FF_OPT_TYPE_INT,    {.dbl = 0 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 735     { "video_size", "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
 736     { "pixel_format", "", OFFSET(pixel_format), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
 737     { "framerate", "", OFFSET(framerate), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
 738     { NULL },
 739 };
 740
 741 static const AVClass v4l2_class = {
 742     .class_name = "V4L2 indev",
 743     .item_name  = av_default_item_name,
 744     .option     = options,
 745     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 746 };
 747
 748 AVInputFormat ff_v4l2_demuxer = {
 749     "video4linux2",
 750     NULL_IF_CONFIG_SMALL("Video4Linux2 device grab"),
 751     sizeof(struct video_data),
 752     NULL,
 753     v4l2_read_header,
 754     v4l2_read_packet,
 755     v4l2_read_close,
 756     .flags = AVFMT_NOFILE,
 757     .priv_class = &v4l2_class,
 758 };