omx: Add support for specifying H.264 profile [v5']
[ffmpeg.git] / libavcodec / omx.c
1 /*
2  * OMX Video encoder
3  * Copyright (C) 2011 Martin Storsjo
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 #include "config.h"
23
24 #if CONFIG_OMX_RPI
25 #define OMX_SKIP64BIT
26 #endif
27
28 #include <dlfcn.h>
29 #include <OMX_Core.h>
30 #include <OMX_Component.h>
31 #include <pthread.h>
32 #include <stdio.h>
33 #include <stdlib.h>
34 #include <sys/time.h>
35
36 #include "libavutil/avstring.h"
37 #include "libavutil/avutil.h"
38 #include "libavutil/common.h"
39 #include "libavutil/imgutils.h"
40 #include "libavutil/log.h"
41 #include "libavutil/opt.h"
42
43 #include "avcodec.h"
44 #include "h264.h"
45 #include "internal.h"
46
47 #ifdef OMX_SKIP64BIT
48 static OMX_TICKS to_omx_ticks(int64_t value)
49 {
50     OMX_TICKS s;
51     s.nLowPart  = value & 0xffffffff;
52     s.nHighPart = value >> 32;
53     return s;
54 }
55 static int64_t from_omx_ticks(OMX_TICKS value)
56 {
57     return (((int64_t)value.nHighPart) << 32) | value.nLowPart;
58 }
59 #else
60 #define to_omx_ticks(x) (x)
61 #define from_omx_ticks(x) (x)
62 #endif
63
64 #define INIT_STRUCT(x) do {                                               \
65         x.nSize = sizeof(x);                                              \
66         x.nVersion = s->version;                                          \
67     } while (0)
68 #define CHECK(x) do {                                                     \
69         if (x != OMX_ErrorNone) {                                         \
70             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,                                   \
71                    "err %x (%d) on line %d\n", x, x, __LINE__);           \
72             return AVERROR_UNKNOWN;                                       \
73         }                                                                 \
74     } while (0)
75
76 typedef struct OMXContext {
77     void *lib;
78     void *lib2;
79     OMX_ERRORTYPE (*ptr_Init)(void);
80     OMX_ERRORTYPE (*ptr_Deinit)(void);
81     OMX_ERRORTYPE (*ptr_ComponentNameEnum)(OMX_STRING, OMX_U32, OMX_U32);
82     OMX_ERRORTYPE (*ptr_GetHandle)(OMX_HANDLETYPE*, OMX_STRING, OMX_PTR, OMX_CALLBACKTYPE*);
83     OMX_ERRORTYPE (*ptr_FreeHandle)(OMX_HANDLETYPE);
84     OMX_ERRORTYPE (*ptr_GetComponentsOfRole)(OMX_STRING, OMX_U32*, OMX_U8**);
85     OMX_ERRORTYPE (*ptr_GetRolesOfComponent)(OMX_STRING, OMX_U32*, OMX_U8**);
86     void (*host_init)(void);
87 } OMXContext;
88
89 static av_cold void *dlsym_prefixed(void *handle, const char *symbol, const char *prefix)
90 {
91     char buf[50];
92     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%s", prefix ? prefix : "", symbol);
93     return dlsym(handle, buf);
94 }
95
96 static av_cold int omx_try_load(OMXContext *s, void *logctx,
97                                 const char *libname, const char *prefix,
98                                 const char *libname2)
99 {
100     if (libname2) {
101         s->lib2 = dlopen(libname2, RTLD_NOW | RTLD_GLOBAL);
102         if (!s->lib2) {
103             av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "%s not found\n", libname);
104             return AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
105         }
106         s->host_init = dlsym(s->lib2, "bcm_host_init");
107         if (!s->host_init) {
108             av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "bcm_host_init not found\n");
109             dlclose(s->lib2);
110             s->lib2 = NULL;
111             return AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
112         }
113     }
114     s->lib = dlopen(libname, RTLD_NOW | RTLD_GLOBAL);
115     if (!s->lib) {
116         av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "%s not found\n", libname);
117         return AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
118     }
119     s->ptr_Init                = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_Init", prefix);
120     s->ptr_Deinit              = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_Deinit", prefix);
121     s->ptr_ComponentNameEnum   = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_ComponentNameEnum", prefix);
122     s->ptr_GetHandle           = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_GetHandle", prefix);
123     s->ptr_FreeHandle          = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_FreeHandle", prefix);
124     s->ptr_GetComponentsOfRole = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_GetComponentsOfRole", prefix);
125     s->ptr_GetRolesOfComponent = dlsym_prefixed(s->lib, "OMX_GetRolesOfComponent", prefix);
126     if (!s->ptr_Init || !s->ptr_Deinit || !s->ptr_ComponentNameEnum ||
127         !s->ptr_GetHandle || !s->ptr_FreeHandle ||
128         !s->ptr_GetComponentsOfRole || !s->ptr_GetRolesOfComponent) {
129         av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "Not all functions found in %s\n", libname);
130         dlclose(s->lib);
131         s->lib = NULL;
132         if (s->lib2)
133             dlclose(s->lib2);
134         s->lib2 = NULL;
135         return AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
136     }
137     return 0;
138 }
139
140 static av_cold OMXContext *omx_init(void *logctx, const char *libname, const char *prefix)
141 {
142     static const char * const libnames[] = {
143 #if CONFIG_OMX_RPI
144         "/opt/vc/lib/libopenmaxil.so", "/opt/vc/lib/libbcm_host.so",
145 #else
146         "libOMX_Core.so", NULL,
147         "libOmxCore.so", NULL,
148 #endif
149         NULL
150     };
151     const char* const* nameptr;
152     int ret = AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
153     OMXContext *omx_context;
154
155     omx_context = av_mallocz(sizeof(*omx_context));
156     if (!omx_context)
157         return NULL;
158     if (libname) {
159         ret = omx_try_load(omx_context, logctx, libname, prefix, NULL);
160         if (ret < 0) {
161             av_free(omx_context);
162             return NULL;
163         }
164     } else {
165         for (nameptr = libnames; *nameptr; nameptr += 2)
166             if (!(ret = omx_try_load(omx_context, logctx, nameptr[0], prefix, nameptr[1])))
167                 break;
168         if (!*nameptr) {
169             av_free(omx_context);
170             return NULL;
171         }
172     }
173
174     if (omx_context->host_init)
175         omx_context->host_init();
176     omx_context->ptr_Init();
177     return omx_context;
178 }
179
180 static av_cold void omx_deinit(OMXContext *omx_context)
181 {
182     if (!omx_context)
183         return;
184     omx_context->ptr_Deinit();
185     dlclose(omx_context->lib);
186     av_free(omx_context);
187 }
188
189 typedef struct OMXCodecContext {
190     const AVClass *class;
191     char *libname;
192     char *libprefix;
193     OMXContext *omx_context;
194
195     AVCodecContext *avctx;
196
197     char component_name[OMX_MAX_STRINGNAME_SIZE];
198     OMX_VERSIONTYPE version;
199     OMX_HANDLETYPE handle;
200     int in_port, out_port;
201     OMX_COLOR_FORMATTYPE color_format;
202     int stride, plane_size;
203
204     int num_in_buffers, num_out_buffers;
205     OMX_BUFFERHEADERTYPE **in_buffer_headers;
206     OMX_BUFFERHEADERTYPE **out_buffer_headers;
207     int num_free_in_buffers;
208     OMX_BUFFERHEADERTYPE **free_in_buffers;
209     int num_done_out_buffers;
210     OMX_BUFFERHEADERTYPE **done_out_buffers;
211     pthread_mutex_t input_mutex;
212     pthread_cond_t input_cond;
213     pthread_mutex_t output_mutex;
214     pthread_cond_t output_cond;
215
216     pthread_mutex_t state_mutex;
217     pthread_cond_t state_cond;
218     OMX_STATETYPE state;
219     OMX_ERRORTYPE error;
220
221     int mutex_cond_inited;
222
223     int num_in_frames, num_out_frames;
224
225     uint8_t *output_buf;
226     int output_buf_size;
227
228     int input_zerocopy;
229     int profile;
230 } OMXCodecContext;
231
232 static void append_buffer(pthread_mutex_t *mutex, pthread_cond_t *cond,
233                           int* array_size, OMX_BUFFERHEADERTYPE **array,
234                           OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer)
235 {
236     pthread_mutex_lock(mutex);
237     array[(*array_size)++] = buffer;
238     pthread_cond_broadcast(cond);
239     pthread_mutex_unlock(mutex);
240 }
241
242 static OMX_BUFFERHEADERTYPE *get_buffer(pthread_mutex_t *mutex, pthread_cond_t *cond,
243                                         int* array_size, OMX_BUFFERHEADERTYPE **array,
244                                         int wait)
245 {
246     OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer;
247     pthread_mutex_lock(mutex);
248     if (wait) {
249         while (!*array_size)
250            pthread_cond_wait(cond, mutex);
251     }
252     if (*array_size > 0) {
253         buffer = array[0];
254         (*array_size)--;
255         memmove(&array[0], &array[1], (*array_size) * sizeof(OMX_BUFFERHEADERTYPE*));
256     } else {
257         buffer = NULL;
258     }
259     pthread_mutex_unlock(mutex);
260     return buffer;
261 }
262
263 static OMX_ERRORTYPE event_handler(OMX_HANDLETYPE component, OMX_PTR app_data, OMX_EVENTTYPE event,
264                                    OMX_U32 data1, OMX_U32 data2, OMX_PTR event_data)
265 {
266     OMXCodecContext *s = app_data;
267     // This uses casts in the printfs, since OMX_U32 actually is a typedef for
268     // unsigned long in official header versions (but there are also modified
269     // versions where it is something else).
270     switch (event) {
271     case OMX_EventError:
272         pthread_mutex_lock(&s->state_mutex);
273         av_log(s->avctx, AV_LOG_ERROR, "OMX error %"PRIx32"\n", (uint32_t) data1);
274         s->error = data1;
275         pthread_cond_broadcast(&s->state_cond);
276         pthread_mutex_unlock(&s->state_mutex);
277         break;
278     case OMX_EventCmdComplete:
279         if (data1 == OMX_CommandStateSet) {
280             pthread_mutex_lock(&s->state_mutex);
281             s->state = data2;
282             av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "OMX state changed to %"PRIu32"\n", (uint32_t) data2);
283             pthread_cond_broadcast(&s->state_cond);
284             pthread_mutex_unlock(&s->state_mutex);
285         } else if (data1 == OMX_CommandPortDisable) {
286             av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "OMX port %"PRIu32" disabled\n", (uint32_t) data2);
287         } else if (data1 == OMX_CommandPortEnable) {
288             av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "OMX port %"PRIu32" enabled\n", (uint32_t) data2);
289         } else {
290             av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "OMX command complete, command %"PRIu32", value %"PRIu32"\n",
291                                              (uint32_t) data1, (uint32_t) data2);
292         }
293         break;
294     case OMX_EventPortSettingsChanged:
295         av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "OMX port %"PRIu32" settings changed\n", (uint32_t) data1);
296         break;
297     default:
298         av_log(s->avctx, AV_LOG_VERBOSE, "OMX event %d %"PRIx32" %"PRIx32"\n",
299                                          event, (uint32_t) data1, (uint32_t) data2);
300         break;
301     }
302     return OMX_ErrorNone;
303 }
304
305 static OMX_ERRORTYPE empty_buffer_done(OMX_HANDLETYPE component, OMX_PTR app_data,
306                                        OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer)
307 {
308     OMXCodecContext *s = app_data;
309     if (s->input_zerocopy) {
310         if (buffer->pAppPrivate) {
311             if (buffer->pOutputPortPrivate)
312                 av_free(buffer->pAppPrivate);
313             else
314                 av_frame_free((AVFrame**)&buffer->pAppPrivate);
315             buffer->pAppPrivate = NULL;
316         }
317     }
318     append_buffer(&s->input_mutex, &s->input_cond,
319                   &s->num_free_in_buffers, s->free_in_buffers, buffer);
320     return OMX_ErrorNone;
321 }
322
323 static OMX_ERRORTYPE fill_buffer_done(OMX_HANDLETYPE component, OMX_PTR app_data,
324                                       OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer)
325 {
326     OMXCodecContext *s = app_data;
327     append_buffer(&s->output_mutex, &s->output_cond,
328                   &s->num_done_out_buffers, s->done_out_buffers, buffer);
329     return OMX_ErrorNone;
330 }
331
332 static const OMX_CALLBACKTYPE callbacks = {
333     event_handler,
334     empty_buffer_done,
335     fill_buffer_done
336 };
337
338 static av_cold int find_component(OMXContext *omx_context, void *logctx,
339                                   const char *role, char *str, int str_size)
340 {
341     OMX_U32 i, num = 0;
342     char **components;
343     int ret = 0;
344
345 #if CONFIG_OMX_RPI
346     if (av_strstart(role, "video_encoder.", NULL)) {
347         av_strlcpy(str, "OMX.broadcom.video_encode", str_size);
348         return 0;
349     }
350 #endif
351     omx_context->ptr_GetComponentsOfRole((OMX_STRING) role, &num, NULL);
352     if (!num) {
353         av_log(logctx, AV_LOG_WARNING, "No component for role %s found\n", role);
354         return AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
355     }
356     components = av_mallocz_array(num, sizeof(*components));
357     if (!components)
358         return AVERROR(ENOMEM);
359     for (i = 0; i < num; i++) {
360         components[i] = av_mallocz(OMX_MAX_STRINGNAME_SIZE);
361         if (!components[i]) {
362             ret = AVERROR(ENOMEM);
363             goto end;
364         }
365     }
366     omx_context->ptr_GetComponentsOfRole((OMX_STRING) role, &num, (OMX_U8**) components);
367     av_strlcpy(str, components[0], str_size);
368 end:
369     for (i = 0; i < num; i++)
370         av_free(components[i]);
371     av_free(components);
372     return ret;
373 }
374
375 static av_cold int wait_for_state(OMXCodecContext *s, OMX_STATETYPE state)
376 {
377     int ret = 0;
378     pthread_mutex_lock(&s->state_mutex);
379     while (s->state != state && s->error == OMX_ErrorNone)
380         pthread_cond_wait(&s->state_cond, &s->state_mutex);
381     if (s->error != OMX_ErrorNone)
382         ret = AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
383     pthread_mutex_unlock(&s->state_mutex);
384     return ret;
385 }
386
387 static av_cold int omx_component_init(AVCodecContext *avctx, const char *role)
388 {
389     OMXCodecContext *s = avctx->priv_data;
390     OMX_PARAM_COMPONENTROLETYPE role_params = { 0 };
391     OMX_PORT_PARAM_TYPE video_port_params = { 0 };
392     OMX_PARAM_PORTDEFINITIONTYPE in_port_params = { 0 }, out_port_params = { 0 };
393     OMX_VIDEO_PARAM_PORTFORMATTYPE video_port_format = { 0 };
394     OMX_VIDEO_PARAM_BITRATETYPE vid_param_bitrate = { 0 };
395     OMX_ERRORTYPE err;
396     int i;
397
398     s->version.s.nVersionMajor = 1;
399     s->version.s.nVersionMinor = 1;
400     s->version.s.nRevision     = 2;
401
402     err = s->omx_context->ptr_GetHandle(&s->handle, s->component_name, s, (OMX_CALLBACKTYPE*) &callbacks);
403     if (err != OMX_ErrorNone) {
404         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "OMX_GetHandle(%s) failed: %x\n", s->component_name, err);
405         return AVERROR_UNKNOWN;
406     }
407
408     // This one crashes the mediaserver on qcom, if used over IOMX
409     INIT_STRUCT(role_params);
410     av_strlcpy(role_params.cRole, role, sizeof(role_params.cRole));
411     // Intentionally ignore errors on this one
412     OMX_SetParameter(s->handle, OMX_IndexParamStandardComponentRole, &role_params);
413
414     INIT_STRUCT(video_port_params);
415     err = OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamVideoInit, &video_port_params);
416     CHECK(err);
417
418     s->in_port = s->out_port = -1;
419     for (i = 0; i < video_port_params.nPorts; i++) {
420         int port = video_port_params.nStartPortNumber + i;
421         OMX_PARAM_PORTDEFINITIONTYPE port_params = { 0 };
422         INIT_STRUCT(port_params);
423         port_params.nPortIndex = port;
424         err = OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamPortDefinition, &port_params);
425         if (err != OMX_ErrorNone) {
426             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "port %d error %x\n", port, err);
427             break;
428         }
429         if (port_params.eDir == OMX_DirInput && s->in_port < 0) {
430             in_port_params = port_params;
431             s->in_port = port;
432         } else if (port_params.eDir == OMX_DirOutput && s->out_port < 0) {
433             out_port_params = port_params;
434             s->out_port = port;
435         }
436     }
437     if (s->in_port < 0 || s->out_port < 0) {
438         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No in or out port found (in %d out %d)\n", s->in_port, s->out_port);
439         return AVERROR_UNKNOWN;
440     }
441
442     s->color_format = 0;
443     for (i = 0; ; i++) {
444         INIT_STRUCT(video_port_format);
445         video_port_format.nIndex = i;
446         video_port_format.nPortIndex = s->in_port;
447         if (OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamVideoPortFormat, &video_port_format) != OMX_ErrorNone)
448             break;
449         if (video_port_format.eColorFormat == OMX_COLOR_FormatYUV420Planar ||
450             video_port_format.eColorFormat == OMX_COLOR_FormatYUV420PackedPlanar) {
451             s->color_format = video_port_format.eColorFormat;
452             break;
453         }
454     }
455     if (s->color_format == 0) {
456         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No supported pixel formats (%d formats available)\n", i);
457         return AVERROR_UNKNOWN;
458     }
459
460     in_port_params.bEnabled   = OMX_TRUE;
461     in_port_params.bPopulated = OMX_FALSE;
462     in_port_params.eDomain    = OMX_PortDomainVideo;
463
464     in_port_params.format.video.pNativeRender         = NULL;
465     in_port_params.format.video.bFlagErrorConcealment = OMX_FALSE;
466     in_port_params.format.video.eColorFormat          = s->color_format;
467     s->stride     = avctx->width;
468     s->plane_size = avctx->height;
469     // If specific codecs need to manually override the stride/plane_size,
470     // that can be done here.
471     in_port_params.format.video.nStride      = s->stride;
472     in_port_params.format.video.nSliceHeight = s->plane_size;
473     in_port_params.format.video.nFrameWidth  = avctx->width;
474     in_port_params.format.video.nFrameHeight = avctx->height;
475     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0)
476         in_port_params.format.video.xFramerate = (1 << 16) * avctx->framerate.num / avctx->framerate.den;
477     else
478         in_port_params.format.video.xFramerate = (1 << 16) * avctx->time_base.den / avctx->time_base.num;
479
480     err = OMX_SetParameter(s->handle, OMX_IndexParamPortDefinition, &in_port_params);
481     CHECK(err);
482     err = OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamPortDefinition, &in_port_params);
483     CHECK(err);
484     s->stride         = in_port_params.format.video.nStride;
485     s->plane_size     = in_port_params.format.video.nSliceHeight;
486     s->num_in_buffers = in_port_params.nBufferCountActual;
487
488     err = OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamPortDefinition, &out_port_params);
489     out_port_params.bEnabled   = OMX_TRUE;
490     out_port_params.bPopulated = OMX_FALSE;
491     out_port_params.eDomain    = OMX_PortDomainVideo;
492     out_port_params.format.video.pNativeRender = NULL;
493     out_port_params.format.video.nFrameWidth   = avctx->width;
494     out_port_params.format.video.nFrameHeight  = avctx->height;
495     out_port_params.format.video.nStride       = 0;
496     out_port_params.format.video.nSliceHeight  = 0;
497     out_port_params.format.video.nBitrate      = avctx->bit_rate;
498     out_port_params.format.video.xFramerate    = in_port_params.format.video.xFramerate;
499     out_port_params.format.video.bFlagErrorConcealment  = OMX_FALSE;
500     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_MPEG4)
501         out_port_params.format.video.eCompressionFormat = OMX_VIDEO_CodingMPEG4;
502     else if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264)
503         out_port_params.format.video.eCompressionFormat = OMX_VIDEO_CodingAVC;
504
505     err = OMX_SetParameter(s->handle, OMX_IndexParamPortDefinition, &out_port_params);
506     CHECK(err);
507     err = OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamPortDefinition, &out_port_params);
508     CHECK(err);
509     s->num_out_buffers = out_port_params.nBufferCountActual;
510
511     INIT_STRUCT(vid_param_bitrate);
512     vid_param_bitrate.nPortIndex     = s->out_port;
513     vid_param_bitrate.eControlRate   = OMX_Video_ControlRateVariable;
514     vid_param_bitrate.nTargetBitrate = avctx->bit_rate;
515     err = OMX_SetParameter(s->handle, OMX_IndexParamVideoBitrate, &vid_param_bitrate);
516     if (err != OMX_ErrorNone)
517         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unable to set video bitrate parameter\n");
518
519     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
520         OMX_VIDEO_PARAM_AVCTYPE avc = { 0 };
521         INIT_STRUCT(avc);
522         avc.nPortIndex = s->out_port;
523         err = OMX_GetParameter(s->handle, OMX_IndexParamVideoAvc, &avc);
524         CHECK(err);
525         avc.nBFrames = 0;
526         avc.nPFrames = avctx->gop_size - 1;
527         switch (s->profile == FF_PROFILE_UNKNOWN ? avctx->profile : s->profile) {
528         case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
529             avc.eProfile = OMX_VIDEO_AVCProfileBaseline;
530             break;
531         case FF_PROFILE_H264_MAIN:
532             avc.eProfile = OMX_VIDEO_AVCProfileMain;
533             break;
534         case FF_PROFILE_H264_HIGH:
535             avc.eProfile = OMX_VIDEO_AVCProfileHigh;
536             break;
537         default:
538             break;
539         }
540         err = OMX_SetParameter(s->handle, OMX_IndexParamVideoAvc, &avc);
541         CHECK(err);
542     }
543
544     err = OMX_SendCommand(s->handle, OMX_CommandStateSet, OMX_StateIdle, NULL);
545     CHECK(err);
546
547     s->in_buffer_headers  = av_mallocz(sizeof(OMX_BUFFERHEADERTYPE*) * s->num_in_buffers);
548     s->free_in_buffers    = av_mallocz(sizeof(OMX_BUFFERHEADERTYPE*) * s->num_in_buffers);
549     s->out_buffer_headers = av_mallocz(sizeof(OMX_BUFFERHEADERTYPE*) * s->num_out_buffers);
550     s->done_out_buffers   = av_mallocz(sizeof(OMX_BUFFERHEADERTYPE*) * s->num_out_buffers);
551     if (!s->in_buffer_headers || !s->free_in_buffers || !s->out_buffer_headers || !s->done_out_buffers)
552         return AVERROR(ENOMEM);
553     for (i = 0; i < s->num_in_buffers && err == OMX_ErrorNone; i++) {
554         if (s->input_zerocopy)
555             err = OMX_UseBuffer(s->handle, &s->in_buffer_headers[i], s->in_port, s, in_port_params.nBufferSize, NULL);
556         else
557             err = OMX_AllocateBuffer(s->handle, &s->in_buffer_headers[i],  s->in_port,  s, in_port_params.nBufferSize);
558         if (err == OMX_ErrorNone)
559             s->in_buffer_headers[i]->pAppPrivate = s->in_buffer_headers[i]->pOutputPortPrivate = NULL;
560     }
561     CHECK(err);
562     s->num_in_buffers = i;
563     for (i = 0; i < s->num_out_buffers && err == OMX_ErrorNone; i++)
564         err = OMX_AllocateBuffer(s->handle, &s->out_buffer_headers[i], s->out_port, s, out_port_params.nBufferSize);
565     CHECK(err);
566     s->num_out_buffers = i;
567
568     if (wait_for_state(s, OMX_StateIdle) < 0) {
569         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Didn't get OMX_StateIdle\n");
570         return AVERROR_UNKNOWN;
571     }
572     err = OMX_SendCommand(s->handle, OMX_CommandStateSet, OMX_StateExecuting, NULL);
573     CHECK(err);
574     if (wait_for_state(s, OMX_StateExecuting) < 0) {
575         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Didn't get OMX_StateExecuting\n");
576         return AVERROR_UNKNOWN;
577     }
578
579     for (i = 0; i < s->num_out_buffers && err == OMX_ErrorNone; i++)
580         err = OMX_FillThisBuffer(s->handle, s->out_buffer_headers[i]);
581     if (err != OMX_ErrorNone) {
582         for (; i < s->num_out_buffers; i++)
583             s->done_out_buffers[s->num_done_out_buffers++] = s->out_buffer_headers[i];
584     }
585     for (i = 0; i < s->num_in_buffers; i++)
586         s->free_in_buffers[s->num_free_in_buffers++] = s->in_buffer_headers[i];
587     return err != OMX_ErrorNone ? AVERROR_UNKNOWN : 0;
588 }
589
590 static av_cold void cleanup(OMXCodecContext *s)
591 {
592     int i, executing;
593
594     pthread_mutex_lock(&s->state_mutex);
595     executing = s->state == OMX_StateExecuting;
596     pthread_mutex_unlock(&s->state_mutex);
597
598     if (executing) {
599         OMX_SendCommand(s->handle, OMX_CommandStateSet, OMX_StateIdle, NULL);
600         wait_for_state(s, OMX_StateIdle);
601         OMX_SendCommand(s->handle, OMX_CommandStateSet, OMX_StateLoaded, NULL);
602         for (i = 0; i < s->num_in_buffers; i++) {
603             OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer = get_buffer(&s->input_mutex, &s->input_cond,
604                                                       &s->num_free_in_buffers, s->free_in_buffers, 1);
605             if (s->input_zerocopy)
606                 buffer->pBuffer = NULL;
607             OMX_FreeBuffer(s->handle, s->in_port, buffer);
608         }
609         for (i = 0; i < s->num_out_buffers; i++) {
610             OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer = get_buffer(&s->output_mutex, &s->output_cond,
611                                                       &s->num_done_out_buffers, s->done_out_buffers, 1);
612             OMX_FreeBuffer(s->handle, s->out_port, buffer);
613         }
614         wait_for_state(s, OMX_StateLoaded);
615     }
616     if (s->handle) {
617         s->omx_context->ptr_FreeHandle(s->handle);
618         s->handle = NULL;
619     }
620
621     omx_deinit(s->omx_context);
622     s->omx_context = NULL;
623     if (s->mutex_cond_inited) {
624         pthread_cond_destroy(&s->state_cond);
625         pthread_mutex_destroy(&s->state_mutex);
626         pthread_cond_destroy(&s->input_cond);
627         pthread_mutex_destroy(&s->input_mutex);
628         pthread_cond_destroy(&s->output_cond);
629         pthread_mutex_destroy(&s->output_mutex);
630         s->mutex_cond_inited = 0;
631     }
632     av_freep(&s->in_buffer_headers);
633     av_freep(&s->out_buffer_headers);
634     av_freep(&s->free_in_buffers);
635     av_freep(&s->done_out_buffers);
636     av_freep(&s->output_buf);
637 }
638
639 static av_cold int omx_encode_init(AVCodecContext *avctx)
640 {
641     OMXCodecContext *s = avctx->priv_data;
642     int ret = AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
643     const char *role;
644     OMX_BUFFERHEADERTYPE *buffer;
645     OMX_ERRORTYPE err;
646
647 #if CONFIG_OMX_RPI
648     s->input_zerocopy = 1;
649 #endif
650
651     s->omx_context = omx_init(avctx, s->libname, s->libprefix);
652     if (!s->omx_context)
653         return AVERROR_ENCODER_NOT_FOUND;
654
655     pthread_mutex_init(&s->state_mutex, NULL);
656     pthread_cond_init(&s->state_cond, NULL);
657     pthread_mutex_init(&s->input_mutex, NULL);
658     pthread_cond_init(&s->input_cond, NULL);
659     pthread_mutex_init(&s->output_mutex, NULL);
660     pthread_cond_init(&s->output_cond, NULL);
661     s->mutex_cond_inited = 1;
662     s->avctx = avctx;
663     s->state = OMX_StateLoaded;
664     s->error = OMX_ErrorNone;
665
666     switch (avctx->codec->id) {
667     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
668         role = "video_encoder.mpeg4";
669         break;
670     case AV_CODEC_ID_H264:
671         role = "video_encoder.avc";
672         break;
673     default:
674         return AVERROR(ENOSYS);
675     }
676
677     if ((ret = find_component(s->omx_context, avctx, role, s->component_name, sizeof(s->component_name))) < 0)
678         goto fail;
679
680     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Using %s\n", s->component_name);
681
682     if ((ret = omx_component_init(avctx, role)) < 0)
683         goto fail;
684
685     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
686         while (1) {
687             buffer = get_buffer(&s->output_mutex, &s->output_cond,
688                                 &s->num_done_out_buffers, s->done_out_buffers, 1);
689             if (buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_CODECCONFIG) {
690                 if ((ret = av_reallocp(&avctx->extradata, avctx->extradata_size + buffer->nFilledLen + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)) < 0) {
691                     avctx->extradata_size = 0;
692                     goto fail;
693                 }
694                 memcpy(avctx->extradata + avctx->extradata_size, buffer->pBuffer + buffer->nOffset, buffer->nFilledLen);
695                 avctx->extradata_size += buffer->nFilledLen;
696                 memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
697             }
698             err = OMX_FillThisBuffer(s->handle, buffer);
699             if (err != OMX_ErrorNone) {
700                 append_buffer(&s->output_mutex, &s->output_cond,
701                               &s->num_done_out_buffers, s->done_out_buffers, buffer);
702                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "OMX_FillThisBuffer failed: %x\n", err);
703                 ret = AVERROR_UNKNOWN;
704                 goto fail;
705             }
706             if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
707                 // For H.264, the extradata can be returned in two separate buffers
708                 // (the videocore encoder on raspberry pi does this);
709                 // therefore check that we have got both SPS and PPS before continuing.
710                 int nals[32] = { 0 };
711                 int i;
712                 for (i = 0; i + 4 < avctx->extradata_size; i++) {
713                      if (!avctx->extradata[i + 0] &&
714                          !avctx->extradata[i + 1] &&
715                          !avctx->extradata[i + 2] &&
716                          avctx->extradata[i + 3] == 1) {
717                          nals[avctx->extradata[i + 4] & 0x1f]++;
718                      }
719                 }
720                 if (nals[H264_NAL_SPS] && nals[H264_NAL_PPS])
721                     break;
722             } else {
723                 if (avctx->extradata_size > 0)
724                     break;
725             }
726         }
727     }
728
729     return 0;
730 fail:
731     return ret;
732 }
733
734
735 static int omx_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
736                             const AVFrame *frame, int *got_packet)
737 {
738     OMXCodecContext *s = avctx->priv_data;
739     int ret = 0;
740     OMX_BUFFERHEADERTYPE* buffer;
741     OMX_ERRORTYPE err;
742
743     if (frame) {
744         uint8_t *dst[4];
745         int linesize[4];
746         int need_copy;
747         buffer = get_buffer(&s->input_mutex, &s->input_cond,
748                             &s->num_free_in_buffers, s->free_in_buffers, 1);
749
750         buffer->nFilledLen = av_image_fill_arrays(dst, linesize, buffer->pBuffer, avctx->pix_fmt, s->stride, s->plane_size, 1);
751
752         if (s->input_zerocopy) {
753             uint8_t *src[4] = { NULL };
754             int src_linesize[4];
755             av_image_fill_arrays(src, src_linesize, frame->data[0], avctx->pix_fmt, s->stride, s->plane_size, 1);
756             if (frame->linesize[0] == src_linesize[0] &&
757                 frame->linesize[1] == src_linesize[1] &&
758                 frame->linesize[2] == src_linesize[2] &&
759                 frame->data[1] == src[1] &&
760                 frame->data[2] == src[2]) {
761                 // If the input frame happens to have all planes stored contiguously,
762                 // with the right strides, just clone the frame and set the OMX
763                 // buffer header to point to it
764                 AVFrame *local = av_frame_clone(frame);
765                 if (!local) {
766                     // Return the buffer to the queue so it's not lost
767                     append_buffer(&s->input_mutex, &s->input_cond, &s->num_free_in_buffers, s->free_in_buffers, buffer);
768                     return AVERROR(ENOMEM);
769                 } else {
770                     buffer->pAppPrivate = local;
771                     buffer->pOutputPortPrivate = NULL;
772                     buffer->pBuffer = local->data[0];
773                     need_copy = 0;
774                 }
775             } else {
776                 // If not, we need to allocate a new buffer with the right
777                 // size and copy the input frame into it.
778                 uint8_t *buf = NULL;
779                 int image_buffer_size = av_image_get_buffer_size(avctx->pix_fmt, s->stride, s->plane_size, 1);
780                 if (image_buffer_size >= 0)
781                     buf = av_malloc(image_buffer_size);
782                 if (!buf) {
783                     // Return the buffer to the queue so it's not lost
784                     append_buffer(&s->input_mutex, &s->input_cond, &s->num_free_in_buffers, s->free_in_buffers, buffer);
785                     return AVERROR(ENOMEM);
786                 } else {
787                     buffer->pAppPrivate = buf;
788                     // Mark that pAppPrivate is an av_malloc'ed buffer, not an AVFrame
789                     buffer->pOutputPortPrivate = (void*) 1;
790                     buffer->pBuffer = buf;
791                     need_copy = 1;
792                     buffer->nFilledLen = av_image_fill_arrays(dst, linesize, buffer->pBuffer, avctx->pix_fmt, s->stride, s->plane_size, 1);
793                 }
794             }
795         } else {
796             need_copy = 1;
797         }
798         if (need_copy)
799             av_image_copy(dst, linesize, (const uint8_t**) frame->data, frame->linesize, avctx->pix_fmt, avctx->width, avctx->height);
800         buffer->nFlags = OMX_BUFFERFLAG_ENDOFFRAME;
801         buffer->nOffset = 0;
802         // Convert the timestamps to microseconds; some encoders can ignore
803         // the framerate and do VFR bit allocation based on timestamps.
804         buffer->nTimeStamp = to_omx_ticks(av_rescale_q(frame->pts, avctx->time_base, AV_TIME_BASE_Q));
805         err = OMX_EmptyThisBuffer(s->handle, buffer);
806         if (err != OMX_ErrorNone) {
807             append_buffer(&s->input_mutex, &s->input_cond, &s->num_free_in_buffers, s->free_in_buffers, buffer);
808             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "OMX_EmptyThisBuffer failed: %x\n", err);
809             return AVERROR_UNKNOWN;
810         }
811         s->num_in_frames++;
812     }
813
814     while (!*got_packet && ret == 0) {
815         // Only wait for output if flushing and not all frames have been output
816         buffer = get_buffer(&s->output_mutex, &s->output_cond,
817                             &s->num_done_out_buffers, s->done_out_buffers,
818                             !frame && s->num_out_frames < s->num_in_frames);
819         if (!buffer)
820             break;
821
822         if (buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_CODECCONFIG && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
823             if ((ret = av_reallocp(&avctx->extradata, avctx->extradata_size + buffer->nFilledLen + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE)) < 0) {
824                 avctx->extradata_size = 0;
825                 goto end;
826             }
827             memcpy(avctx->extradata + avctx->extradata_size, buffer->pBuffer + buffer->nOffset, buffer->nFilledLen);
828             avctx->extradata_size += buffer->nFilledLen;
829             memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
830         } else {
831             if (buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_ENDOFFRAME)
832                 s->num_out_frames++;
833             if (!(buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_ENDOFFRAME) || !pkt->data) {
834                 // If the output packet isn't preallocated, just concatenate everything in our
835                 // own buffer
836                 int newsize = s->output_buf_size + buffer->nFilledLen + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE;
837                 if ((ret = av_reallocp(&s->output_buf, newsize)) < 0) {
838                     s->output_buf_size = 0;
839                     goto end;
840                 }
841                 memcpy(s->output_buf + s->output_buf_size, buffer->pBuffer + buffer->nOffset, buffer->nFilledLen);
842                 s->output_buf_size += buffer->nFilledLen;
843                 if (buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_ENDOFFRAME) {
844                     if ((ret = av_packet_from_data(pkt, s->output_buf, s->output_buf_size)) < 0) {
845                         av_freep(&s->output_buf);
846                         s->output_buf_size = 0;
847                         goto end;
848                     }
849                     s->output_buf = NULL;
850                     s->output_buf_size = 0;
851                 }
852             } else {
853                 // End of frame, and the caller provided a preallocated frame
854                 if ((ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, s->output_buf_size + buffer->nFilledLen, 0)) < 0) {
855                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet of size %d.\n",
856                            (int)(s->output_buf_size + buffer->nFilledLen));
857                     goto end;
858                 }
859                 memcpy(pkt->data, s->output_buf, s->output_buf_size);
860                 memcpy(pkt->data + s->output_buf_size, buffer->pBuffer + buffer->nOffset, buffer->nFilledLen);
861                 av_freep(&s->output_buf);
862                 s->output_buf_size = 0;
863             }
864             if (buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_ENDOFFRAME) {
865                 pkt->pts = av_rescale_q(from_omx_ticks(buffer->nTimeStamp), AV_TIME_BASE_Q, avctx->time_base);
866                 // We don't currently enable B-frames for the encoders, so set
867                 // pkt->dts = pkt->pts. (The calling code behaves worse if the encoder
868                 // doesn't set the dts).
869                 pkt->dts = pkt->pts;
870                 if (buffer->nFlags & OMX_BUFFERFLAG_SYNCFRAME)
871                     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
872                 *got_packet = 1;
873             }
874         }
875 end:
876         err = OMX_FillThisBuffer(s->handle, buffer);
877         if (err != OMX_ErrorNone) {
878             append_buffer(&s->output_mutex, &s->output_cond, &s->num_done_out_buffers, s->done_out_buffers, buffer);
879             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "OMX_FillThisBuffer failed: %x\n", err);
880             ret = AVERROR_UNKNOWN;
881         }
882     }
883     return ret;
884 }
885
886 static av_cold int omx_encode_end(AVCodecContext *avctx)
887 {
888     OMXCodecContext *s = avctx->priv_data;
889
890     cleanup(s);
891     return 0;
892 }
893
894 #define OFFSET(x) offsetof(OMXCodecContext, x)
895 #define VDE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
896 #define VE  AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
897 static const AVOption options[] = {
898     { "omx_libname", "OpenMAX library name", OFFSET(libname), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VDE },
899     { "omx_libprefix", "OpenMAX library prefix", OFFSET(libprefix), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VDE },
900     { "zerocopy", "Try to avoid copying input frames if possible", OFFSET(input_zerocopy), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
901     { "profile",  "Set the encoding profile", OFFSET(profile), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = FF_PROFILE_UNKNOWN },       FF_PROFILE_UNKNOWN, FF_PROFILE_H264_HIGH, VE, "profile" },
902     { "baseline", "",                         0,               AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_PROFILE_H264_BASELINE }, 0, 0, VE, "profile" },
903     { "main",     "",                         0,               AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_PROFILE_H264_MAIN },     0, 0, VE, "profile" },
904     { "high",     "",                         0,               AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = FF_PROFILE_H264_HIGH },     0, 0, VE, "profile" },
905     { NULL }
906 };
907
908 static const enum AVPixelFormat omx_encoder_pix_fmts[] = {
909     AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE
910 };
911
912 static const AVClass omx_mpeg4enc_class = {
913     .class_name = "mpeg4_omx",
914     .item_name  = av_default_item_name,
915     .option     = options,
916     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
917 };
918 AVCodec ff_mpeg4_omx_encoder = {
919     .name             = "mpeg4_omx",
920     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenMAX IL MPEG-4 video encoder"),
921     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
922     .id               = AV_CODEC_ID_MPEG4,
923     .priv_data_size   = sizeof(OMXCodecContext),
924     .init             = omx_encode_init,
925     .encode2          = omx_encode_frame,
926     .close            = omx_encode_end,
927     .pix_fmts         = omx_encoder_pix_fmts,
928     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY,
929     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
930     .priv_class       = &omx_mpeg4enc_class,
931 };
932
933 static const AVClass omx_h264enc_class = {
934     .class_name = "h264_omx",
935     .item_name  = av_default_item_name,
936     .option     = options,
937     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
938 };
939 AVCodec ff_h264_omx_encoder = {
940     .name             = "h264_omx",
941     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("OpenMAX IL H.264 video encoder"),
942     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
943     .id               = AV_CODEC_ID_H264,
944     .priv_data_size   = sizeof(OMXCodecContext),
945     .init             = omx_encode_init,
946     .encode2          = omx_encode_frame,
947     .close            = omx_encode_end,
948     .pix_fmts         = omx_encoder_pix_fmts,
949     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY,
950     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE | FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
951     .priv_class       = &omx_h264enc_class,
952 };