libavdevice/libdc1394.c

   1 /*
   2  * IIDC1394 grab interface (uses libdc1394 and libraw1394)
   3  * Copyright (c) 2004 Roman Shaposhnik
   4  * Copyright (c) 2008 Alessandro Sappia
   5  * Copyright (c) 2011 Martin Lambers
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include "config.h"
  25 #include "libavutil/log.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "avdevice.h"
  28
  29 #include <stdlib.h>
  30 #include <string.h>
  31 #include "libavutil/parseutils.h"
  32 #include "libavutil/pixdesc.h"
  33
  34 #include <dc1394/dc1394.h>
  35
  36 #undef free
  37
  38 typedef struct dc1394_data {
  39     AVClass *class;
  40     dc1394_t *d;
  41     dc1394camera_t *camera;
  42     dc1394video_frame_t *frame;
  43     int current_frame;
  44     int  frame_rate;        /**< frames per 1000 seconds (fps * 1000) */
  45     char *video_size;       /**< String describing video size, set by a private option. */
  46     char *pixel_format;     /**< Set by a private option. */
  47     char *framerate;        /**< Set by a private option. */
  48
  49     AVPacket packet;
  50 } dc1394_data;
  51
  52 /* The list of color codings that we support.
  53  * We assume big endian for the dc1394 16bit modes: libdc1394 never sets the
  54  * flag little_endian in dc1394video_frame_t. */
  55 struct dc1394_color_coding {
  56     int pix_fmt;
  57     int score;
  58     uint32_t coding;
  59 } dc1394_color_codings[] = {
  60     { PIX_FMT_GRAY16BE,  1000, DC1394_COLOR_CODING_MONO16 },
  61     { PIX_FMT_RGB48BE,   1100, DC1394_COLOR_CODING_RGB16  },
  62     { PIX_FMT_GRAY8,     1200, DC1394_COLOR_CODING_MONO8  },
  63     { PIX_FMT_RGB24,     1300, DC1394_COLOR_CODING_RGB8   },
  64     { PIX_FMT_UYYVYY411, 1400, DC1394_COLOR_CODING_YUV411 },
  65     { PIX_FMT_UYVY422,   1500, DC1394_COLOR_CODING_YUV422 },
  66     { PIX_FMT_NONE, 0, 0 } /* gotta be the last one */
  67 };
  68
  69 struct dc1394_frame_rate {
  70     int frame_rate;
  71     int frame_rate_id;
  72 } dc1394_frame_rates[] = {
  73     {  1875, DC1394_FRAMERATE_1_875 },
  74     {  3750, DC1394_FRAMERATE_3_75  },
  75     {  7500, DC1394_FRAMERATE_7_5   },
  76     { 15000, DC1394_FRAMERATE_15    },
  77     { 30000, DC1394_FRAMERATE_30    },
  78     { 60000, DC1394_FRAMERATE_60    },
  79     {120000, DC1394_FRAMERATE_120   },
  80     {240000, DC1394_FRAMERATE_240    },
  81     { 0, 0 } /* gotta be the last one */
  82 };
  83
  84 #define OFFSET(x) offsetof(dc1394_data, x)
  85 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
  86 static const AVOption options[] = {
  87     { "video_size", "A string describing frame size, such as 640x480 or hd720.", OFFSET(video_size), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "qvga"}, 0, 0, DEC },
  88     { "pixel_format", "", OFFSET(pixel_format), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "uyvy422"}, 0, 0, DEC },
  89     { "framerate", "", OFFSET(framerate), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "ntsc"}, 0, 0, DEC },
  90     { NULL },
  91 };
  92
  93 static const AVClass libdc1394_class = {
  94     .class_name = "libdc1394 indev",
  95     .item_name  = av_default_item_name,
  96     .option     = options,
  97     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  98 };
  99
 100 static int dc1394_read_header(AVFormatContext *c, AVFormatParameters * ap)
 101 {
 102     dc1394_data* dc1394 = c->priv_data;
 103     AVStream *vst;
 104     const struct dc1394_color_coding *cc;
 105     const struct dc1394_frame_rate *fr;
 106     dc1394camera_list_t *list;
 107     dc1394video_modes_t video_modes;
 108     dc1394video_mode_t video_mode;
 109     dc1394framerates_t frame_rates;
 110     dc1394framerate_t frame_rate;
 111     uint32_t dc1394_width, dc1394_height, dc1394_color_coding;
 112     int rate, best_rate;
 113     int score, max_score;
 114     int final_width, final_height, final_pix_fmt, final_frame_rate;
 115     int res, i, j;
 116     int ret=-1;
 117
 118     /* Now let us prep the hardware. */
 119     dc1394->d = dc1394_new();
 120     dc1394_camera_enumerate (dc1394->d, &list);
 121     if ( !list || list->num == 0) {
 122         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Unable to look for an IIDC camera\n\n");
 123         goto out;
 124     }
 125
 126     /* FIXME: To select a specific camera I need to search in list its guid */
 127     dc1394->camera = dc1394_camera_new (dc1394->d, list->ids[0].guid);
 128     if (list->num > 1) {
 129         av_log(c, AV_LOG_INFO, "Working with the first camera found\n");
 130     }
 131
 132     /* Freeing list of cameras */
 133     dc1394_camera_free_list (list);
 134
 135     /* Get the list of video modes supported by the camera. */
 136     res = dc1394_video_get_supported_modes (dc1394->camera, &video_modes);
 137     if (res != DC1394_SUCCESS) {
 138         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Could not get video formats.\n");
 139         goto out_camera;
 140     }
 141
 142     if (dc1394->pixel_format) {
 143         if ((ap->pix_fmt = av_get_pix_fmt(dc1394->pixel_format)) == PIX_FMT_NONE) {
 144             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "No such pixel format: %s.\n", dc1394->pixel_format);
 145             ret = AVERROR(EINVAL);
 146             goto out;
 147         }
 148     }
 149
 150     if (dc1394->video_size) {
 151         if ((ret = av_parse_video_size(&ap->width, &ap->height, dc1394->video_size)) < 0) {
 152             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Couldn't parse video size.\n");
 153             goto out;
 154         }
 155     }
 156
 157     /* Choose the best mode. */
 158     rate = (ap->time_base.num ? av_rescale(1000, ap->time_base.den, ap->time_base.num) : -1);
 159     max_score = -1;
 160     for (i = 0; i < video_modes.num; i++) {
 161         if (video_modes.modes[i] == DC1394_VIDEO_MODE_EXIF
 162                 || (video_modes.modes[i] >= DC1394_VIDEO_MODE_FORMAT7_MIN
 163                     && video_modes.modes[i] <= DC1394_VIDEO_MODE_FORMAT7_MAX)) {
 164             /* These modes are currently not supported as they would require
 165              * much more work. For the remaining modes, the functions
 166              * dc1394_get_image_size_from_video_mode and
 167              * dc1394_get_color_coding_from_video_mode do not need to query the
 168              * camera, and thus cannot fail. */
 169             continue;
 170         }
 171         dc1394_get_color_coding_from_video_mode (NULL, video_modes.modes[i],
 172                 &dc1394_color_coding);
 173         for (cc = dc1394_color_codings; cc->pix_fmt != PIX_FMT_NONE; cc++)
 174             if (cc->coding == dc1394_color_coding)
 175                 break;
 176         if (cc->pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 177             /* We currently cannot handle this color coding. */
 178             continue;
 179         }
 180         /* Here we know that the mode is supported. Get its frame size and the list
 181          * of frame rates supported by the camera for this mode. This list is sorted
 182          * in ascending order according to libdc1394 example programs. */
 183         dc1394_get_image_size_from_video_mode (NULL, video_modes.modes[i],
 184                 &dc1394_width, &dc1394_height);
 185         res = dc1394_video_get_supported_framerates (dc1394->camera, video_modes.modes[i],
 186                 &frame_rates);
 187         if (res != DC1394_SUCCESS || frame_rates.num == 0) {
 188             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Cannot get frame rates for video mode.\n");
 189             goto out_camera;
 190         }
 191         /* Choose the best frame rate. */
 192         best_rate = -1;
 193         for (j = 0; j < frame_rates.num; j++) {
 194             for (fr = dc1394_frame_rates; fr->frame_rate; fr++) {
 195                 if (fr->frame_rate_id == frame_rates.framerates[j]) {
 196                     break;
 197                 }
 198             }
 199             if (!fr->frame_rate) {
 200                 /* This frame rate is not supported. */
 201                 continue;
 202             }
 203             best_rate = fr->frame_rate;
 204             frame_rate = fr->frame_rate_id;
 205             if (ap->time_base.num && rate == fr->frame_rate) {
 206                 /* This is the requested frame rate. */
 207                 break;
 208             }
 209         }
 210         if (best_rate == -1) {
 211             /* No supported rate found. */
 212             continue;
 213         }
 214         /* Here we know that both the mode and the rate are supported. Compute score. */
 215         if (ap->width && ap->height
 216                 && (dc1394_width == ap->width && dc1394_height == ap->height)) {
 217             score = 110000;
 218         } else {
 219             score = dc1394_width * 10;  // 1600 - 16000
 220         }
 221         if (ap->pix_fmt == cc->pix_fmt) {
 222             score += 90000;
 223         } else {
 224             score += cc->score;         // 1000 - 1500
 225         }
 226         if (ap->time_base.num && rate == best_rate) {
 227             score += 70000;
 228         } else {
 229             score += best_rate / 1000;  // 1 - 240
 230         }
 231         if (score > max_score) {
 232             video_mode = video_modes.modes[i];
 233             final_width = dc1394_width;
 234             final_height = dc1394_height;
 235             final_pix_fmt = cc->pix_fmt;
 236             final_frame_rate = best_rate;
 237             max_score = score;
 238         }
 239     }
 240     if (max_score == -1) {
 241         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "No suitable video mode / frame rate available.\n");
 242         goto out_camera;
 243     }
 244     if (ap->width && ap->height && !(ap->width == final_width && ap->height == final_height)) {
 245         av_log(c, AV_LOG_WARNING, "Requested frame size is not available, using fallback.\n");
 246     }
 247     if (ap->pix_fmt != PIX_FMT_NONE && ap->pix_fmt != final_pix_fmt) {
 248         av_log(c, AV_LOG_WARNING, "Requested pixel format is not supported, using fallback.\n");
 249     }
 250     if (ap->time_base.num && rate != final_frame_rate) {
 251         av_log(c, AV_LOG_WARNING, "Requested frame rate is not available, using fallback.\n");
 252     }
 253
 254     /* create a video stream */
 255     vst = av_new_stream(c, 0);
 256     if (!vst)
 257         goto out_camera;
 258     av_set_pts_info(vst, 64, 1, 1000);
 259     vst->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 260     vst->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 261     vst->codec->time_base.den = final_frame_rate;
 262     vst->codec->time_base.num = 1000;
 263     vst->codec->width = final_width;
 264     vst->codec->height = final_height;
 265     vst->codec->pix_fmt = final_pix_fmt;
 266
 267     /* packet init */
 268     av_init_packet(&dc1394->packet);
 269     dc1394->packet.size = avpicture_get_size(final_pix_fmt, final_width, final_height);
 270     dc1394->packet.stream_index = vst->index;
 271     dc1394->packet.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 272
 273     dc1394->current_frame = 0;
 274     dc1394->frame_rate = final_frame_rate;
 275
 276     vst->codec->bit_rate = av_rescale(dc1394->packet.size * 8, final_frame_rate, 1000);
 277
 278     /* Select MAX Speed possible from the cam */
 279     if (dc1394->camera->bmode_capable>0) {
 280        dc1394_video_set_operation_mode(dc1394->camera, DC1394_OPERATION_MODE_1394B);
 281        i = DC1394_ISO_SPEED_800;
 282     } else {
 283        i = DC1394_ISO_SPEED_400;
 284     }
 285
 286     for (res = DC1394_FAILURE; i >= DC1394_ISO_SPEED_MIN && res != DC1394_SUCCESS; i--) {
 287             res=dc1394_video_set_iso_speed(dc1394->camera, i);
 288     }
 289     if (res != DC1394_SUCCESS) {
 290         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Couldn't set ISO Speed\n");
 291         goto out_camera;
 292     }
 293
 294     if (dc1394_video_set_mode(dc1394->camera, video_mode) != DC1394_SUCCESS) {
 295         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Couldn't set video format\n");
 296         goto out_camera;
 297     }
 298
 299     if (dc1394_video_set_framerate(dc1394->camera, frame_rate) != DC1394_SUCCESS) {
 300         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Could not set framerate %d.\n", final_frame_rate);
 301         goto out_camera;
 302     }
 303     if (dc1394_capture_setup(dc1394->camera, 10, DC1394_CAPTURE_FLAGS_DEFAULT)!=DC1394_SUCCESS) {
 304         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Cannot setup camera \n");
 305         goto out_camera;
 306     }
 307
 308     if (dc1394_video_set_transmission(dc1394->camera, DC1394_ON) !=DC1394_SUCCESS) {
 309         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "Cannot start capture\n");
 310         goto out_camera;
 311     }
 312     return 0;
 313
 314 out_camera:
 315     dc1394_capture_stop(dc1394->camera);
 316     dc1394_video_set_transmission(dc1394->camera, DC1394_OFF);
 317     dc1394_camera_free (dc1394->camera);
 318 out:
 319     dc1394_free(dc1394->d);
 320     return ret;
 321 }
 322
 323 static int dc1394_read_packet(AVFormatContext *c, AVPacket *pkt)
 324 {
 325     struct dc1394_data *dc1394 = c->priv_data;
 326     int res;
 327
 328     /* discard stale frame */
 329     if (dc1394->current_frame++) {
 330         if (dc1394_capture_enqueue(dc1394->camera, dc1394->frame) != DC1394_SUCCESS)
 331             av_log(c, AV_LOG_ERROR, "failed to release %d frame\n", dc1394->current_frame);
 332     }
 333
 334     res = dc1394_capture_dequeue(dc1394->camera, DC1394_CAPTURE_POLICY_WAIT, &dc1394->frame);
 335     if (res == DC1394_SUCCESS) {
 336         dc1394->packet.data = (uint8_t *)(dc1394->frame->image);
 337         dc1394->packet.pts = (dc1394->current_frame  * 1000000) / (dc1394->frame_rate);
 338         res = dc1394->frame->image_bytes;
 339     } else {
 340         av_log(c, AV_LOG_ERROR, "DMA capture failed\n");
 341         dc1394->packet.data = NULL;
 342         res = -1;
 343     }
 344
 345     *pkt = dc1394->packet;
 346     return res;
 347 }
 348
 349 static int dc1394_close(AVFormatContext * context)
 350 {
 351     struct dc1394_data *dc1394 = context->priv_data;
 352
 353     dc1394_video_set_transmission(dc1394->camera, DC1394_OFF);
 354     dc1394_capture_stop(dc1394->camera);
 355     dc1394_camera_free(dc1394->camera);
 356     dc1394_free(dc1394->d);
 357
 358     return 0;
 359 }
 360
 361 AVInputFormat ff_libdc1394_demuxer = {
 362     .name           = "libdc1394",
 363     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("dc1394 A/V grab"),
 364     .priv_data_size = sizeof(struct dc1394_data),
 365     .read_header    = dc1394_read_header,
 366     .read_packet    = dc1394_read_packet,
 367     .read_close     = dc1394_close,
 368     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 369     .priv_class     = &libdc1394_class,
 370 };