git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libstagefright.cpp

   1 /*
   2  * Interface to the Android Stagefright library for
   3  * H/W accelerated H.264 decoding
   4  *
   5  * Copyright (C) 2011 Mohamed Naufal
   6  * Copyright (C) 2011 Martin Storsjö
   7  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  12  * License as published by the Free Software Foundation; either
  13  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  14  *
  15  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  18  * Lesser General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 #include <binder/ProcessState.h>
  26 #include <media/stagefright/MetaData.h>
  27 #include <media/stagefright/MediaBufferGroup.h>
  28 #include <media/stagefright/MediaDebug.h>
  29 #include <media/stagefright/MediaDefs.h>
  30 #include <media/stagefright/OMXClient.h>
  31 #include <media/stagefright/OMXCodec.h>
  32 #include <utils/List.h>
  33 #include <new>
  34
  35 extern "C" {
  36 #include "avcodec.h"
  37 #include "libavutil/imgutils.h"
  38 }
  39
  40 #define OMX_QCOM_COLOR_FormatYVU420SemiPlanar 0x7FA30C00
  41
  42 using namespace android;
  43
  44 struct Frame {
  45     status_t status;
  46     size_t size;
  47     int64_t time;
  48     int key;
  49     uint8_t *buffer;
  50     MediaBuffer* mbuffer;
  51     int32_t w, h;
  52 };
  53
  54 class CustomSource;
  55
  56 struct StagefrightContext {
  57     AVCodecContext *avctx;
  58     AVBitStreamFilterContext *bsfc;
  59     uint8_t* orig_extradata;
  60     int orig_extradata_size;
  61     sp<MediaSource> *source;
  62     List<Frame*> *in_queue, *out_queue;
  63     pthread_mutex_t in_mutex, out_mutex;
  64     pthread_cond_t condition;
  65     pthread_t decode_thread_id;
  66
  67     Frame *end_frame;
  68     bool source_done;
  69     volatile sig_atomic_t thread_exited, stop_decode;
  70
  71     AVFrame ret_frame;
  72
  73     uint8_t *dummy_buf;
  74     int dummy_bufsize;
  75
  76     OMXClient *client;
  77     sp<MediaSource> *decoder;
  78     const char *decoder_component;
  79 };
  80
  81 class CustomSource : public MediaSource {
  82 public:
  83     CustomSource(AVCodecContext *avctx, sp<MetaData> meta) {
  84         s = (StagefrightContext*)avctx->priv_data;
  85         source_meta = meta;
  86         frame_size  = (avctx->width * avctx->height * 3) / 2;
  87         buf_group.add_buffer(new MediaBuffer(frame_size));
  88     }
  89
  90     virtual sp<MetaData> getFormat() {
  91         return source_meta;
  92     }
  93
  94     virtual status_t start(MetaData *params) {
  95         return OK;
  96     }
  97
  98     virtual status_t stop() {
  99         return OK;
 100     }
 101
 102     virtual status_t read(MediaBuffer **buffer,
 103                           const MediaSource::ReadOptions *options) {
 104         Frame *frame;
 105         status_t ret;
 106
 107         pthread_mutex_lock(&s->in_mutex);
 108
 109         while (s->in_queue->empty())
 110             pthread_cond_wait(&s->condition, &s->in_mutex);
 111
 112         frame = *s->in_queue->begin();
 113         ret = frame->status;
 114
 115         if (ret == OK) {
 116             ret = buf_group.acquire_buffer(buffer);
 117             if (ret == OK) {
 118                 memcpy((*buffer)->data(), frame->buffer, frame->size);
 119                 (*buffer)->set_range(0, frame->size);
 120                 (*buffer)->meta_data()->clear();
 121                 (*buffer)->meta_data()->setInt32(kKeyIsSyncFrame,frame->key);
 122                 (*buffer)->meta_data()->setInt64(kKeyTime, frame->time);
 123             } else {
 124                 av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to acquire MediaBuffer\n");
 125             }
 126             av_freep(&frame->buffer);
 127         }
 128
 129         s->in_queue->erase(s->in_queue->begin());
 130         pthread_mutex_unlock(&s->in_mutex);
 131
 132         av_freep(&frame);
 133         return ret;
 134     }
 135
 136 private:
 137     MediaBufferGroup buf_group;
 138     sp<MetaData> source_meta;
 139     StagefrightContext *s;
 140     int frame_size;
 141 };
 142
 143 void* decode_thread(void *arg)
 144 {
 145     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)arg;
 146     StagefrightContext *s = (StagefrightContext*)avctx->priv_data;
 147     Frame* frame;
 148     MediaBuffer *buffer;
 149     int decode_done = 0;
 150     do {
 151         buffer = NULL;
 152         frame = (Frame*)av_mallocz(sizeof(Frame));
 153         if (!frame) {
 154             frame         = s->end_frame;
 155             frame->status = AVERROR(ENOMEM);
 156             decode_done   = 1;
 157             s->end_frame  = NULL;
 158         } else {
 159             frame->status = (*s->decoder)->read(&buffer);
 160             if (frame->status == OK) {
 161                 sp<MetaData> outFormat = (*s->decoder)->getFormat();
 162                 outFormat->findInt32(kKeyWidth , &frame->w);
 163                 outFormat->findInt32(kKeyHeight, &frame->h);
 164                 frame->size    = buffer->range_length();
 165                 frame->mbuffer = buffer;
 166             } else if (frame->status == INFO_FORMAT_CHANGED) {
 167                 if (buffer)
 168                     buffer->release();
 169                 av_free(frame);
 170                 continue;
 171             } else {
 172                 decode_done = 1;
 173             }
 174         }
 175         pthread_mutex_lock(&s->out_mutex);
 176         s->out_queue->push_back(frame);
 177         pthread_mutex_unlock(&s->out_mutex);
 178     } while (!decode_done && !s->stop_decode);
 179
 180     s->thread_exited = true;
 181
 182     return 0;
 183 }
 184
 185 static av_cold int Stagefright_init(AVCodecContext *avctx)
 186 {
 187     StagefrightContext *s = (StagefrightContext*)avctx->priv_data;
 188     sp<MetaData> meta, outFormat;
 189     int32_t colorFormat = 0;
 190     int ret;
 191
 192     if (!avctx->extradata || !avctx->extradata_size || avctx->extradata[0] != 1)
 193         return -1;
 194
 195     s->avctx = avctx;
 196     s->bsfc  = av_bitstream_filter_init("h264_mp4toannexb");
 197     if (!s->bsfc) {
 198         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open the h264_mp4toannexb BSF!\n");
 199         return -1;
 200     }
 201
 202     s->orig_extradata_size = avctx->extradata_size;
 203     s->orig_extradata = (uint8_t*) av_mallocz(avctx->extradata_size +
 204                                               FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 205     if (!s->orig_extradata) {
 206         ret = AVERROR(ENOMEM);
 207         goto fail;
 208     }
 209     memcpy(s->orig_extradata, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 210
 211     meta = new MetaData;
 212     if (meta == NULL) {
 213         ret = AVERROR(ENOMEM);
 214         goto fail;
 215     }
 216     meta->setCString(kKeyMIMEType, MEDIA_MIMETYPE_VIDEO_AVC);
 217     meta->setInt32(kKeyWidth, avctx->width);
 218     meta->setInt32(kKeyHeight, avctx->height);
 219     meta->setData(kKeyAVCC, kTypeAVCC, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 220
 221     android::ProcessState::self()->startThreadPool();
 222
 223     s->source    = new sp<MediaSource>();
 224     *s->source   = new CustomSource(avctx, meta);
 225     s->in_queue  = new List<Frame*>;
 226     s->out_queue = new List<Frame*>;
 227     s->client    = new OMXClient;
 228     s->end_frame = (Frame*)av_mallocz(sizeof(Frame));
 229     if (s->source == NULL || !s->in_queue || !s->out_queue || !s->client ||
 230         !s->end_frame) {
 231         ret = AVERROR(ENOMEM);
 232         goto fail;
 233     }
 234
 235     if (s->client->connect() !=  OK) {
 236         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot connect OMX client\n");
 237         ret = -1;
 238         goto fail;
 239     }
 240
 241     s->decoder  = new sp<MediaSource>();
 242     *s->decoder = OMXCodec::Create(s->client->interface(), meta,
 243                                   false, *s->source, NULL,
 244                                   OMXCodec::kClientNeedsFramebuffer);
 245     if ((*s->decoder)->start() !=  OK) {
 246         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot start decoder\n");
 247         ret = -1;
 248         s->client->disconnect();
 249         goto fail;
 250     }
 251
 252     outFormat = (*s->decoder)->getFormat();
 253     outFormat->findInt32(kKeyColorFormat, &colorFormat);
 254     if (colorFormat == OMX_QCOM_COLOR_FormatYVU420SemiPlanar ||
 255         colorFormat == OMX_COLOR_FormatYUV420SemiPlanar)
 256         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_NV21;
 257     else
 258         avctx->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 259
 260     outFormat->findCString(kKeyDecoderComponent, &s->decoder_component);
 261     if (s->decoder_component)
 262         s->decoder_component = av_strdup(s->decoder_component);
 263
 264     pthread_mutex_init(&s->in_mutex, NULL);
 265     pthread_mutex_init(&s->out_mutex, NULL);
 266     pthread_cond_init(&s->condition, NULL);
 267     pthread_create(&s->decode_thread_id, NULL, &decode_thread, avctx);
 268     return 0;
 269
 270 fail:
 271     av_bitstream_filter_close(s->bsfc);
 272     av_freep(&s->orig_extradata);
 273     av_freep(&s->end_frame);
 274     delete s->in_queue;
 275     delete s->out_queue;
 276     delete s->client;
 277     return ret;
 278 }
 279
 280 static int Stagefright_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data,
 281                                     int *data_size, AVPacket *avpkt)
 282 {
 283     StagefrightContext *s = (StagefrightContext*)avctx->priv_data;
 284     Frame *frame;
 285     MediaBuffer *mbuffer;
 286     status_t status;
 287     size_t size;
 288     uint8_t *buf;
 289     const uint8_t *src_data[3];
 290     int w, h;
 291     int src_linesize[3];
 292     int orig_size = avpkt->size;
 293     AVPacket pkt = *avpkt;
 294     int ret;
 295
 296     if (avpkt && avpkt->data) {
 297         av_bitstream_filter_filter(s->bsfc, avctx, NULL, &pkt.data, &pkt.size,
 298                                    avpkt->data, avpkt->size, avpkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
 299         avpkt = &pkt;
 300     }
 301
 302     if (!s->source_done) {
 303         if(!s->dummy_buf) {
 304             s->dummy_buf = (uint8_t*)av_malloc(avpkt->size);
 305             if (!s->dummy_buf)
 306                 return AVERROR(ENOMEM);
 307             s->dummy_bufsize = avpkt->size;
 308             memcpy(s->dummy_buf, avpkt->data, avpkt->size);
 309         }
 310
 311         frame = (Frame*)av_mallocz(sizeof(Frame));
 312         if (avpkt->data) {
 313             frame->status  = OK;
 314             frame->size    = orig_size;
 315             // Stagefright can't handle negative timestamps -
 316             // if needed, work around this by offsetting them manually?
 317             if (avpkt->pts >= 0)
 318                 frame->time    = avpkt->pts;
 319             frame->key     = avpkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY ? 1 : 0;
 320             frame->buffer  = (uint8_t*)av_malloc(avpkt->size);
 321             if (!frame->buffer) {
 322                 av_freep(&frame);
 323                 return AVERROR(ENOMEM);
 324             }
 325             uint8_t *ptr = avpkt->data;
 326             // The OMX.SEC decoder fails without this.
 327             if (avpkt->size == orig_size + avctx->extradata_size)
 328                 ptr += avctx->extradata_size;
 329             memcpy(frame->buffer, ptr, orig_size);
 330         } else {
 331             frame->status  = ERROR_END_OF_STREAM;
 332             s->source_done = true;
 333         }
 334
 335         while (true) {
 336             if (s->thread_exited) {
 337                 s->source_done = true;
 338                 break;
 339             }
 340             pthread_mutex_lock(&s->in_mutex);
 341             if (s->in_queue->size() >= 10) {
 342                 pthread_mutex_unlock(&s->in_mutex);
 343                 usleep(10000);
 344                 continue;
 345             }
 346             s->in_queue->push_back(frame);
 347             pthread_cond_signal(&s->condition);
 348             pthread_mutex_unlock(&s->in_mutex);
 349             break;
 350         }
 351     }
 352     while (true) {
 353         pthread_mutex_lock(&s->out_mutex);
 354         if (!s->out_queue->empty()) break;
 355         pthread_mutex_unlock(&s->out_mutex);
 356         if (s->source_done) {
 357             usleep(10000);
 358             continue;
 359         } else {
 360             return orig_size;
 361         }
 362     }
 363
 364     frame = *s->out_queue->begin();
 365     s->out_queue->erase(s->out_queue->begin());
 366     pthread_mutex_unlock(&s->out_mutex);
 367
 368     mbuffer = frame->mbuffer;
 369     status  = frame->status;
 370     size    = frame->size;
 371     w       = frame->w;
 372     h       = frame->h;
 373     av_freep(&frame);
 374
 375     if (status == ERROR_END_OF_STREAM)
 376         return 0;
 377     if (status != OK) {
 378         if (status == AVERROR(ENOMEM))
 379             return status;
 380         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Decode failed: %x\n", status);
 381         return -1;
 382     }
 383
 384     // The OMX.SEC decoder doesn't signal the modified width/height
 385     if (s->decoder_component && !strncmp(s->decoder_component, "OMX.SEC", 7) &&
 386         (w & 15 || h & 15)) {
 387         if (((w + 15)&~15) * ((h + 15)&~15) * 3/2 == size) {
 388             w = (w + 15)&~15;
 389             h = (h + 15)&~15;
 390         }
 391     }
 392
 393     if (!avctx->width || !avctx->height || avctx->width > w || avctx->height > h) {
 394         avctx->width  = w;
 395         avctx->height = h;
 396     }
 397
 398     ret = avctx->reget_buffer(avctx, &s->ret_frame);
 399     if (ret < 0) {
 400         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "reget buffer() failed\n");
 401         goto end;
 402     }
 403
 404     src_linesize[0] = w;
 405     if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P)
 406         src_linesize[1] = src_linesize[2] = w/2;
 407     else if (avctx->pix_fmt == PIX_FMT_NV21)
 408         src_linesize[1] = w;
 409
 410     buf = (uint8_t*)mbuffer->data();
 411     src_data[0] = buf;
 412     src_data[1] = buf + src_linesize[0] * h;
 413     src_data[2] = src_data[1] + src_linesize[1] * h/2;
 414     av_image_copy(s->ret_frame.data, s->ret_frame.linesize,
 415                   src_data, src_linesize,
 416                   avctx->pix_fmt, avctx->width, avctx->height);
 417
 418     *data_size = sizeof(AVFrame);
 419     *(AVFrame*)data = s->ret_frame;
 420     ret = orig_size;
 421 end:
 422     mbuffer->release();
 423     return ret;
 424 }
 425
 426 static av_cold int Stagefright_close(AVCodecContext *avctx)
 427 {
 428     StagefrightContext *s = (StagefrightContext*)avctx->priv_data;
 429     Frame *frame;
 430
 431     if (!s->thread_exited) {
 432         s->stop_decode = 1;
 433
 434         // Feed a dummy frame prior to signalling EOF.
 435         // This is required to terminate the decoder(OMX.SEC)
 436         // when only one frame is read during stream info detection.
 437         if (s->dummy_buf && (frame = (Frame*)av_mallocz(sizeof(Frame)))) {
 438             frame->status = OK;
 439             frame->size   = s->dummy_bufsize;
 440             frame->buffer = s->dummy_buf;
 441             pthread_mutex_lock(&s->in_mutex);
 442             s->in_queue->push_back(frame);
 443             pthread_cond_signal(&s->condition);
 444             pthread_mutex_unlock(&s->in_mutex);
 445             s->dummy_buf = NULL;
 446         }
 447
 448         pthread_mutex_lock(&s->in_mutex);
 449         s->end_frame->status = ERROR_END_OF_STREAM;
 450         s->in_queue->push_back(s->end_frame);
 451         pthread_cond_signal(&s->condition);
 452         pthread_mutex_unlock(&s->in_mutex);
 453         s->end_frame = NULL;
 454     }
 455
 456     pthread_join(s->decode_thread_id, NULL);
 457
 458     if (s->ret_frame.data[0])
 459         avctx->release_buffer(avctx, &s->ret_frame);
 460
 461     while (!s->in_queue->empty()) {
 462         frame = *s->in_queue->begin();
 463         s->in_queue->erase(s->in_queue->begin());
 464         if (frame->size)
 465             av_freep(&frame->buffer);
 466         av_freep(&frame);
 467     }
 468
 469     while (!s->out_queue->empty()) {
 470         frame = *s->out_queue->begin();
 471         s->out_queue->erase(s->out_queue->begin());
 472         if (frame->size)
 473             frame->mbuffer->release();
 474         av_freep(&frame);
 475     }
 476
 477     (*s->decoder)->stop();
 478     s->client->disconnect();
 479
 480     if (s->decoder_component)
 481         av_freep(&s->decoder_component);
 482     av_freep(&s->dummy_buf);
 483     av_freep(&s->end_frame);
 484
 485     // Reset the extradata back to the original mp4 format, so that
 486     // the next invocation (both when decoding and when called from
 487     // av_find_stream_info) get the original mp4 format extradata.
 488     av_freep(&avctx->extradata);
 489     avctx->extradata = s->orig_extradata;
 490     avctx->extradata_size = s->orig_extradata_size;
 491
 492     delete s->in_queue;
 493     delete s->out_queue;
 494     delete s->client;
 495     delete s->decoder;
 496     delete s->source;
 497
 498     pthread_mutex_destroy(&s->in_mutex);
 499     pthread_mutex_destroy(&s->out_mutex);
 500     pthread_cond_destroy(&s->condition);
 501     av_bitstream_filter_close(s->bsfc);
 502     return 0;
 503 }
 504
 505 AVCodec ff_libstagefright_h264_decoder = {
 506     "libstagefright_h264",
 507     AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 508     CODEC_ID_H264,
 509     sizeof(StagefrightContext),
 510     Stagefright_init,
 511     NULL, //encode
 512     Stagefright_close,
 513     Stagefright_decode_frame,
 514     CODEC_CAP_DELAY,
 515     NULL, //next
 516     NULL, //flush
 517     NULL, //supported_framerates
 518     NULL, //pixel_formats
 519     NULL_IF_CONFIG_SMALL("libstagefright H.264"),
 520 };