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

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