git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/mmaldec.c

   1 /*
   2  * MMAL Video Decoder
   3  * Copyright (c) 2015 Rodger Combs
   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  * MMAL Video Decoder
  25  */
  26
  27 #include <bcm_host.h>
  28 #include <interface/mmal/mmal.h>
  29 #include <interface/mmal/mmal_parameters_video.h>
  30 #include <interface/mmal/util/mmal_util.h>
  31 #include <interface/mmal/util/mmal_util_params.h>
  32 #include <interface/mmal/util/mmal_default_components.h>
  33 #include <interface/mmal/vc/mmal_vc_api.h>
  34 #include <stdatomic.h>
  35
  36 #include "avcodec.h"
  37 #include "hwconfig.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "libavutil/avassert.h"
  40 #include "libavutil/buffer.h"
  41 #include "libavutil/common.h"
  42 #include "libavutil/imgutils.h"
  43 #include "libavutil/opt.h"
  44 #include "libavutil/log.h"
  45
  46 typedef struct FFBufferEntry {
  47     AVBufferRef *ref;
  48     void *data;
  49     size_t length;
  50     int64_t pts, dts;
  51     int flags;
  52     struct FFBufferEntry *next;
  53 } FFBufferEntry;
  54
  55 // MMAL_POOL_T destroys all of its MMAL_BUFFER_HEADER_Ts. If we want correct
  56 // refcounting for AVFrames, we can free the MMAL_POOL_T only after all AVFrames
  57 // have been unreferenced.
  58 typedef struct FFPoolRef {
  59     atomic_int refcount;
  60     MMAL_POOL_T *pool;
  61 } FFPoolRef;
  62
  63 typedef struct FFBufferRef {
  64     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
  65     FFPoolRef *pool;
  66 } FFBufferRef;
  67
  68 typedef struct MMALDecodeContext {
  69     AVClass *av_class;
  70     int extra_buffers;
  71     int extra_decoder_buffers;
  72
  73     MMAL_COMPONENT_T *decoder;
  74     MMAL_QUEUE_T *queue_decoded_frames;
  75     MMAL_POOL_T *pool_in;
  76     FFPoolRef *pool_out;
  77
  78     // Waiting input packets. Because the libavcodec API requires decoding and
  79     // returning packets in lockstep, it can happen that queue_decoded_frames
  80     // contains almost all surfaces - then the decoder input queue can quickly
  81     // fill up and won't accept new input either. Without consuming input, the
  82     // libavcodec API can't return new frames, and we have a logical deadlock.
  83     // This is avoided by queuing such buffers here.
  84     FFBufferEntry *waiting_buffers, *waiting_buffers_tail;
  85
  86     int64_t packets_sent;
  87     atomic_int packets_buffered;
  88     int64_t frames_output;
  89     int eos_received;
  90     int eos_sent;
  91     int extradata_sent;
  92     int interlaced_frame;
  93     int top_field_first;
  94 } MMALDecodeContext;
  95
  96 // Assume decoder is guaranteed to produce output after at least this many
  97 // packets (where each packet contains 1 frame).
  98 #define MAX_DELAYED_FRAMES 16
  99
 100 static void ffmmal_poolref_unref(FFPoolRef *ref)
 101 {
 102     if (ref &&
 103         atomic_fetch_add_explicit(&ref->refcount, -1, memory_order_acq_rel) == 1) {
 104         mmal_pool_destroy(ref->pool);
 105         av_free(ref);
 106     }
 107 }
 108
 109 static void ffmmal_release_frame(void *opaque, uint8_t *data)
 110 {
 111     FFBufferRef *ref = (void *)data;
 112
 113     mmal_buffer_header_release(ref->buffer);
 114     ffmmal_poolref_unref(ref->pool);
 115
 116     av_free(ref);
 117 }
 118
 119 // Setup frame with a new reference to buffer. The buffer must have been
 120 // allocated from the given pool.
 121 static int ffmmal_set_ref(AVFrame *frame, FFPoolRef *pool,
 122                           MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 123 {
 124     FFBufferRef *ref = av_mallocz(sizeof(*ref));
 125     if (!ref)
 126         return AVERROR(ENOMEM);
 127
 128     ref->pool = pool;
 129     ref->buffer = buffer;
 130
 131     frame->buf[0] = av_buffer_create((void *)ref, sizeof(*ref),
 132                                      ffmmal_release_frame, NULL,
 133                                      AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
 134     if (!frame->buf[0]) {
 135         av_free(ref);
 136         return AVERROR(ENOMEM);
 137     }
 138
 139     atomic_fetch_add_explicit(&ref->pool->refcount, 1, memory_order_relaxed);
 140     mmal_buffer_header_acquire(buffer);
 141
 142     frame->format = AV_PIX_FMT_MMAL;
 143     frame->data[3] = (uint8_t *)ref->buffer;
 144     return 0;
 145 }
 146
 147 static void ffmmal_stop_decoder(AVCodecContext *avctx)
 148 {
 149     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 150     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 151     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
 152
 153     mmal_port_disable(decoder->input[0]);
 154     mmal_port_disable(decoder->output[0]);
 155     mmal_port_disable(decoder->control);
 156
 157     mmal_port_flush(decoder->input[0]);
 158     mmal_port_flush(decoder->output[0]);
 159     mmal_port_flush(decoder->control);
 160
 161     while ((buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames)))
 162         mmal_buffer_header_release(buffer);
 163
 164     while (ctx->waiting_buffers) {
 165         FFBufferEntry *buffer = ctx->waiting_buffers;
 166
 167         ctx->waiting_buffers = buffer->next;
 168
 169         if (buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
 170             atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, -1);
 171
 172         av_buffer_unref(&buffer->ref);
 173         av_free(buffer);
 174     }
 175     ctx->waiting_buffers_tail = NULL;
 176
 177     av_assert0(atomic_load(&ctx->packets_buffered) == 0);
 178
 179     ctx->frames_output = ctx->eos_received = ctx->eos_sent = ctx->packets_sent = ctx->extradata_sent = 0;
 180 }
 181
 182 static av_cold int ffmmal_close_decoder(AVCodecContext *avctx)
 183 {
 184     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 185
 186     if (ctx->decoder)
 187         ffmmal_stop_decoder(avctx);
 188
 189     mmal_component_destroy(ctx->decoder);
 190     ctx->decoder = NULL;
 191     mmal_queue_destroy(ctx->queue_decoded_frames);
 192     mmal_pool_destroy(ctx->pool_in);
 193     ffmmal_poolref_unref(ctx->pool_out);
 194
 195     mmal_vc_deinit();
 196
 197     return 0;
 198 }
 199
 200 static void input_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 201 {
 202     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
 203     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 204
 205     if (!buffer->cmd) {
 206         FFBufferEntry *entry = buffer->user_data;
 207         av_buffer_unref(&entry->ref);
 208         if (entry->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
 209             atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, -1);
 210         av_free(entry);
 211     }
 212     mmal_buffer_header_release(buffer);
 213 }
 214
 215 static void output_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 216 {
 217     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
 218     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 219
 220     mmal_queue_put(ctx->queue_decoded_frames, buffer);
 221 }
 222
 223 static void control_port_cb(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 224 {
 225     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
 226     MMAL_STATUS_T status;
 227
 228     if (buffer->cmd == MMAL_EVENT_ERROR) {
 229         status = *(uint32_t *)buffer->data;
 230         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d on control port\n", (int)status);
 231     } else {
 232         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown MMAL event %s on control port\n",
 233                av_fourcc2str(buffer->cmd));
 234     }
 235
 236     mmal_buffer_header_release(buffer);
 237 }
 238
 239 // Feed free output buffers to the decoder.
 240 static int ffmmal_fill_output_port(AVCodecContext *avctx)
 241 {
 242     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 243     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
 244     MMAL_STATUS_T status;
 245
 246     if (!ctx->pool_out)
 247         return AVERROR_UNKNOWN; // format change code failed with OOM previously
 248
 249     while ((buffer = mmal_queue_get(ctx->pool_out->pool->queue))) {
 250         if ((status = mmal_port_send_buffer(ctx->decoder->output[0], buffer))) {
 251             mmal_buffer_header_release(buffer);
 252             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d when sending output buffer.\n", (int)status);
 253             return AVERROR_UNKNOWN;
 254         }
 255     }
 256
 257     return 0;
 258 }
 259
 260 static enum AVColorSpace ffmmal_csp_to_av_csp(MMAL_FOURCC_T fourcc)
 261 {
 262     switch (fourcc) {
 263     case MMAL_COLOR_SPACE_BT470_2_BG:
 264     case MMAL_COLOR_SPACE_BT470_2_M:
 265     case MMAL_COLOR_SPACE_ITUR_BT601:   return AVCOL_SPC_BT470BG;
 266     case MMAL_COLOR_SPACE_ITUR_BT709:   return AVCOL_SPC_BT709;
 267     case MMAL_COLOR_SPACE_FCC:          return AVCOL_SPC_FCC;
 268     case MMAL_COLOR_SPACE_SMPTE240M:    return AVCOL_SPC_SMPTE240M;
 269     default:                            return AVCOL_SPC_UNSPECIFIED;
 270     }
 271 }
 272
 273 static int ffmal_update_format(AVCodecContext *avctx)
 274 {
 275     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 276     MMAL_STATUS_T status;
 277     int ret = 0;
 278     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 279     MMAL_ES_FORMAT_T *format_out = decoder->output[0]->format;
 280     MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERLACE_TYPE_T interlace_type;
 281
 282     ffmmal_poolref_unref(ctx->pool_out);
 283     if (!(ctx->pool_out = av_mallocz(sizeof(*ctx->pool_out)))) {
 284         ret = AVERROR(ENOMEM);
 285         goto fail;
 286     }
 287     atomic_init(&ctx->pool_out->refcount, 1);
 288
 289     if (!format_out)
 290         goto fail;
 291
 292     if ((status = mmal_port_parameter_set_uint32(decoder->output[0], MMAL_PARAMETER_EXTRA_BUFFERS, ctx->extra_buffers)))
 293         goto fail;
 294
 295     if ((status = mmal_port_parameter_set_boolean(decoder->output[0], MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERPOLATE_TIMESTAMPS, 0)))
 296         goto fail;
 297
 298     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_MMAL) {
 299         format_out->encoding = MMAL_ENCODING_OPAQUE;
 300     } else {
 301         format_out->encoding_variant = format_out->encoding = MMAL_ENCODING_I420;
 302     }
 303
 304     if ((status = mmal_port_format_commit(decoder->output[0])))
 305         goto fail;
 306
 307     interlace_type.hdr.id = MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERLACE_TYPE;
 308     interlace_type.hdr.size = sizeof(MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERLACE_TYPE_T);
 309     status = mmal_port_parameter_get(decoder->output[0], &interlace_type.hdr);
 310     if (status != MMAL_SUCCESS) {
 311         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot read MMAL interlace information!\n");
 312     } else {
 313         ctx->interlaced_frame = (interlace_type.eMode != MMAL_InterlaceProgressive);
 314         ctx->top_field_first = (interlace_type.eMode == MMAL_InterlaceFieldsInterleavedUpperFirst);
 315     }
 316
 317     if ((ret = ff_set_dimensions(avctx, format_out->es->video.crop.x + format_out->es->video.crop.width,
 318                                         format_out->es->video.crop.y + format_out->es->video.crop.height)) < 0)
 319         goto fail;
 320
 321     if (format_out->es->video.par.num && format_out->es->video.par.den) {
 322         avctx->sample_aspect_ratio.num = format_out->es->video.par.num;
 323         avctx->sample_aspect_ratio.den = format_out->es->video.par.den;
 324     }
 325     if (format_out->es->video.frame_rate.num && format_out->es->video.frame_rate.den) {
 326         avctx->framerate.num = format_out->es->video.frame_rate.num;
 327         avctx->framerate.den = format_out->es->video.frame_rate.den;
 328     }
 329
 330     avctx->colorspace = ffmmal_csp_to_av_csp(format_out->es->video.color_space);
 331
 332     decoder->output[0]->buffer_size =
 333         FFMAX(decoder->output[0]->buffer_size_min, decoder->output[0]->buffer_size_recommended);
 334     decoder->output[0]->buffer_num =
 335         FFMAX(decoder->output[0]->buffer_num_min, decoder->output[0]->buffer_num_recommended) + ctx->extra_buffers;
 336     ctx->pool_out->pool = mmal_pool_create(decoder->output[0]->buffer_num,
 337                                            decoder->output[0]->buffer_size);
 338     if (!ctx->pool_out->pool) {
 339         ret = AVERROR(ENOMEM);
 340         goto fail;
 341     }
 342
 343     return 0;
 344
 345 fail:
 346     return ret < 0 ? ret : AVERROR_UNKNOWN;
 347 }
 348
 349 static av_cold int ffmmal_init_decoder(AVCodecContext *avctx)
 350 {
 351     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 352     MMAL_STATUS_T status;
 353     MMAL_ES_FORMAT_T *format_in;
 354     MMAL_COMPONENT_T *decoder;
 355     int ret = 0;
 356
 357     bcm_host_init();
 358
 359     if (mmal_vc_init()) {
 360         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot initialize MMAL VC driver!\n");
 361         return AVERROR(ENOSYS);
 362     }
 363
 364     if ((ret = ff_get_format(avctx, avctx->codec->pix_fmts)) < 0)
 365         return ret;
 366
 367     avctx->pix_fmt = ret;
 368
 369     if ((status = mmal_component_create(MMAL_COMPONENT_DEFAULT_VIDEO_DECODER, &ctx->decoder)))
 370         goto fail;
 371
 372     decoder = ctx->decoder;
 373
 374     format_in = decoder->input[0]->format;
 375     format_in->type = MMAL_ES_TYPE_VIDEO;
 376     switch (avctx->codec_id) {
 377     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 378         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_MP2V;
 379         break;
 380     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
 381         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_MP4V;
 382         break;
 383     case AV_CODEC_ID_VC1:
 384         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_WVC1;
 385         break;
 386     case AV_CODEC_ID_H264:
 387     default:
 388         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_H264;
 389         break;
 390     }
 391     format_in->es->video.width = FFALIGN(avctx->width, 32);
 392     format_in->es->video.height = FFALIGN(avctx->height, 16);
 393     format_in->es->video.crop.width = avctx->width;
 394     format_in->es->video.crop.height = avctx->height;
 395     format_in->es->video.frame_rate.num = 24000;
 396     format_in->es->video.frame_rate.den = 1001;
 397     format_in->es->video.par.num = avctx->sample_aspect_ratio.num;
 398     format_in->es->video.par.den = avctx->sample_aspect_ratio.den;
 399     format_in->flags = MMAL_ES_FORMAT_FLAG_FRAMED;
 400
 401     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using MMAL %s encoding.\n",
 402            av_fourcc2str(format_in->encoding));
 403
 404 #if HAVE_MMAL_PARAMETER_VIDEO_MAX_NUM_CALLBACKS
 405     if (mmal_port_parameter_set_uint32(decoder->input[0], MMAL_PARAMETER_VIDEO_MAX_NUM_CALLBACKS,
 406                                        -1 - ctx->extra_decoder_buffers)) {
 407         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Could not set input buffering limit.\n");
 408     }
 409 #endif
 410
 411     if ((status = mmal_port_format_commit(decoder->input[0])))
 412         goto fail;
 413
 414     decoder->input[0]->buffer_num =
 415         FFMAX(decoder->input[0]->buffer_num_min, 20);
 416     decoder->input[0]->buffer_size =
 417         FFMAX(decoder->input[0]->buffer_size_min, 512 * 1024);
 418     ctx->pool_in = mmal_pool_create(decoder->input[0]->buffer_num, 0);
 419     if (!ctx->pool_in) {
 420         ret = AVERROR(ENOMEM);
 421         goto fail;
 422     }
 423
 424     if ((ret = ffmal_update_format(avctx)) < 0)
 425         goto fail;
 426
 427     ctx->queue_decoded_frames = mmal_queue_create();
 428     if (!ctx->queue_decoded_frames)
 429         goto fail;
 430
 431     decoder->input[0]->userdata = (void*)avctx;
 432     decoder->output[0]->userdata = (void*)avctx;
 433     decoder->control->userdata = (void*)avctx;
 434
 435     if ((status = mmal_port_enable(decoder->control, control_port_cb)))
 436         goto fail;
 437     if ((status = mmal_port_enable(decoder->input[0], input_callback)))
 438         goto fail;
 439     if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
 440         goto fail;
 441
 442     if ((status = mmal_component_enable(decoder)))
 443         goto fail;
 444
 445     return 0;
 446
 447 fail:
 448     ffmmal_close_decoder(avctx);
 449     return ret < 0 ? ret : AVERROR_UNKNOWN;
 450 }
 451
 452 static void ffmmal_flush(AVCodecContext *avctx)
 453 {
 454     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 455     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 456     MMAL_STATUS_T status;
 457
 458     ffmmal_stop_decoder(avctx);
 459
 460     if ((status = mmal_port_enable(decoder->control, control_port_cb)))
 461         goto fail;
 462     if ((status = mmal_port_enable(decoder->input[0], input_callback)))
 463         goto fail;
 464     if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
 465         goto fail;
 466
 467     return;
 468
 469 fail:
 470     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL flush error: %i\n", (int)status);
 471 }
 472
 473 // Split packets and add them to the waiting_buffers list. We don't queue them
 474 // immediately, because it can happen that the decoder is temporarily blocked
 475 // (due to us not reading/returning enough output buffers) and won't accept
 476 // new input. (This wouldn't be an issue if MMAL input buffers always were
 477 // complete frames - then the input buffer just would have to be big enough.)
 478 // If is_extradata is set, send it as MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_CONFIG.
 479 static int ffmmal_add_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
 480                              int is_extradata)
 481 {
 482     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 483     AVBufferRef *buf = NULL;
 484     int size = 0;
 485     uint8_t *data = (uint8_t *)"";
 486     uint8_t *start;
 487     int ret = 0;
 488
 489     if (avpkt->size) {
 490         if (avpkt->buf) {
 491             buf = av_buffer_ref(avpkt->buf);
 492             size = avpkt->size;
 493             data = avpkt->data;
 494         } else {
 495             buf = av_buffer_alloc(avpkt->size);
 496             if (buf) {
 497                 memcpy(buf->data, avpkt->data, avpkt->size);
 498                 size = buf->size;
 499                 data = buf->data;
 500             }
 501         }
 502         if (!buf) {
 503             ret = AVERROR(ENOMEM);
 504             goto done;
 505         }
 506         if (!is_extradata)
 507             ctx->packets_sent++;
 508     } else {
 509         if (ctx->eos_sent)
 510             goto done;
 511         if (!ctx->packets_sent) {
 512             // Short-cut the flush logic to avoid upsetting MMAL.
 513             ctx->eos_sent = 1;
 514             ctx->eos_received = 1;
 515             goto done;
 516         }
 517     }
 518
 519     start = data;
 520
 521     do {
 522         FFBufferEntry *buffer = av_mallocz(sizeof(*buffer));
 523         if (!buffer) {
 524             ret = AVERROR(ENOMEM);
 525             goto done;
 526         }
 527
 528         buffer->data = data;
 529         buffer->length = FFMIN(size, ctx->decoder->input[0]->buffer_size);
 530
 531         if (is_extradata)
 532             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_CONFIG;
 533
 534         if (data == start)
 535             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_START;
 536
 537         data += buffer->length;
 538         size -= buffer->length;
 539
 540         buffer->pts = avpkt->pts == AV_NOPTS_VALUE ? MMAL_TIME_UNKNOWN : avpkt->pts;
 541         buffer->dts = avpkt->dts == AV_NOPTS_VALUE ? MMAL_TIME_UNKNOWN : avpkt->dts;
 542
 543         if (!size) {
 544             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END;
 545             atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, 1);
 546         }
 547
 548         if (!buffer->length) {
 549             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_EOS;
 550             ctx->eos_sent = 1;
 551         }
 552
 553         if (buf) {
 554             buffer->ref = av_buffer_ref(buf);
 555             if (!buffer->ref) {
 556                 av_free(buffer);
 557                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 558                 goto done;
 559             }
 560         }
 561
 562         // Insert at end of the list
 563         if (!ctx->waiting_buffers)
 564             ctx->waiting_buffers = buffer;
 565         if (ctx->waiting_buffers_tail)
 566             ctx->waiting_buffers_tail->next = buffer;
 567         ctx->waiting_buffers_tail = buffer;
 568     } while (size);
 569
 570 done:
 571     av_buffer_unref(&buf);
 572     return ret;
 573 }
 574
 575 // Move prepared/split packets from waiting_buffers to the MMAL decoder.
 576 static int ffmmal_fill_input_port(AVCodecContext *avctx)
 577 {
 578     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 579
 580     while (ctx->waiting_buffers) {
 581         MMAL_BUFFER_HEADER_T *mbuffer;
 582         FFBufferEntry *buffer;
 583         MMAL_STATUS_T status;
 584
 585         mbuffer = mmal_queue_get(ctx->pool_in->queue);
 586         if (!mbuffer)
 587             return 0;
 588
 589         buffer = ctx->waiting_buffers;
 590
 591         mmal_buffer_header_reset(mbuffer);
 592         mbuffer->cmd = 0;
 593         mbuffer->pts = buffer->pts;
 594         mbuffer->dts = buffer->dts;
 595         mbuffer->flags = buffer->flags;
 596         mbuffer->data = buffer->data;
 597         mbuffer->length = buffer->length;
 598         mbuffer->user_data = buffer;
 599         mbuffer->alloc_size = ctx->decoder->input[0]->buffer_size;
 600
 601         // Remove from start of the list
 602         ctx->waiting_buffers = buffer->next;
 603         if (ctx->waiting_buffers_tail == buffer)
 604             ctx->waiting_buffers_tail = NULL;
 605
 606         if ((status = mmal_port_send_buffer(ctx->decoder->input[0], mbuffer))) {
 607             mmal_buffer_header_release(mbuffer);
 608             av_buffer_unref(&buffer->ref);
 609             if (buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
 610                 atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, -1);
 611             av_free(buffer);
 612         }
 613
 614         if (status) {
 615             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d when sending input\n", (int)status);
 616             return AVERROR_UNKNOWN;
 617         }
 618     }
 619
 620     return 0;
 621 }
 622
 623 static int ffmal_copy_frame(AVCodecContext *avctx,  AVFrame *frame,
 624                             MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 625 {
 626     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 627     int ret = 0;
 628
 629     frame->interlaced_frame = ctx->interlaced_frame;
 630     frame->top_field_first = ctx->top_field_first;
 631
 632     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_MMAL) {
 633         if (!ctx->pool_out)
 634             return AVERROR_UNKNOWN; // format change code failed with OOM previously
 635
 636         if ((ret = ff_decode_frame_props(avctx, frame)) < 0)
 637             goto done;
 638
 639         if ((ret = ffmmal_set_ref(frame, ctx->pool_out, buffer)) < 0)
 640             goto done;
 641     } else {
 642         int w = FFALIGN(avctx->width, 32);
 643         int h = FFALIGN(avctx->height, 16);
 644         uint8_t *src[4];
 645         int linesize[4];
 646
 647         if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
 648             goto done;
 649
 650         av_image_fill_arrays(src, linesize,
 651                              buffer->data + buffer->type->video.offset[0],
 652                              avctx->pix_fmt, w, h, 1);
 653         av_image_copy(frame->data, frame->linesize, src, linesize,
 654                       avctx->pix_fmt, avctx->width, avctx->height);
 655     }
 656
 657     frame->pts = buffer->pts == MMAL_TIME_UNKNOWN ? AV_NOPTS_VALUE : buffer->pts;
 658 #if FF_API_PKT_PTS
 659 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 660     frame->pkt_pts = frame->pts;
 661 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 662 #endif
 663     frame->pkt_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 664
 665 done:
 666     return ret;
 667 }
 668
 669 // Fetch a decoded buffer and place it into the frame parameter.
 670 static int ffmmal_read_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, int *got_frame)
 671 {
 672     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 673     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer = NULL;
 674     MMAL_STATUS_T status = 0;
 675     int ret = 0;
 676
 677     if (ctx->eos_received)
 678         goto done;
 679
 680     while (1) {
 681         // To ensure decoding in lockstep with a constant delay between fed packets
 682         // and output frames, we always wait until an output buffer is available.
 683         // Except during start we don't know after how many input packets the decoder
 684         // is going to return the first buffer, and we can't distinguish decoder
 685         // being busy from decoder waiting for input. So just poll at the start and
 686         // keep feeding new data to the buffer.
 687         // We are pretty sure the decoder will produce output if we sent more input
 688         // frames than what a H.264 decoder could logically delay. This avoids too
 689         // excessive buffering.
 690         // We also wait if we sent eos, but didn't receive it yet (think of decoding
 691         // stream with a very low number of frames).
 692         if (atomic_load(&ctx->packets_buffered) > MAX_DELAYED_FRAMES ||
 693             (ctx->packets_sent && ctx->eos_sent)) {
 694             // MMAL will ignore broken input packets, which means the frame we
 695             // expect here may never arrive. Dealing with this correctly is
 696             // complicated, so here's a hack to avoid that it freezes forever
 697             // in this unlikely situation.
 698             buffer = mmal_queue_timedwait(ctx->queue_decoded_frames, 100);
 699             if (!buffer) {
 700                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Did not get output frame from MMAL.\n");
 701                 ret = AVERROR_UNKNOWN;
 702                 goto done;
 703             }
 704         } else {
 705             buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames);
 706             if (!buffer)
 707                 goto done;
 708         }
 709
 710         ctx->eos_received |= !!(buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_EOS);
 711         if (ctx->eos_received)
 712             goto done;
 713
 714         if (buffer->cmd == MMAL_EVENT_FORMAT_CHANGED) {
 715             MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 716             MMAL_EVENT_FORMAT_CHANGED_T *ev = mmal_event_format_changed_get(buffer);
 717             MMAL_BUFFER_HEADER_T *stale_buffer;
 718
 719             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Changing output format.\n");
 720
 721             if ((status = mmal_port_disable(decoder->output[0])))
 722                 goto done;
 723
 724             while ((stale_buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames)))
 725                 mmal_buffer_header_release(stale_buffer);
 726
 727             mmal_format_copy(decoder->output[0]->format, ev->format);
 728
 729             if ((ret = ffmal_update_format(avctx)) < 0)
 730                 goto done;
 731
 732             if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
 733                 goto done;
 734
 735             if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
 736                 goto done;
 737
 738             if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
 739                 goto done;
 740
 741             mmal_buffer_header_release(buffer);
 742             continue;
 743         } else if (buffer->cmd) {
 744             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown MMAL event %s on output port\n",
 745                    av_fourcc2str(buffer->cmd));
 746             goto done;
 747         } else if (buffer->length == 0) {
 748             // Unused output buffer that got drained after format change.
 749             mmal_buffer_header_release(buffer);
 750             continue;
 751         }
 752
 753         ctx->frames_output++;
 754
 755         if ((ret = ffmal_copy_frame(avctx, frame, buffer)) < 0)
 756             goto done;
 757
 758         *got_frame = 1;
 759         break;
 760     }
 761
 762 done:
 763     if (buffer)
 764         mmal_buffer_header_release(buffer);
 765     if (status && ret >= 0)
 766         ret = AVERROR_UNKNOWN;
 767     return ret;
 768 }
 769
 770 static int ffmmal_decode(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
 771                          AVPacket *avpkt)
 772 {
 773     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 774     AVFrame *frame = data;
 775     int ret = 0;
 776
 777     if (avctx->extradata_size && !ctx->extradata_sent) {
 778         AVPacket pkt = {0};
 779         av_init_packet(&pkt);
 780         pkt.data = avctx->extradata;
 781         pkt.size = avctx->extradata_size;
 782         ctx->extradata_sent = 1;
 783         if ((ret = ffmmal_add_packet(avctx, &pkt, 1)) < 0)
 784             return ret;
 785     }
 786
 787     if ((ret = ffmmal_add_packet(avctx, avpkt, 0)) < 0)
 788         return ret;
 789
 790     if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
 791         return ret;
 792
 793     if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
 794         return ret;
 795
 796     if ((ret = ffmmal_read_frame(avctx, frame, got_frame)) < 0)
 797         return ret;
 798
 799     // ffmmal_read_frame() can block for a while. Since the decoder is
 800     // asynchronous, it's a good idea to fill the ports again.
 801
 802     if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
 803         return ret;
 804
 805     if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
 806         return ret;
 807
 808     return ret;
 809 }
 810
 811 static const AVCodecHWConfigInternal *mmal_hw_configs[] = {
 812     HW_CONFIG_INTERNAL(MMAL),
 813     NULL
 814 };
 815
 816 static const AVOption options[]={
 817     {"extra_buffers", "extra buffers", offsetof(MMALDecodeContext, extra_buffers), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 10}, 0, 256, 0},
 818     {"extra_decoder_buffers", "extra MMAL internal buffered frames", offsetof(MMALDecodeContext, extra_decoder_buffers), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 10}, 0, 256, 0},
 819     {NULL}
 820 };
 821
 822 #define FFMMAL_DEC_CLASS(NAME) \
 823     static const AVClass ffmmal_##NAME##_dec_class = { \
 824         .class_name = "mmal_" #NAME "_dec", \
 825         .item_name  = av_default_item_name, \
 826         .option     = options, \
 827         .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT, \
 828     };
 829
 830 #define FFMMAL_DEC(NAME, ID) \
 831     FFMMAL_DEC_CLASS(NAME) \
 832     AVCodec ff_##NAME##_mmal_decoder = { \
 833         .name           = #NAME "_mmal", \
 834         .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL(#NAME " (mmal)"), \
 835         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
 836         .id             = ID, \
 837         .priv_data_size = sizeof(MMALDecodeContext), \
 838         .init           = ffmmal_init_decoder, \
 839         .close          = ffmmal_close_decoder, \
 840         .decode         = ffmmal_decode, \
 841         .flush          = ffmmal_flush, \
 842         .priv_class     = &ffmmal_##NAME##_dec_class, \
 843         .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_HARDWARE, \
 844         .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_SETS_PKT_DTS, \
 845         .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_MMAL, \
 846                                                          AV_PIX_FMT_YUV420P, \
 847                                                          AV_PIX_FMT_NONE}, \
 848         .hw_configs     = mmal_hw_configs, \
 849         .wrapper_name   = "mmal", \
 850     };
 851
 852 FFMMAL_DEC(h264, AV_CODEC_ID_H264)
 853 FFMMAL_DEC(mpeg2, AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
 854 FFMMAL_DEC(mpeg4, AV_CODEC_ID_MPEG4)
 855 FFMMAL_DEC(vc1, AV_CODEC_ID_VC1)