sys/v4l2/gstv4l2src.c

   1 /* GStreamer
   2  *
   3  * Copyright (C) 2001-2002 Ronald Bultje <rbultje@ronald.bitfreak.net>
   4  *               2006 Edgard Lima <edgard.lima@gmail.com>
   5  *
   6  * gstv4l2src.c: Video4Linux2 source element
   7  *
   8  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Library General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  19  * License along with this library; if not, write to the
  20  * Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor,
  21  * Boston, MA 02110-1301, USA.
  22  */
  23
  24 /**
  25  * SECTION:element-v4l2src
  26  *
  27  * v4l2src can be used to capture video from v4l2 devices, like webcams and tv
  28  * cards.
  29  *
  30  * <refsect2>
  31  * <title>Example launch lines</title>
  32  * |[
  33  * gst-launch-1.0 v4l2src ! xvimagesink
  34  * ]| This pipeline shows the video captured from /dev/video0 tv card and for
  35  * webcams.
  36  * |[
  37  * gst-launch-1.0 v4l2src ! jpegdec ! xvimagesink
  38  * ]| This pipeline shows the video captured from a webcam that delivers jpeg
  39  * images.
  40  * </refsect2>
  41  *
  42  * Since 1.14, the use of libv4l2 has been disabled due to major bugs in the
  43  * emulation layer. To enable usage of this library, set the environment
  44  * variable GST_V4L2_USE_LIBV4L2=1.
  45  */
  46
  47 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  48 #include <config.h>
  49 #endif
  50
  51 #include <string.h>
  52 #include <sys/time.h>
  53 #include <unistd.h>
  54
  55 #include <gst/video/gstvideometa.h>
  56 #include <gst/video/gstvideopool.h>
  57
  58 #include "gstv4l2src.h"
  59
  60 #include "gstv4l2colorbalance.h"
  61 #include "gstv4l2tuner.h"
  62 #include "gstv4l2vidorient.h"
  63
  64 #include "gst/gst-i18n-plugin.h"
  65
  66 GST_DEBUG_CATEGORY (v4l2src_debug);
  67 #define GST_CAT_DEFAULT v4l2src_debug
  68
  69 #define DEFAULT_PROP_DEVICE   "/dev/video0"
  70
  71 enum
  72 {
  73   PROP_0,
  74   V4L2_STD_OBJECT_PROPS,
  75   PROP_LAST
  76 };
  77
  78 /* signals and args */
  79 enum
  80 {
  81   SIGNAL_PRE_SET_FORMAT,
  82   LAST_SIGNAL
  83 };
  84
  85 static guint gst_v4l2_signals[LAST_SIGNAL] = { 0 };
  86
  87 GST_IMPLEMENT_V4L2_COLOR_BALANCE_METHODS (GstV4l2Src, gst_v4l2src);
  88 GST_IMPLEMENT_V4L2_TUNER_METHODS (GstV4l2Src, gst_v4l2src);
  89 GST_IMPLEMENT_V4L2_VIDORIENT_METHODS (GstV4l2Src, gst_v4l2src);
  90
  91 static void gst_v4l2src_uri_handler_init (gpointer g_iface,
  92     gpointer iface_data);
  93
  94 #define gst_v4l2src_parent_class parent_class
  95 G_DEFINE_TYPE_WITH_CODE (GstV4l2Src, gst_v4l2src, GST_TYPE_PUSH_SRC,
  96     G_IMPLEMENT_INTERFACE (GST_TYPE_URI_HANDLER, gst_v4l2src_uri_handler_init);
  97     G_IMPLEMENT_INTERFACE (GST_TYPE_TUNER, gst_v4l2src_tuner_interface_init);
  98     G_IMPLEMENT_INTERFACE (GST_TYPE_COLOR_BALANCE,
  99         gst_v4l2src_color_balance_interface_init);
 100     G_IMPLEMENT_INTERFACE (GST_TYPE_VIDEO_ORIENTATION,
 101         gst_v4l2src_video_orientation_interface_init));
 102
 103 static void gst_v4l2src_finalize (GstV4l2Src * v4l2src);
 104
 105 /* element methods */
 106 static GstStateChangeReturn gst_v4l2src_change_state (GstElement * element,
 107     GstStateChange transition);
 108
 109 /* basesrc methods */
 110 static gboolean gst_v4l2src_start (GstBaseSrc * src);
 111 static gboolean gst_v4l2src_unlock (GstBaseSrc * src);
 112 static gboolean gst_v4l2src_unlock_stop (GstBaseSrc * src);
 113 static gboolean gst_v4l2src_stop (GstBaseSrc * src);
 114 static GstCaps *gst_v4l2src_get_caps (GstBaseSrc * src, GstCaps * filter);
 115 static gboolean gst_v4l2src_query (GstBaseSrc * bsrc, GstQuery * query);
 116 static gboolean gst_v4l2src_decide_allocation (GstBaseSrc * src,
 117     GstQuery * query);
 118 static GstFlowReturn gst_v4l2src_create (GstPushSrc * src, GstBuffer ** out);
 119 static GstCaps *gst_v4l2src_fixate (GstBaseSrc * basesrc, GstCaps * caps,
 120     GstStructure * pref_s);
 121 static gboolean gst_v4l2src_negotiate (GstBaseSrc * basesrc);
 122
 123 static void gst_v4l2src_set_property (GObject * object, guint prop_id,
 124     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
 125 static void gst_v4l2src_get_property (GObject * object, guint prop_id,
 126     GValue * value, GParamSpec * pspec);
 127
 128 static void
 129 gst_v4l2src_class_init (GstV4l2SrcClass * klass)
 130 {
 131   GObjectClass *gobject_class;
 132   GstElementClass *element_class;
 133   GstBaseSrcClass *basesrc_class;
 134   GstPushSrcClass *pushsrc_class;
 135
 136   gobject_class = G_OBJECT_CLASS (klass);
 137   element_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
 138   basesrc_class = GST_BASE_SRC_CLASS (klass);
 139   pushsrc_class = GST_PUSH_SRC_CLASS (klass);
 140
 141   gobject_class->finalize = (GObjectFinalizeFunc) gst_v4l2src_finalize;
 142   gobject_class->set_property = gst_v4l2src_set_property;
 143   gobject_class->get_property = gst_v4l2src_get_property;
 144
 145   element_class->change_state = gst_v4l2src_change_state;
 146
 147   gst_v4l2_object_install_properties_helper (gobject_class,
 148       DEFAULT_PROP_DEVICE);
 149
 150   /**
 151    * GstV4l2Src::prepare-format:
 152    * @v4l2src: the v4l2src instance
 153    * @fd: the file descriptor of the current device
 154    * @caps: the caps of the format being set
 155    *
 156    * This signal gets emitted before calling the v4l2 VIDIOC_S_FMT ioctl
 157    * (set format). This allows for any custom configuration of the device to
 158    * happen prior to the format being set.
 159    * This is mostly useful for UVC H264 encoding cameras which need the H264
 160    * Probe & Commit to happen prior to the normal Probe & Commit.
 161    *
 162    * Since: 0.10.32
 163    */
 164   gst_v4l2_signals[SIGNAL_PRE_SET_FORMAT] = g_signal_new ("prepare-format",
 165       G_TYPE_FROM_CLASS (klass),
 166       G_SIGNAL_RUN_LAST,
 167       0, NULL, NULL, NULL, G_TYPE_NONE, 2, G_TYPE_INT, GST_TYPE_CAPS);
 168
 169   gst_element_class_set_static_metadata (element_class,
 170       "Video (video4linux2) Source", "Source/Video",
 171       "Reads frames from a Video4Linux2 device",
 172       "Edgard Lima <edgard.lima@gmail.com>, "
 173       "Stefan Kost <ensonic@users.sf.net>");
 174
 175   gst_element_class_add_pad_template
 176       (element_class,
 177       gst_pad_template_new ("src", GST_PAD_SRC, GST_PAD_ALWAYS,
 178           gst_v4l2_object_get_all_caps ()));
 179
 180   basesrc_class->get_caps = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_get_caps);
 181   basesrc_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_start);
 182   basesrc_class->unlock = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_unlock);
 183   basesrc_class->unlock_stop = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_unlock_stop);
 184   basesrc_class->stop = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_stop);
 185   basesrc_class->query = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_query);
 186   basesrc_class->negotiate = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_negotiate);
 187   basesrc_class->decide_allocation =
 188       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_decide_allocation);
 189
 190   pushsrc_class->create = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_v4l2src_create);
 191
 192   klass->v4l2_class_devices = NULL;
 193
 194   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (v4l2src_debug, "v4l2src", 0, "V4L2 source element");
 195 }
 196
 197 static void
 198 gst_v4l2src_init (GstV4l2Src * v4l2src)
 199 {
 200   /* fixme: give an update_fps_function */
 201   v4l2src->v4l2object = gst_v4l2_object_new (GST_ELEMENT (v4l2src),
 202       GST_OBJECT (GST_BASE_SRC_PAD (v4l2src)), V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE,
 203       DEFAULT_PROP_DEVICE, gst_v4l2_get_input, gst_v4l2_set_input, NULL);
 204
 205   /* Avoid the slow probes */
 206   v4l2src->v4l2object->skip_try_fmt_probes = TRUE;
 207
 208   gst_base_src_set_format (GST_BASE_SRC (v4l2src), GST_FORMAT_TIME);
 209   gst_base_src_set_live (GST_BASE_SRC (v4l2src), TRUE);
 210 }
 211
 212
 213 static void
 214 gst_v4l2src_finalize (GstV4l2Src * v4l2src)
 215 {
 216   gst_v4l2_object_destroy (v4l2src->v4l2object);
 217
 218   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize ((GObject *) (v4l2src));
 219 }
 220
 221
 222 static void
 223 gst_v4l2src_set_property (GObject * object,
 224     guint prop_id, const GValue * value, GParamSpec * pspec)
 225 {
 226   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (object);
 227
 228   if (!gst_v4l2_object_set_property_helper (v4l2src->v4l2object,
 229           prop_id, value, pspec)) {
 230     switch (prop_id) {
 231       default:
 232         G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 233         break;
 234     }
 235   }
 236 }
 237
 238 static void
 239 gst_v4l2src_get_property (GObject * object,
 240     guint prop_id, GValue * value, GParamSpec * pspec)
 241 {
 242   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (object);
 243
 244   if (!gst_v4l2_object_get_property_helper (v4l2src->v4l2object,
 245           prop_id, value, pspec)) {
 246     switch (prop_id) {
 247       default:
 248         G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 249         break;
 250     }
 251   }
 252 }
 253
 254 struct PreferedCapsInfo
 255 {
 256   gint width;
 257   gint height;
 258   gint fps_n;
 259   gint fps_d;
 260 };
 261
 262 static gboolean
 263 gst_vl42_src_fixate_fields (GQuark field_id, GValue * value, gpointer user_data)
 264 {
 265   GstStructure *s = user_data;
 266
 267   if (field_id == g_quark_from_string ("interlace-mode"))
 268     return TRUE;
 269
 270   if (field_id == g_quark_from_string ("colorimetry"))
 271     return TRUE;
 272
 273   gst_structure_fixate_field (s, g_quark_to_string (field_id));
 274
 275   return TRUE;
 276 }
 277
 278 static void
 279 gst_v4l2_src_fixate_struct_with_preference (GstStructure * s,
 280     struct PreferedCapsInfo *pref)
 281 {
 282   if (gst_structure_has_field (s, "width"))
 283     gst_structure_fixate_field_nearest_int (s, "width", pref->width);
 284
 285   if (gst_structure_has_field (s, "height"))
 286     gst_structure_fixate_field_nearest_int (s, "height", pref->height);
 287
 288   if (gst_structure_has_field (s, "framerate"))
 289     gst_structure_fixate_field_nearest_fraction (s, "framerate", pref->fps_n,
 290         pref->fps_d);
 291
 292   /* Finally, fixate everything else except the interlace-mode and colorimetry
 293    * which still need further negotiation as it wasn't probed */
 294   gst_structure_map_in_place (s, gst_vl42_src_fixate_fields, s);
 295 }
 296
 297 static void
 298 gst_v4l2_src_parse_fixed_struct (GstStructure * s,
 299     gint * width, gint * height, gint * fps_n, gint * fps_d)
 300 {
 301   if (gst_structure_has_field (s, "width") && width)
 302     gst_structure_get_int (s, "width", width);
 303
 304   if (gst_structure_has_field (s, "height") && height)
 305     gst_structure_get_int (s, "height", height);
 306
 307   if (gst_structure_has_field (s, "framerate") && fps_n && fps_d)
 308     gst_structure_get_fraction (s, "framerate", fps_n, fps_d);
 309 }
 310
 311 /* TODO Consider framerate */
 312 static gint
 313 gst_v4l2src_fixed_caps_compare (GstStructure * a, GstStructure * b,
 314     struct PreferedCapsInfo *pref)
 315 {
 316   gint aw = G_MAXINT, ah = G_MAXINT, ad = G_MAXINT;
 317   gint bw = G_MAXINT, bh = G_MAXINT, bd = G_MAXINT;
 318
 319   gst_v4l2_src_parse_fixed_struct (a, &aw, &ah, NULL, NULL);
 320   gst_v4l2_src_parse_fixed_struct (b, &bw, &bh, NULL, NULL);
 321
 322   /* When both are smaller then pref, just append to the end */
 323   if ((bw < pref->width || bh < pref->height)
 324       && (aw < pref->width || ah < pref->height))
 325     return 1;
 326
 327   /* If a is smaller then pref and not b, then a goes after b */
 328   if (aw < pref->width || ah < pref->height)
 329     return 1;
 330
 331   /* If b is smaller then pref and not a, then a goes before b */
 332   if (bw < pref->width || bh < pref->height)
 333     return -1;
 334
 335   /* Both are strictly larger then the preference, prefer the smallest */
 336   ad = (aw - pref->width) * (ah - pref->height);
 337   bd = (bw - pref->width) * (bh - pref->height);
 338
 339   return ad - bd;
 340 }
 341
 342 static gboolean
 343 gst_v4l2src_set_format (GstV4l2Src * v4l2src, GstCaps * caps,
 344     GstV4l2Error * error)
 345 {
 346   GstV4l2Object *obj;
 347
 348   obj = v4l2src->v4l2object;
 349
 350   /* make sure we stop capturing and dealloc buffers */
 351   if (!gst_v4l2_object_stop (obj))
 352     return FALSE;
 353
 354   g_signal_emit (v4l2src, gst_v4l2_signals[SIGNAL_PRE_SET_FORMAT], 0,
 355       v4l2src->v4l2object->video_fd, caps);
 356
 357   return gst_v4l2_object_set_format (obj, caps, error);
 358 }
 359
 360 static GstCaps *
 361 gst_v4l2src_fixate (GstBaseSrc * basesrc, GstCaps * caps, GstStructure * pref_s)
 362 {
 363   /* Let's prefer a good resolutiion as of today's standard. */
 364   struct PreferedCapsInfo pref = {
 365     3840, 2160, 120, 1
 366   };
 367   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (basesrc);
 368   GstV4l2Object *obj = v4l2src->v4l2object;
 369   GList *caps_list = NULL;
 370   GstStructure *s;
 371   gint i = G_MAXINT;
 372   GstV4l2Error error = GST_V4L2_ERROR_INIT;
 373   GstCaps *fcaps = NULL;
 374
 375   GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "fixating caps %" GST_PTR_FORMAT, caps);
 376
 377   caps = gst_caps_make_writable (caps);
 378
 379   /* We consider the first structure from peercaps to be a preference. This is
 380    * useful for matching a reported native display, or simply to avoid
 381    * transformation to happen downstream. */
 382   if (pref_s) {
 383     pref_s = gst_structure_copy (pref_s);
 384     gst_v4l2_src_fixate_struct_with_preference (pref_s, &pref);
 385     gst_v4l2_src_parse_fixed_struct (pref_s, &pref.width, &pref.height,
 386         &pref.fps_n, &pref.fps_d);
 387     gst_structure_free (pref_s);
 388   }
 389
 390   /* Sort the structures to get the caps that is nearest to our preferences,
 391    * first */
 392   while ((s = gst_caps_steal_structure (caps, 0))) {
 393     gst_v4l2_src_fixate_struct_with_preference (s, &pref);
 394     caps_list = g_list_insert_sorted_with_data (caps_list, s,
 395         (GCompareDataFunc) gst_v4l2src_fixed_caps_compare, &pref);
 396   }
 397
 398   while (caps_list) {
 399     s = caps_list->data;
 400     caps_list = g_list_delete_link (caps_list, caps_list);
 401     gst_caps_append_structure (caps, s);
 402   }
 403
 404   GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "sorted and normalized caps %" GST_PTR_FORMAT,
 405       caps);
 406
 407   /* Each structure in the caps has been fixated, except for the
 408    * interlace-mode and colorimetry. Now normalize the caps so we can
 409    * enumerate the possibilities */
 410   caps = gst_caps_normalize (caps);
 411
 412   for (i = 0; i < gst_caps_get_size (caps); ++i) {
 413     gst_v4l2_clear_error (&error);
 414     if (fcaps)
 415       gst_caps_unref (fcaps);
 416
 417     fcaps = gst_caps_copy_nth (caps, i);
 418
 419     if (GST_V4L2_IS_ACTIVE (obj)) {
 420       /* Just check if the format is acceptable, once we know
 421        * no buffers should be outstanding we try S_FMT.
 422        *
 423        * Basesrc will do an allocation query that
 424        * should indirectly reclaim buffers, after that we can
 425        * set the format and then configure our pool */
 426       if (gst_v4l2_object_try_format (obj, fcaps, &error)) {
 427         /* make sure the caps changed before doing anything */
 428         if (gst_v4l2_object_caps_equal (obj, fcaps))
 429           break;
 430
 431         v4l2src->renegotiation_adjust = v4l2src->offset + 1;
 432         v4l2src->pending_set_fmt = TRUE;
 433         break;
 434       }
 435     } else {
 436       if (gst_v4l2src_set_format (v4l2src, fcaps, &error))
 437         break;
 438     }
 439
 440     /* Only EIVAL make sense, report any other errors, this way we don't keep
 441      * probing if the device got disconnected, or if it's firmware stopped
 442      * responding */
 443     if (error.error->code != GST_RESOURCE_ERROR_SETTINGS) {
 444       i = G_MAXINT;
 445       break;
 446     }
 447   }
 448
 449   if (i >= gst_caps_get_size (caps)) {
 450     gst_v4l2_error (v4l2src, &error);
 451     if (fcaps)
 452       gst_caps_unref (fcaps);
 453     gst_caps_unref (caps);
 454     return NULL;
 455   }
 456
 457   gst_caps_unref (caps);
 458
 459   GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "fixated caps %" GST_PTR_FORMAT, fcaps);
 460
 461   return fcaps;
 462 }
 463
 464 static gboolean
 465 gst_v4l2src_negotiate (GstBaseSrc * basesrc)
 466 {
 467   GstCaps *thiscaps;
 468   GstCaps *caps = NULL;
 469   GstCaps *peercaps = NULL;
 470   gboolean result = FALSE;
 471
 472   /* first see what is possible on our source pad */
 473   thiscaps = gst_pad_query_caps (GST_BASE_SRC_PAD (basesrc), NULL);
 474   GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "caps of src: %" GST_PTR_FORMAT, thiscaps);
 475
 476   /* nothing or anything is allowed, we're done */
 477   if (thiscaps == NULL || gst_caps_is_any (thiscaps))
 478     goto no_nego_needed;
 479
 480   /* get the peer caps without a filter as we'll filter ourselves later on */
 481   peercaps = gst_pad_peer_query_caps (GST_BASE_SRC_PAD (basesrc), NULL);
 482   GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "caps of peer: %" GST_PTR_FORMAT, peercaps);
 483   if (peercaps && !gst_caps_is_any (peercaps)) {
 484     /* Prefer the first caps we are compatible with that the peer proposed */
 485     caps = gst_caps_intersect_full (peercaps, thiscaps,
 486         GST_CAPS_INTERSECT_FIRST);
 487
 488     GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "intersect: %" GST_PTR_FORMAT, caps);
 489
 490     gst_caps_unref (thiscaps);
 491   } else {
 492     /* no peer or peer have ANY caps, work with our own caps then */
 493     caps = thiscaps;
 494   }
 495
 496   if (caps) {
 497     /* now fixate */
 498     if (!gst_caps_is_empty (caps)) {
 499       GstStructure *pref = NULL;
 500
 501       if (peercaps && !gst_caps_is_any (peercaps))
 502         pref = gst_caps_get_structure (peercaps, 0);
 503
 504       caps = gst_v4l2src_fixate (basesrc, caps, pref);
 505
 506       /* Fixating may fail as we now set the selected format */
 507       if (!caps) {
 508         result = FALSE;
 509         goto done;
 510       }
 511
 512       GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "fixated to: %" GST_PTR_FORMAT, caps);
 513
 514       if (gst_caps_is_any (caps)) {
 515         /* hmm, still anything, so element can do anything and
 516          * nego is not needed */
 517         result = TRUE;
 518       } else if (gst_caps_is_fixed (caps)) {
 519         /* yay, fixed caps, use those then */
 520         result = gst_base_src_set_caps (basesrc, caps);
 521       }
 522     }
 523     gst_caps_unref (caps);
 524   }
 525
 526 done:
 527   if (peercaps)
 528     gst_caps_unref (peercaps);
 529
 530   return result;
 531
 532 no_nego_needed:
 533   {
 534     GST_DEBUG_OBJECT (basesrc, "no negotiation needed");
 535     if (thiscaps)
 536       gst_caps_unref (thiscaps);
 537     return TRUE;
 538   }
 539 }
 540
 541 static GstCaps *
 542 gst_v4l2src_get_caps (GstBaseSrc * src, GstCaps * filter)
 543 {
 544   GstV4l2Src *v4l2src;
 545   GstV4l2Object *obj;
 546
 547   v4l2src = GST_V4L2SRC (src);
 548   obj = v4l2src->v4l2object;
 549
 550   if (!GST_V4L2_IS_OPEN (obj)) {
 551     return gst_pad_get_pad_template_caps (GST_BASE_SRC_PAD (v4l2src));
 552   }
 553
 554   return gst_v4l2_object_get_caps (obj, filter);
 555 }
 556
 557 static gboolean
 558 gst_v4l2src_decide_allocation (GstBaseSrc * bsrc, GstQuery * query)
 559 {
 560   GstV4l2Src *src = GST_V4L2SRC (bsrc);
 561   gboolean ret = TRUE;
 562
 563   if (src->pending_set_fmt) {
 564     GstCaps *caps = gst_pad_get_current_caps (GST_BASE_SRC_PAD (bsrc));
 565     GstV4l2Error error = GST_V4L2_ERROR_INIT;
 566
 567     caps = gst_caps_make_writable (caps);
 568     if (!(ret = gst_v4l2src_set_format (src, caps, &error)))
 569       gst_v4l2_error (src, &error);
 570
 571     gst_caps_unref (caps);
 572     src->pending_set_fmt = FALSE;
 573   } else if (gst_buffer_pool_is_active (src->v4l2object->pool)) {
 574     /* Trick basesrc into not deactivating the active pool. Renegotiating here
 575      * would otherwise turn off and on the camera. */
 576     GstAllocator *allocator;
 577     GstAllocationParams params;
 578     GstBufferPool *pool;
 579
 580     gst_base_src_get_allocator (bsrc, &allocator, &params);
 581     pool = gst_base_src_get_buffer_pool (bsrc);
 582
 583     if (gst_query_get_n_allocation_params (query))
 584       gst_query_set_nth_allocation_param (query, 0, allocator, &params);
 585     else
 586       gst_query_add_allocation_param (query, allocator, &params);
 587
 588     if (gst_query_get_n_allocation_pools (query))
 589       gst_query_set_nth_allocation_pool (query, 0, pool,
 590           src->v4l2object->info.size, 1, 0);
 591     else
 592       gst_query_add_allocation_pool (query, pool, src->v4l2object->info.size, 1,
 593           0);
 594
 595     if (pool)
 596       gst_object_unref (pool);
 597     if (allocator)
 598       gst_object_unref (allocator);
 599
 600     return GST_BASE_SRC_CLASS (parent_class)->decide_allocation (bsrc, query);
 601   }
 602
 603   if (ret) {
 604     ret = gst_v4l2_object_decide_allocation (src->v4l2object, query);
 605     if (ret)
 606       ret = GST_BASE_SRC_CLASS (parent_class)->decide_allocation (bsrc, query);
 607   }
 608
 609   if (ret) {
 610     if (!gst_buffer_pool_set_active (src->v4l2object->pool, TRUE))
 611       goto activate_failed;
 612   }
 613
 614   return ret;
 615
 616 activate_failed:
 617   {
 618     GST_ELEMENT_ERROR (src, RESOURCE, SETTINGS,
 619         (_("Failed to allocate required memory.")),
 620         ("Buffer pool activation failed"));
 621     return FALSE;
 622   }
 623 }
 624
 625 static gboolean
 626 gst_v4l2src_query (GstBaseSrc * bsrc, GstQuery * query)
 627 {
 628   GstV4l2Src *src;
 629   GstV4l2Object *obj;
 630   gboolean res = FALSE;
 631
 632   src = GST_V4L2SRC (bsrc);
 633   obj = src->v4l2object;
 634
 635   switch (GST_QUERY_TYPE (query)) {
 636     case GST_QUERY_LATENCY:{
 637       GstClockTime min_latency, max_latency;
 638       guint32 fps_n, fps_d;
 639       guint num_buffers = 0;
 640
 641       /* device must be open */
 642       if (!GST_V4L2_IS_OPEN (obj)) {
 643         GST_WARNING_OBJECT (src,
 644             "Can't give latency since device isn't open !");
 645         goto done;
 646       }
 647
 648       fps_n = GST_V4L2_FPS_N (obj);
 649       fps_d = GST_V4L2_FPS_D (obj);
 650
 651       /* we must have a framerate */
 652       if (fps_n <= 0 || fps_d <= 0) {
 653         GST_WARNING_OBJECT (src,
 654             "Can't give latency since framerate isn't fixated !");
 655         goto done;
 656       }
 657
 658       /* min latency is the time to capture one frame */
 659       min_latency = gst_util_uint64_scale_int (GST_SECOND, fps_d, fps_n);
 660
 661       /* max latency is total duration of the frame buffer */
 662       if (obj->pool != NULL)
 663         num_buffers = GST_V4L2_BUFFER_POOL_CAST (obj->pool)->max_latency;
 664
 665       if (num_buffers == 0)
 666         max_latency = -1;
 667       else
 668         max_latency = num_buffers * min_latency;
 669
 670       GST_DEBUG_OBJECT (bsrc,
 671           "report latency min %" GST_TIME_FORMAT " max %" GST_TIME_FORMAT,
 672           GST_TIME_ARGS (min_latency), GST_TIME_ARGS (max_latency));
 673
 674       /* we are always live, the min latency is 1 frame and the max latency is
 675        * the complete buffer of frames. */
 676       gst_query_set_latency (query, TRUE, min_latency, max_latency);
 677
 678       res = TRUE;
 679       break;
 680     }
 681     default:
 682       res = GST_BASE_SRC_CLASS (parent_class)->query (bsrc, query);
 683       break;
 684   }
 685
 686 done:
 687
 688   return res;
 689 }
 690
 691 /* start and stop are not symmetric -- start will open the device, but not start
 692  * capture. it's setcaps that will start capture, which is called via basesrc's
 693  * negotiate method. stop will both stop capture and close the device.
 694  */
 695 static gboolean
 696 gst_v4l2src_start (GstBaseSrc * src)
 697 {
 698   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (src);
 699
 700   v4l2src->offset = 0;
 701   v4l2src->renegotiation_adjust = 0;
 702
 703   /* activate settings for first frame */
 704   v4l2src->ctrl_time = 0;
 705   gst_object_sync_values (GST_OBJECT (src), v4l2src->ctrl_time);
 706
 707   v4l2src->has_bad_timestamp = FALSE;
 708   v4l2src->last_timestamp = 0;
 709
 710   return TRUE;
 711 }
 712
 713 static gboolean
 714 gst_v4l2src_unlock (GstBaseSrc * src)
 715 {
 716   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (src);
 717   return gst_v4l2_object_unlock (v4l2src->v4l2object);
 718 }
 719
 720 static gboolean
 721 gst_v4l2src_unlock_stop (GstBaseSrc * src)
 722 {
 723   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (src);
 724
 725   v4l2src->last_timestamp = 0;
 726
 727   return gst_v4l2_object_unlock_stop (v4l2src->v4l2object);
 728 }
 729
 730 static gboolean
 731 gst_v4l2src_stop (GstBaseSrc * src)
 732 {
 733   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (src);
 734   GstV4l2Object *obj = v4l2src->v4l2object;
 735
 736   if (GST_V4L2_IS_ACTIVE (obj)) {
 737     if (!gst_v4l2_object_stop (obj))
 738       return FALSE;
 739   }
 740
 741   v4l2src->pending_set_fmt = FALSE;
 742
 743   return TRUE;
 744 }
 745
 746 static GstStateChangeReturn
 747 gst_v4l2src_change_state (GstElement * element, GstStateChange transition)
 748 {
 749   GstStateChangeReturn ret = GST_STATE_CHANGE_SUCCESS;
 750   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (element);
 751   GstV4l2Object *obj = v4l2src->v4l2object;
 752
 753   switch (transition) {
 754     case GST_STATE_CHANGE_NULL_TO_READY:
 755       /* open the device */
 756       if (!gst_v4l2_object_open (obj))
 757         return GST_STATE_CHANGE_FAILURE;
 758       break;
 759     default:
 760       break;
 761   }
 762
 763   ret = GST_ELEMENT_CLASS (parent_class)->change_state (element, transition);
 764
 765   switch (transition) {
 766     case GST_STATE_CHANGE_READY_TO_NULL:
 767       /* close the device */
 768       if (!gst_v4l2_object_close (obj))
 769         return GST_STATE_CHANGE_FAILURE;
 770
 771       break;
 772     default:
 773       break;
 774   }
 775
 776   return ret;
 777 }
 778
 779 static GstFlowReturn
 780 gst_v4l2src_create (GstPushSrc * src, GstBuffer ** buf)
 781 {
 782   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (src);
 783   GstV4l2Object *obj = v4l2src->v4l2object;
 784   GstV4l2BufferPool *pool = GST_V4L2_BUFFER_POOL_CAST (obj->pool);
 785   GstFlowReturn ret;
 786   GstClock *clock;
 787   GstClockTime abs_time, base_time, timestamp, duration;
 788   GstClockTime delay;
 789   GstMessage *qos_msg;
 790
 791   do {
 792     ret = GST_BASE_SRC_CLASS (parent_class)->alloc (GST_BASE_SRC (src), 0,
 793         obj->info.size, buf);
 794
 795     if (G_UNLIKELY (ret != GST_FLOW_OK))
 796       goto alloc_failed;
 797
 798     ret = gst_v4l2_buffer_pool_process (pool, buf);
 799
 800   } while (ret == GST_V4L2_FLOW_CORRUPTED_BUFFER);
 801
 802   if (G_UNLIKELY (ret != GST_FLOW_OK))
 803     goto error;
 804
 805   timestamp = GST_BUFFER_TIMESTAMP (*buf);
 806   duration = obj->duration;
 807
 808   /* timestamps, LOCK to get clock and base time. */
 809   /* FIXME: element clock and base_time is rarely changing */
 810   GST_OBJECT_LOCK (v4l2src);
 811   if ((clock = GST_ELEMENT_CLOCK (v4l2src))) {
 812     /* we have a clock, get base time and ref clock */
 813     base_time = GST_ELEMENT (v4l2src)->base_time;
 814     gst_object_ref (clock);
 815   } else {
 816     /* no clock, can't set timestamps */
 817     base_time = GST_CLOCK_TIME_NONE;
 818   }
 819   GST_OBJECT_UNLOCK (v4l2src);
 820
 821   /* sample pipeline clock */
 822   if (clock) {
 823     abs_time = gst_clock_get_time (clock);
 824     gst_object_unref (clock);
 825   } else {
 826     abs_time = GST_CLOCK_TIME_NONE;
 827   }
 828
 829 retry:
 830   if (!v4l2src->has_bad_timestamp && timestamp != GST_CLOCK_TIME_NONE) {
 831     struct timespec now;
 832     GstClockTime gstnow;
 833
 834     /* v4l2 specs say to use the system time although many drivers switched to
 835      * the more desirable monotonic time. We first try to use the monotonic time
 836      * and see how that goes */
 837     clock_gettime (CLOCK_MONOTONIC, &now);
 838     gstnow = GST_TIMESPEC_TO_TIME (now);
 839
 840     if (timestamp > gstnow || (gstnow - timestamp) > (10 * GST_SECOND)) {
 841       GTimeVal now;
 842
 843       /* very large diff, fall back to system time */
 844       g_get_current_time (&now);
 845       gstnow = GST_TIMEVAL_TO_TIME (now);
 846     }
 847
 848     /* Detect buggy drivers here, and stop using their timestamp. Failing any
 849      * of these condition would imply a very buggy driver:
 850      *   - Timestamp in the future
 851      *   - Timestamp is going backward compare to last seen timestamp
 852      *   - Timestamp is jumping forward for less then a frame duration
 853      *   - Delay is bigger then the actual timestamp
 854      * */
 855     if (timestamp > gstnow) {
 856       GST_WARNING_OBJECT (v4l2src,
 857           "Timestamp in the future detected, ignoring driver timestamps");
 858       v4l2src->has_bad_timestamp = TRUE;
 859       goto retry;
 860     }
 861
 862     if (v4l2src->last_timestamp > timestamp) {
 863       GST_WARNING_OBJECT (v4l2src,
 864           "Timestamp going backward, ignoring driver timestamps");
 865       v4l2src->has_bad_timestamp = TRUE;
 866       goto retry;
 867     }
 868
 869     delay = gstnow - timestamp;
 870
 871     if (delay > timestamp) {
 872       GST_WARNING_OBJECT (v4l2src,
 873           "Timestamp does not correlate with any clock, ignoring driver timestamps");
 874       v4l2src->has_bad_timestamp = TRUE;
 875       goto retry;
 876     }
 877
 878     /* Save last timestamp for sanity checks */
 879     v4l2src->last_timestamp = timestamp;
 880
 881     GST_DEBUG_OBJECT (v4l2src, "ts: %" GST_TIME_FORMAT " now %" GST_TIME_FORMAT
 882         " delay %" GST_TIME_FORMAT, GST_TIME_ARGS (timestamp),
 883         GST_TIME_ARGS (gstnow), GST_TIME_ARGS (delay));
 884   } else {
 885     /* we assume 1 frame latency otherwise */
 886     if (GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (duration))
 887       delay = duration;
 888     else
 889       delay = 0;
 890   }
 891
 892   /* set buffer metadata */
 893
 894   if (G_LIKELY (abs_time != GST_CLOCK_TIME_NONE)) {
 895     /* the time now is the time of the clock minus the base time */
 896     timestamp = abs_time - base_time;
 897
 898     /* adjust for delay in the device */
 899     if (timestamp > delay)
 900       timestamp -= delay;
 901     else
 902       timestamp = 0;
 903   } else {
 904     timestamp = GST_CLOCK_TIME_NONE;
 905   }
 906
 907   /* activate settings for next frame */
 908   if (GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (duration)) {
 909     v4l2src->ctrl_time += duration;
 910   } else {
 911     /* this is not very good (as it should be the next timestamp),
 912      * still good enough for linear fades (as long as it is not -1)
 913      */
 914     v4l2src->ctrl_time = timestamp;
 915   }
 916   gst_object_sync_values (GST_OBJECT (src), v4l2src->ctrl_time);
 917
 918   GST_INFO_OBJECT (src, "sync to %" GST_TIME_FORMAT " out ts %" GST_TIME_FORMAT,
 919       GST_TIME_ARGS (v4l2src->ctrl_time), GST_TIME_ARGS (timestamp));
 920
 921   /* use generated offset values only if there are not already valid ones
 922    * set by the v4l2 device */
 923   if (!GST_BUFFER_OFFSET_IS_VALID (*buf)
 924       || !GST_BUFFER_OFFSET_END_IS_VALID (*buf)) {
 925     GST_BUFFER_OFFSET (*buf) = v4l2src->offset++;
 926     GST_BUFFER_OFFSET_END (*buf) = v4l2src->offset;
 927   } else {
 928     /* adjust raw v4l2 device sequence, will restart at null in case of renegotiation
 929      * (streamoff/streamon) */
 930     GST_BUFFER_OFFSET (*buf) += v4l2src->renegotiation_adjust;
 931     GST_BUFFER_OFFSET_END (*buf) += v4l2src->renegotiation_adjust;
 932     /* check for frame loss with given (from v4l2 device) buffer offset */
 933     if ((v4l2src->offset != 0)
 934         && (GST_BUFFER_OFFSET (*buf) != (v4l2src->offset + 1))) {
 935       guint64 lost_frame_count = GST_BUFFER_OFFSET (*buf) - v4l2src->offset - 1;
 936       GST_WARNING_OBJECT (v4l2src,
 937           "lost frames detected: count = %" G_GUINT64_FORMAT " - ts: %"
 938           GST_TIME_FORMAT, lost_frame_count, GST_TIME_ARGS (timestamp));
 939
 940       qos_msg = gst_message_new_qos (GST_OBJECT_CAST (v4l2src), TRUE,
 941           GST_CLOCK_TIME_NONE, GST_CLOCK_TIME_NONE, timestamp,
 942           GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (duration) ? lost_frame_count *
 943           duration : GST_CLOCK_TIME_NONE);
 944       gst_element_post_message (GST_ELEMENT_CAST (v4l2src), qos_msg);
 945
 946     }
 947     v4l2src->offset = GST_BUFFER_OFFSET (*buf);
 948   }
 949
 950   GST_BUFFER_TIMESTAMP (*buf) = timestamp;
 951   GST_BUFFER_DURATION (*buf) = duration;
 952
 953   return ret;
 954
 955   /* ERROR */
 956 alloc_failed:
 957   {
 958     if (ret != GST_FLOW_FLUSHING)
 959       GST_ELEMENT_ERROR (src, RESOURCE, NO_SPACE_LEFT,
 960           ("Failed to allocate a buffer"), (NULL));
 961     return ret;
 962   }
 963 error:
 964   {
 965     gst_buffer_replace (buf, NULL);
 966     if (ret == GST_V4L2_FLOW_LAST_BUFFER) {
 967       GST_ELEMENT_ERROR (src, RESOURCE, FAILED,
 968           ("Driver returned a buffer with no payload, this most likely "
 969               "indicate a bug in the driver."), (NULL));
 970       ret = GST_FLOW_ERROR;
 971     } else {
 972       GST_DEBUG_OBJECT (src, "error processing buffer %d (%s)", ret,
 973           gst_flow_get_name (ret));
 974     }
 975     return ret;
 976   }
 977 }
 978
 979
 980 /* GstURIHandler interface */
 981 static GstURIType
 982 gst_v4l2src_uri_get_type (GType type)
 983 {
 984   return GST_URI_SRC;
 985 }
 986
 987 static const gchar *const *
 988 gst_v4l2src_uri_get_protocols (GType type)
 989 {
 990   static const gchar *protocols[] = { "v4l2", NULL };
 991
 992   return protocols;
 993 }
 994
 995 static gchar *
 996 gst_v4l2src_uri_get_uri (GstURIHandler * handler)
 997 {
 998   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (handler);
 999
1000   if (v4l2src->v4l2object->videodev != NULL) {
1001     return g_strdup_printf ("v4l2://%s", v4l2src->v4l2object->videodev);
1002   }
1003
1004   return g_strdup ("v4l2://");
1005 }
1006
1007 static gboolean
1008 gst_v4l2src_uri_set_uri (GstURIHandler * handler, const gchar * uri,
1009     GError ** error)
1010 {
1011   GstV4l2Src *v4l2src = GST_V4L2SRC (handler);
1012   const gchar *device = DEFAULT_PROP_DEVICE;
1013
1014   if (strcmp (uri, "v4l2://") != 0) {
1015     device = uri + 7;
1016   }
1017   g_object_set (v4l2src, "device", device, NULL);
1018
1019   return TRUE;
1020 }
1021
1022
1023 static void
1024 gst_v4l2src_uri_handler_init (gpointer g_iface, gpointer iface_data)
1025 {
1026   GstURIHandlerInterface *iface = (GstURIHandlerInterface *) g_iface;
1027
1028   iface->get_type = gst_v4l2src_uri_get_type;
1029   iface->get_protocols = gst_v4l2src_uri_get_protocols;
1030   iface->get_uri = gst_v4l2src_uri_get_uri;
1031   iface->set_uri = gst_v4l2src_uri_set_uri;
1032 }