avcodec/idctdsp: Transmit studio_profile to init instead of using AVCodecContext...
[ffmpeg.git] / 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 "hwaccel.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)