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
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "libavutil/atomic.h"
  38 #include "libavutil/avassert.h"
  39 #include "libavutil/buffer.h"
  40 #include "libavutil/common.h"
  41 #include "libavutil/imgutils.h"
  42 #include "libavutil/opt.h"
  43 #include "libavutil/log.h"
  44
  45 typedef struct FFBufferEntry {
  46     AVBufferRef *ref;
  47     void *data;
  48     size_t length;
  49     int64_t pts, dts;
  50     int flags;
  51     struct FFBufferEntry *next;
  52 } FFBufferEntry;
  53
  54 // MMAL_POOL_T destroys all of its MMAL_BUFFER_HEADER_Ts. If we want correct
  55 // refcounting for AVFrames, we can free the MMAL_POOL_T only after all AVFrames
  56 // have been unreferenced.
  57 typedef struct FFPoolRef {
  58     volatile int refcount;
  59     MMAL_POOL_T *pool;
  60 } FFPoolRef;
  61
  62 typedef struct FFBufferRef {
  63     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
  64     FFPoolRef *pool;
  65 } FFBufferRef;
  66
  67 typedef struct MMALDecodeContext {
  68     AVClass *av_class;
  69     int extra_buffers;
  70     int extra_decoder_buffers;
  71
  72     MMAL_COMPONENT_T *decoder;
  73     MMAL_QUEUE_T *queue_decoded_frames;
  74     MMAL_POOL_T *pool_in;
  75     FFPoolRef *pool_out;
  76
  77     // Waiting input packets. Because the libavcodec API requires decoding and
  78     // returning packets in lockstep, it can happen that queue_decoded_frames
  79     // contains almost all surfaces - then the decoder input queue can quickly
  80     // fill up and won't accept new input either. Without consuming input, the
  81     // libavcodec API can't return new frames, and we have a logical deadlock.
  82     // This is avoided by queuing such buffers here.
  83     FFBufferEntry *waiting_buffers, *waiting_buffers_tail;
  84
  85     int64_t packets_sent;
  86     volatile int packets_buffered;
  87     int64_t frames_output;
  88     int eos_received;
  89     int eos_sent;
  90     int extradata_sent;
  91     int interlaced_frame;
  92     int top_field_first;
  93 } MMALDecodeContext;
  94
  95 // Assume decoder is guaranteed to produce output after at least this many
  96 // packets (where each packet contains 1 frame).
  97 #define MAX_DELAYED_FRAMES 16
  98
  99 static void ffmmal_poolref_unref(FFPoolRef *ref)
 100 {
 101     if (ref && avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&ref->refcount, -1) == 0) {
 102         mmal_pool_destroy(ref->pool);
 103         av_free(ref);
 104     }
 105 }
 106
 107 static void ffmmal_release_frame(void *opaque, uint8_t *data)
 108 {
 109     FFBufferRef *ref = (void *)data;
 110
 111     mmal_buffer_header_release(ref->buffer);
 112     ffmmal_poolref_unref(ref->pool);
 113
 114     av_free(ref);
 115 }
 116
 117 // Setup frame with a new reference to buffer. The buffer must have been
 118 // allocated from the given pool.
 119 static int ffmmal_set_ref(AVFrame *frame, FFPoolRef *pool,
 120                           MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 121 {
 122     FFBufferRef *ref = av_mallocz(sizeof(*ref));
 123     if (!ref)
 124         return AVERROR(ENOMEM);
 125
 126     ref->pool = pool;
 127     ref->buffer = buffer;
 128
 129     frame->buf[0] = av_buffer_create((void *)ref, sizeof(*ref),
 130                                      ffmmal_release_frame, NULL,
 131                                      AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
 132     if (!frame->buf[0]) {
 133         av_free(ref);
 134         return AVERROR(ENOMEM);
 135     }
 136
 137     avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&ref->pool->refcount, 1);
 138     mmal_buffer_header_acquire(buffer);
 139
 140     frame->format = AV_PIX_FMT_MMAL;
 141     frame->data[3] = (uint8_t *)ref->buffer;
 142     return 0;
 143 }
 144
 145 static void ffmmal_stop_decoder(AVCodecContext *avctx)
 146 {
 147     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 148     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 149     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
 150
 151     mmal_port_disable(decoder->input[0]);
 152     mmal_port_disable(decoder->output[0]);
 153     mmal_port_disable(decoder->control);
 154
 155     mmal_port_flush(decoder->input[0]);
 156     mmal_port_flush(decoder->output[0]);
 157     mmal_port_flush(decoder->control);
 158
 159     while ((buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames)))
 160         mmal_buffer_header_release(buffer);
 161
 162     while (ctx->waiting_buffers) {
 163         FFBufferEntry *buffer = ctx->waiting_buffers;
 164
 165         ctx->waiting_buffers = buffer->next;
 166
 167         if (buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
 168             avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&ctx->packets_buffered, -1);
 169
 170         av_buffer_unref(&buffer->ref);
 171         av_free(buffer);
 172     }
 173     ctx->waiting_buffers_tail = NULL;
 174
 175     av_assert0(avpriv_atomic_int_get(&ctx->packets_buffered) == 0);
 176
 177     ctx->frames_output = ctx->eos_received = ctx->eos_sent = ctx->packets_sent = ctx->extradata_sent = 0;
 178 }
 179
 180 static av_cold int ffmmal_close_decoder(AVCodecContext *avctx)
 181 {
 182     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 183
 184     if (ctx->decoder)
 185         ffmmal_stop_decoder(avctx);
 186
 187     mmal_component_destroy(ctx->decoder);
 188     ctx->decoder = NULL;
 189     mmal_queue_destroy(ctx->queue_decoded_frames);
 190     mmal_pool_destroy(ctx->pool_in);
 191     ffmmal_poolref_unref(ctx->pool_out);
 192
 193     mmal_vc_deinit();
 194
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static void input_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 199 {
 200     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
 201     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 202
 203     if (!buffer->cmd) {
 204         FFBufferEntry *entry = buffer->user_data;
 205         av_buffer_unref(&entry->ref);
 206         if (entry->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
 207             avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&ctx->packets_buffered, -1);
 208         av_free(entry);
 209     }
 210     mmal_buffer_header_release(buffer);
 211 }
 212
 213 static void output_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 214 {
 215     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
 216     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 217
 218     mmal_queue_put(ctx->queue_decoded_frames, buffer);
 219 }
 220
 221 static void control_port_cb(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
 222 {
 223     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
 224     MMAL_STATUS_T status;
 225
 226     if (buffer->cmd == MMAL_EVENT_ERROR) {
 227         status = *(uint32_t *)buffer->data;
 228         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d on control port\n", (int)status);
 229     } else {
 230         char s[20];
 231         av_get_codec_tag_string(s, sizeof(s), buffer->cmd);
 232         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown MMAL event %s on control port\n", s);
 233     }
 234
 235     mmal_buffer_header_release(buffer);
 236 }
 237
 238 // Feed free output buffers to the decoder.
 239 static int ffmmal_fill_output_port(AVCodecContext *avctx)
 240 {
 241     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 242     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
 243     MMAL_STATUS_T status;
 244
 245     if (!ctx->pool_out)
 246         return AVERROR_UNKNOWN; // format change code failed with OOM previously
 247
 248     while ((buffer = mmal_queue_get(ctx->pool_out->pool->queue))) {
 249         if ((status = mmal_port_send_buffer(ctx->decoder->output[0], buffer))) {
 250             mmal_buffer_header_release(buffer);
 251             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d when sending output buffer.\n", (int)status);
 252             return AVERROR_UNKNOWN;
 253         }
 254     }
 255
 256     return 0;
 257 }
 258
 259 static enum AVColorSpace ffmmal_csp_to_av_csp(MMAL_FOURCC_T fourcc)
 260 {
 261     switch (fourcc) {
 262     case MMAL_COLOR_SPACE_BT470_2_BG:
 263     case MMAL_COLOR_SPACE_BT470_2_M:
 264     case MMAL_COLOR_SPACE_ITUR_BT601:   return AVCOL_SPC_BT470BG;
 265     case MMAL_COLOR_SPACE_ITUR_BT709:   return AVCOL_SPC_BT709;
 266     case MMAL_COLOR_SPACE_FCC:          return AVCOL_SPC_FCC;
 267     case MMAL_COLOR_SPACE_SMPTE240M:    return AVCOL_SPC_SMPTE240M;
 268     default:                            return AVCOL_SPC_UNSPECIFIED;
 269     }
 270 }
 271
 272 static int ffmal_update_format(AVCodecContext *avctx)
 273 {
 274     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 275     MMAL_STATUS_T status;
 276     int ret = 0;
 277     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 278     MMAL_ES_FORMAT_T *format_out = decoder->output[0]->format;
 279     MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERLACE_TYPE_T interlace_type;
 280
 281     ffmmal_poolref_unref(ctx->pool_out);
 282     if (!(ctx->pool_out = av_mallocz(sizeof(*ctx->pool_out)))) {
 283         ret = AVERROR(ENOMEM);
 284         goto fail;
 285     }
 286     ctx->pool_out->refcount = 1;
 287
 288     if (!format_out)
 289         goto fail;
 290
 291     if ((status = mmal_port_parameter_set_uint32(decoder->output[0], MMAL_PARAMETER_EXTRA_BUFFERS, ctx->extra_buffers)))
 292         goto fail;
 293
 294     if ((status = mmal_port_parameter_set_boolean(decoder->output[0], MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERPOLATE_TIMESTAMPS, 0)))
 295         goto fail;
 296
 297     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_MMAL) {
 298         format_out->encoding = MMAL_ENCODING_OPAQUE;
 299     } else {
 300         format_out->encoding_variant = format_out->encoding = MMAL_ENCODING_I420;
 301     }
 302
 303     if ((status = mmal_port_format_commit(decoder->output[0])))
 304         goto fail;
 305
 306     interlace_type.hdr.id = MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERLACE_TYPE;
 307     interlace_type.hdr.size = sizeof(MMAL_PARAMETER_VIDEO_INTERLACE_TYPE_T);
 308     status = mmal_port_parameter_get(decoder->output[0], &interlace_type.hdr);
 309     if (status != MMAL_SUCCESS) {
 310         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot read MMAL interlace information!\n");
 311     } else {
 312         ctx->interlaced_frame = (interlace_type.eMode != MMAL_InterlaceProgressive);
 313         ctx->top_field_first = (interlace_type.eMode == MMAL_InterlaceFieldsInterleavedUpperFirst);
 314     }
 315
 316     if ((ret = ff_set_dimensions(avctx, format_out->es->video.crop.x + format_out->es->video.crop.width,
 317                                         format_out->es->video.crop.y + format_out->es->video.crop.height)) < 0)
 318         goto fail;
 319
 320     if (format_out->es->video.par.num && format_out->es->video.par.den) {
 321         avctx->sample_aspect_ratio.num = format_out->es->video.par.num;
 322         avctx->sample_aspect_ratio.den = format_out->es->video.par.den;
 323     }
 324     if (format_out->es->video.frame_rate.num && format_out->es->video.frame_rate.den) {
 325         avctx->framerate.num = format_out->es->video.frame_rate.num;
 326         avctx->framerate.den = format_out->es->video.frame_rate.den;
 327     }
 328
 329     avctx->colorspace = ffmmal_csp_to_av_csp(format_out->es->video.color_space);
 330
 331     decoder->output[0]->buffer_size =
 332         FFMAX(decoder->output[0]->buffer_size_min, decoder->output[0]->buffer_size_recommended);
 333     decoder->output[0]->buffer_num =
 334         FFMAX(decoder->output[0]->buffer_num_min, decoder->output[0]->buffer_num_recommended) + ctx->extra_buffers;
 335     ctx->pool_out->pool = mmal_pool_create(decoder->output[0]->buffer_num,
 336                                            decoder->output[0]->buffer_size);
 337     if (!ctx->pool_out->pool) {
 338         ret = AVERROR(ENOMEM);
 339         goto fail;
 340     }
 341
 342     return 0;
 343
 344 fail:
 345     return ret < 0 ? ret : AVERROR_UNKNOWN;
 346 }
 347
 348 static av_cold int ffmmal_init_decoder(AVCodecContext *avctx)
 349 {
 350     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 351     MMAL_STATUS_T status;
 352     MMAL_ES_FORMAT_T *format_in;
 353     MMAL_COMPONENT_T *decoder;
 354     char tmp[32];
 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_get_codec_tag_string(tmp, sizeof(tmp), format_in->encoding);
 402     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using MMAL %s encoding.\n", tmp);
 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             avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&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                 avpriv_atomic_int_add_and_fetch(&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->pkt_pts = buffer->pts == MMAL_TIME_UNKNOWN ? AV_NOPTS_VALUE : buffer->pts;
 658     frame->pkt_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 659
 660 done:
 661     return ret;
 662 }
 663
 664 // Fetch a decoded buffer and place it into the frame parameter.
 665 static int ffmmal_read_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, int *got_frame)
 666 {
 667     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 668     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer = NULL;
 669     MMAL_STATUS_T status = 0;
 670     int ret = 0;
 671
 672     if (ctx->eos_received)
 673         goto done;
 674
 675     while (1) {
 676         // To ensure decoding in lockstep with a constant delay between fed packets
 677         // and output frames, we always wait until an output buffer is available.
 678         // Except during start we don't know after how many input packets the decoder
 679         // is going to return the first buffer, and we can't distinguish decoder
 680         // being busy from decoder waiting for input. So just poll at the start and
 681         // keep feeding new data to the buffer.
 682         // We are pretty sure the decoder will produce output if we sent more input
 683         // frames than what a H.264 decoder could logically delay. This avoids too
 684         // excessive buffering.
 685         // We also wait if we sent eos, but didn't receive it yet (think of decoding
 686         // stream with a very low number of frames).
 687         if (avpriv_atomic_int_get(&ctx->packets_buffered) > MAX_DELAYED_FRAMES ||
 688             (ctx->packets_sent && ctx->eos_sent)) {
 689             // MMAL will ignore broken input packets, which means the frame we
 690             // expect here may never arrive. Dealing with this correctly is
 691             // complicated, so here's a hack to avoid that it freezes forever
 692             // in this unlikely situation.
 693             buffer = mmal_queue_timedwait(ctx->queue_decoded_frames, 100);
 694             if (!buffer) {
 695                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Did not get output frame from MMAL.\n");
 696                 ret = AVERROR_UNKNOWN;
 697                 goto done;
 698             }
 699         } else {
 700             buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames);
 701             if (!buffer)
 702                 goto done;
 703         }
 704
 705         ctx->eos_received |= !!(buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_EOS);
 706         if (ctx->eos_received)
 707             goto done;
 708
 709         if (buffer->cmd == MMAL_EVENT_FORMAT_CHANGED) {
 710             MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
 711             MMAL_EVENT_FORMAT_CHANGED_T *ev = mmal_event_format_changed_get(buffer);
 712             MMAL_BUFFER_HEADER_T *stale_buffer;
 713
 714             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Changing output format.\n");
 715
 716             if ((status = mmal_port_disable(decoder->output[0])))
 717                 goto done;
 718
 719             while ((stale_buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames)))
 720                 mmal_buffer_header_release(stale_buffer);
 721
 722             mmal_format_copy(decoder->output[0]->format, ev->format);
 723
 724             if ((ret = ffmal_update_format(avctx)) < 0)
 725                 goto done;
 726
 727             if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
 728                 goto done;
 729
 730             if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
 731                 goto done;
 732
 733             if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
 734                 goto done;
 735
 736             mmal_buffer_header_release(buffer);
 737             continue;
 738         } else if (buffer->cmd) {
 739             char s[20];
 740             av_get_codec_tag_string(s, sizeof(s), buffer->cmd);
 741             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown MMAL event %s on output port\n", s);
 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 AVHWAccel ff_h264_mmal_hwaccel = {
 808     .name       = "h264_mmal",
 809     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 810     .id         = AV_CODEC_ID_H264,
 811     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
 812 };
 813
 814 AVHWAccel ff_mpeg2_mmal_hwaccel = {
 815     .name       = "mpeg2_mmal",
 816     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 817     .id         = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
 818     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
 819 };
 820
 821 AVHWAccel ff_mpeg4_mmal_hwaccel = {
 822     .name       = "mpeg4_mmal",
 823     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 824     .id         = AV_CODEC_ID_MPEG4,
 825     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
 826 };
 827
 828 AVHWAccel ff_vc1_mmal_hwaccel = {
 829     .name       = "vc1_mmal",
 830     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 831     .id         = AV_CODEC_ID_VC1,
 832     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
 833 };
 834
 835 static const AVOption options[]={
 836     {"extra_buffers", "extra buffers", offsetof(MMALDecodeContext, extra_buffers), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 10}, 0, 256, 0},
 837     {"extra_decoder_buffers", "extra MMAL internal buffered frames", offsetof(MMALDecodeContext, extra_decoder_buffers), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 10}, 0, 256, 0},
 838     {NULL}
 839 };
 840
 841 #define FFMMAL_DEC_CLASS(NAME) \
 842     static const AVClass ffmmal_##NAME##_dec_class = { \
 843         .class_name = "mmal_" #NAME "_dec", \
 844         .option     = options, \
 845         .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT, \
 846     };
 847
 848 #define FFMMAL_DEC(NAME, ID) \
 849     FFMMAL_DEC_CLASS(NAME) \
 850     AVCodec ff_##NAME##_mmal_decoder = { \
 851         .name           = #NAME "_mmal", \
 852         .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL(#NAME " (mmal)"), \
 853         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
 854         .id             = ID, \
 855         .priv_data_size = sizeof(MMALDecodeContext), \
 856         .init           = ffmmal_init_decoder, \
 857         .close          = ffmmal_close_decoder, \
 858         .decode         = ffmmal_decode, \
 859         .flush          = ffmmal_flush, \
 860         .priv_class     = &ffmmal_##NAME##_dec_class, \
 861         .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY, \
 862         .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_SETS_PKT_DTS, \
 863         .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_MMAL, \
 864                                                          AV_PIX_FMT_YUV420P, \
 865                                                          AV_PIX_FMT_NONE}, \
 866     };
 867
 868 FFMMAL_DEC(h264, AV_CODEC_ID_H264)
 869 FFMMAL_DEC(mpeg2, AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
 870 FFMMAL_DEC(mpeg4, AV_CODEC_ID_MPEG4)
 871 FFMMAL_DEC(vc1, AV_CODEC_ID_VC1)