Merge commit '58170b027144f4840018c7a60fb8d07924cc6242'
[ffmpeg.git] / 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->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
564     stream->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
565     stream->codec->width      = (int)image_buffer_size.width;
566     stream->codec->height     = (int)image_buffer_size.height;
567     stream->codec->pix_fmt    = 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->codec->codec_type     = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
607     stream->codec->sample_rate    = basic_desc->mSampleRate;
608     stream->codec->channels       = basic_desc->mChannelsPerFrame;
609     stream->codec->channel_layout = av_get_default_channel_layout(stream->codec->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->codec->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->codec->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->codec->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->codec->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, 0, 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 };