Merge commit '8385ba53f115401a67a4748c0d107769ebfb2941'
[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 "internal.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     atomic_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     atomic_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 &&
102         atomic_fetch_add_explicit(&ref->refcount, -1, memory_order_acq_rel) == 1) {
103         mmal_pool_destroy(ref->pool);
104         av_free(ref);
105     }
106 }
107
108 static void ffmmal_release_frame(void *opaque, uint8_t *data)
109 {
110     FFBufferRef *ref = (void *)data;
111
112     mmal_buffer_header_release(ref->buffer);
113     ffmmal_poolref_unref(ref->pool);
114
115     av_free(ref);
116 }
117
118 // Setup frame with a new reference to buffer. The buffer must have been
119 // allocated from the given pool.
120 static int ffmmal_set_ref(AVFrame *frame, FFPoolRef *pool,
121                           MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
122 {
123     FFBufferRef *ref = av_mallocz(sizeof(*ref));
124     if (!ref)
125         return AVERROR(ENOMEM);
126
127     ref->pool = pool;
128     ref->buffer = buffer;
129
130     frame->buf[0] = av_buffer_create((void *)ref, sizeof(*ref),
131                                      ffmmal_release_frame, NULL,
132                                      AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
133     if (!frame->buf[0]) {
134         av_free(ref);
135         return AVERROR(ENOMEM);
136     }
137
138     atomic_fetch_add_explicit(&ref->pool->refcount, 1, memory_order_relaxed);
139     mmal_buffer_header_acquire(buffer);
140
141     frame->format = AV_PIX_FMT_MMAL;
142     frame->data[3] = (uint8_t *)ref->buffer;
143     return 0;
144 }
145
146 static void ffmmal_stop_decoder(AVCodecContext *avctx)
147 {
148     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
149     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
150     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer;
151
152     mmal_port_disable(decoder->input[0]);
153     mmal_port_disable(decoder->output[0]);
154     mmal_port_disable(decoder->control);
155
156     mmal_port_flush(decoder->input[0]);
157     mmal_port_flush(decoder->output[0]);
158     mmal_port_flush(decoder->control);
159
160     while ((buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames)))
161         mmal_buffer_header_release(buffer);
162
163     while (ctx->waiting_buffers) {
164         FFBufferEntry *buffer = ctx->waiting_buffers;
165
166         ctx->waiting_buffers = buffer->next;
167
168         if (buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
169             atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, -1);
170
171         av_buffer_unref(&buffer->ref);
172         av_free(buffer);
173     }
174     ctx->waiting_buffers_tail = NULL;
175
176     av_assert0(atomic_load(&ctx->packets_buffered) == 0);
177
178     ctx->frames_output = ctx->eos_received = ctx->eos_sent = ctx->packets_sent = ctx->extradata_sent = 0;
179 }
180
181 static av_cold int ffmmal_close_decoder(AVCodecContext *avctx)
182 {
183     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
184
185     if (ctx->decoder)
186         ffmmal_stop_decoder(avctx);
187
188     mmal_component_destroy(ctx->decoder);
189     ctx->decoder = NULL;
190     mmal_queue_destroy(ctx->queue_decoded_frames);
191     mmal_pool_destroy(ctx->pool_in);
192     ffmmal_poolref_unref(ctx->pool_out);
193
194     mmal_vc_deinit();
195
196     return 0;
197 }
198
199 static void input_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
200 {
201     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
202     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
203
204     if (!buffer->cmd) {
205         FFBufferEntry *entry = buffer->user_data;
206         av_buffer_unref(&entry->ref);
207         if (entry->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
208             atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, -1);
209         av_free(entry);
210     }
211     mmal_buffer_header_release(buffer);
212 }
213
214 static void output_callback(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
215 {
216     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
217     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
218
219     mmal_queue_put(ctx->queue_decoded_frames, buffer);
220 }
221
222 static void control_port_cb(MMAL_PORT_T *port, MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
223 {
224     AVCodecContext *avctx = (AVCodecContext*)port->userdata;
225     MMAL_STATUS_T status;
226
227     if (buffer->cmd == MMAL_EVENT_ERROR) {
228         status = *(uint32_t *)buffer->data;
229         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d on control port\n", (int)status);
230     } else {
231         char s[20];
232         av_get_codec_tag_string(s, sizeof(s), buffer->cmd);
233         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown MMAL event %s on control port\n", s);
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_store(&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     char tmp[32];
356     int ret = 0;
357
358     bcm_host_init();
359
360     if (mmal_vc_init()) {
361         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot initialize MMAL VC driver!\n");
362         return AVERROR(ENOSYS);
363     }
364
365     if ((ret = ff_get_format(avctx, avctx->codec->pix_fmts)) < 0)
366         return ret;
367
368     avctx->pix_fmt = ret;
369
370     if ((status = mmal_component_create(MMAL_COMPONENT_DEFAULT_VIDEO_DECODER, &ctx->decoder)))
371         goto fail;
372
373     decoder = ctx->decoder;
374
375     format_in = decoder->input[0]->format;
376     format_in->type = MMAL_ES_TYPE_VIDEO;
377     switch (avctx->codec_id) {
378     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
379         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_MP2V;
380         break;
381     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
382         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_MP4V;
383         break;
384     case AV_CODEC_ID_VC1:
385         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_WVC1;
386         break;
387     case AV_CODEC_ID_H264:
388     default:
389         format_in->encoding = MMAL_ENCODING_H264;
390         break;
391     }
392     format_in->es->video.width = FFALIGN(avctx->width, 32);
393     format_in->es->video.height = FFALIGN(avctx->height, 16);
394     format_in->es->video.crop.width = avctx->width;
395     format_in->es->video.crop.height = avctx->height;
396     format_in->es->video.frame_rate.num = 24000;
397     format_in->es->video.frame_rate.den = 1001;
398     format_in->es->video.par.num = avctx->sample_aspect_ratio.num;
399     format_in->es->video.par.den = avctx->sample_aspect_ratio.den;
400     format_in->flags = MMAL_ES_FORMAT_FLAG_FRAMED;
401
402     av_get_codec_tag_string(tmp, sizeof(tmp), format_in->encoding);
403     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using MMAL %s encoding.\n", tmp);
404
405 #if HAVE_MMAL_PARAMETER_VIDEO_MAX_NUM_CALLBACKS
406     if (mmal_port_parameter_set_uint32(decoder->input[0], MMAL_PARAMETER_VIDEO_MAX_NUM_CALLBACKS,
407                                        -1 - ctx->extra_decoder_buffers)) {
408         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Could not set input buffering limit.\n");
409     }
410 #endif
411
412     if ((status = mmal_port_format_commit(decoder->input[0])))
413         goto fail;
414
415     decoder->input[0]->buffer_num =
416         FFMAX(decoder->input[0]->buffer_num_min, 20);
417     decoder->input[0]->buffer_size =
418         FFMAX(decoder->input[0]->buffer_size_min, 512 * 1024);
419     ctx->pool_in = mmal_pool_create(decoder->input[0]->buffer_num, 0);
420     if (!ctx->pool_in) {
421         ret = AVERROR(ENOMEM);
422         goto fail;
423     }
424
425     if ((ret = ffmal_update_format(avctx)) < 0)
426         goto fail;
427
428     ctx->queue_decoded_frames = mmal_queue_create();
429     if (!ctx->queue_decoded_frames)
430         goto fail;
431
432     decoder->input[0]->userdata = (void*)avctx;
433     decoder->output[0]->userdata = (void*)avctx;
434     decoder->control->userdata = (void*)avctx;
435
436     if ((status = mmal_port_enable(decoder->control, control_port_cb)))
437         goto fail;
438     if ((status = mmal_port_enable(decoder->input[0], input_callback)))
439         goto fail;
440     if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
441         goto fail;
442
443     if ((status = mmal_component_enable(decoder)))
444         goto fail;
445
446     return 0;
447
448 fail:
449     ffmmal_close_decoder(avctx);
450     return ret < 0 ? ret : AVERROR_UNKNOWN;
451 }
452
453 static void ffmmal_flush(AVCodecContext *avctx)
454 {
455     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
456     MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
457     MMAL_STATUS_T status;
458
459     ffmmal_stop_decoder(avctx);
460
461     if ((status = mmal_port_enable(decoder->control, control_port_cb)))
462         goto fail;
463     if ((status = mmal_port_enable(decoder->input[0], input_callback)))
464         goto fail;
465     if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
466         goto fail;
467
468     return;
469
470 fail:
471     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL flush error: %i\n", (int)status);
472 }
473
474 // Split packets and add them to the waiting_buffers list. We don't queue them
475 // immediately, because it can happen that the decoder is temporarily blocked
476 // (due to us not reading/returning enough output buffers) and won't accept
477 // new input. (This wouldn't be an issue if MMAL input buffers always were
478 // complete frames - then the input buffer just would have to be big enough.)
479 // If is_extradata is set, send it as MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_CONFIG.
480 static int ffmmal_add_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *avpkt,
481                              int is_extradata)
482 {
483     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
484     AVBufferRef *buf = NULL;
485     int size = 0;
486     uint8_t *data = (uint8_t *)"";
487     uint8_t *start;
488     int ret = 0;
489
490     if (avpkt->size) {
491         if (avpkt->buf) {
492             buf = av_buffer_ref(avpkt->buf);
493             size = avpkt->size;
494             data = avpkt->data;
495         } else {
496             buf = av_buffer_alloc(avpkt->size);
497             if (buf) {
498                 memcpy(buf->data, avpkt->data, avpkt->size);
499                 size = buf->size;
500                 data = buf->data;
501             }
502         }
503         if (!buf) {
504             ret = AVERROR(ENOMEM);
505             goto done;
506         }
507         if (!is_extradata)
508             ctx->packets_sent++;
509     } else {
510         if (ctx->eos_sent)
511             goto done;
512         if (!ctx->packets_sent) {
513             // Short-cut the flush logic to avoid upsetting MMAL.
514             ctx->eos_sent = 1;
515             ctx->eos_received = 1;
516             goto done;
517         }
518     }
519
520     start = data;
521
522     do {
523         FFBufferEntry *buffer = av_mallocz(sizeof(*buffer));
524         if (!buffer) {
525             ret = AVERROR(ENOMEM);
526             goto done;
527         }
528
529         buffer->data = data;
530         buffer->length = FFMIN(size, ctx->decoder->input[0]->buffer_size);
531
532         if (is_extradata)
533             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_CONFIG;
534
535         if (data == start)
536             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_START;
537
538         data += buffer->length;
539         size -= buffer->length;
540
541         buffer->pts = avpkt->pts == AV_NOPTS_VALUE ? MMAL_TIME_UNKNOWN : avpkt->pts;
542         buffer->dts = avpkt->dts == AV_NOPTS_VALUE ? MMAL_TIME_UNKNOWN : avpkt->dts;
543
544         if (!size) {
545             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END;
546             atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, 1);
547         }
548
549         if (!buffer->length) {
550             buffer->flags |= MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_EOS;
551             ctx->eos_sent = 1;
552         }
553
554         if (buf) {
555             buffer->ref = av_buffer_ref(buf);
556             if (!buffer->ref) {
557                 av_free(buffer);
558                 ret = AVERROR(ENOMEM);
559                 goto done;
560             }
561         }
562
563         // Insert at end of the list
564         if (!ctx->waiting_buffers)
565             ctx->waiting_buffers = buffer;
566         if (ctx->waiting_buffers_tail)
567             ctx->waiting_buffers_tail->next = buffer;
568         ctx->waiting_buffers_tail = buffer;
569     } while (size);
570
571 done:
572     av_buffer_unref(&buf);
573     return ret;
574 }
575
576 // Move prepared/split packets from waiting_buffers to the MMAL decoder.
577 static int ffmmal_fill_input_port(AVCodecContext *avctx)
578 {
579     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
580
581     while (ctx->waiting_buffers) {
582         MMAL_BUFFER_HEADER_T *mbuffer;
583         FFBufferEntry *buffer;
584         MMAL_STATUS_T status;
585
586         mbuffer = mmal_queue_get(ctx->pool_in->queue);
587         if (!mbuffer)
588             return 0;
589
590         buffer = ctx->waiting_buffers;
591
592         mmal_buffer_header_reset(mbuffer);
593         mbuffer->cmd = 0;
594         mbuffer->pts = buffer->pts;
595         mbuffer->dts = buffer->dts;
596         mbuffer->flags = buffer->flags;
597         mbuffer->data = buffer->data;
598         mbuffer->length = buffer->length;
599         mbuffer->user_data = buffer;
600         mbuffer->alloc_size = ctx->decoder->input[0]->buffer_size;
601
602         // Remove from start of the list
603         ctx->waiting_buffers = buffer->next;
604         if (ctx->waiting_buffers_tail == buffer)
605             ctx->waiting_buffers_tail = NULL;
606
607         if ((status = mmal_port_send_buffer(ctx->decoder->input[0], mbuffer))) {
608             mmal_buffer_header_release(mbuffer);
609             av_buffer_unref(&buffer->ref);
610             if (buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_FRAME_END)
611                 atomic_fetch_add(&ctx->packets_buffered, -1);
612             av_free(buffer);
613         }
614
615         if (status) {
616             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "MMAL error %d when sending input\n", (int)status);
617             return AVERROR_UNKNOWN;
618         }
619     }
620
621     return 0;
622 }
623
624 static int ffmal_copy_frame(AVCodecContext *avctx,  AVFrame *frame,
625                             MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer)
626 {
627     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
628     int ret = 0;
629
630     frame->interlaced_frame = ctx->interlaced_frame;
631     frame->top_field_first = ctx->top_field_first;
632
633     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_MMAL) {
634         if (!ctx->pool_out)
635             return AVERROR_UNKNOWN; // format change code failed with OOM previously
636
637         if ((ret = ff_decode_frame_props(avctx, frame)) < 0)
638             goto done;
639
640         if ((ret = ffmmal_set_ref(frame, ctx->pool_out, buffer)) < 0)
641             goto done;
642     } else {
643         int w = FFALIGN(avctx->width, 32);
644         int h = FFALIGN(avctx->height, 16);
645         uint8_t *src[4];
646         int linesize[4];
647
648         if ((ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0)) < 0)
649             goto done;
650
651         av_image_fill_arrays(src, linesize,
652                              buffer->data + buffer->type->video.offset[0],
653                              avctx->pix_fmt, w, h, 1);
654         av_image_copy(frame->data, frame->linesize, src, linesize,
655                       avctx->pix_fmt, avctx->width, avctx->height);
656     }
657
658     frame->pts = buffer->pts == MMAL_TIME_UNKNOWN ? AV_NOPTS_VALUE : buffer->pts;
659 #if FF_API_PKT_PTS
660 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
661     frame->pkt_pts = frame->pts;
662 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
663 #endif
664     frame->pkt_dts = AV_NOPTS_VALUE;
665
666 done:
667     return ret;
668 }
669
670 // Fetch a decoded buffer and place it into the frame parameter.
671 static int ffmmal_read_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, int *got_frame)
672 {
673     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
674     MMAL_BUFFER_HEADER_T *buffer = NULL;
675     MMAL_STATUS_T status = 0;
676     int ret = 0;
677
678     if (ctx->eos_received)
679         goto done;
680
681     while (1) {
682         // To ensure decoding in lockstep with a constant delay between fed packets
683         // and output frames, we always wait until an output buffer is available.
684         // Except during start we don't know after how many input packets the decoder
685         // is going to return the first buffer, and we can't distinguish decoder
686         // being busy from decoder waiting for input. So just poll at the start and
687         // keep feeding new data to the buffer.
688         // We are pretty sure the decoder will produce output if we sent more input
689         // frames than what a H.264 decoder could logically delay. This avoids too
690         // excessive buffering.
691         // We also wait if we sent eos, but didn't receive it yet (think of decoding
692         // stream with a very low number of frames).
693         if (atomic_load(&ctx->packets_buffered) > MAX_DELAYED_FRAMES ||
694             (ctx->packets_sent && ctx->eos_sent)) {
695             // MMAL will ignore broken input packets, which means the frame we
696             // expect here may never arrive. Dealing with this correctly is
697             // complicated, so here's a hack to avoid that it freezes forever
698             // in this unlikely situation.
699             buffer = mmal_queue_timedwait(ctx->queue_decoded_frames, 100);
700             if (!buffer) {
701                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Did not get output frame from MMAL.\n");
702                 ret = AVERROR_UNKNOWN;
703                 goto done;
704             }
705         } else {
706             buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames);
707             if (!buffer)
708                 goto done;
709         }
710
711         ctx->eos_received |= !!(buffer->flags & MMAL_BUFFER_HEADER_FLAG_EOS);
712         if (ctx->eos_received)
713             goto done;
714
715         if (buffer->cmd == MMAL_EVENT_FORMAT_CHANGED) {
716             MMAL_COMPONENT_T *decoder = ctx->decoder;
717             MMAL_EVENT_FORMAT_CHANGED_T *ev = mmal_event_format_changed_get(buffer);
718             MMAL_BUFFER_HEADER_T *stale_buffer;
719
720             av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "Changing output format.\n");
721
722             if ((status = mmal_port_disable(decoder->output[0])))
723                 goto done;
724
725             while ((stale_buffer = mmal_queue_get(ctx->queue_decoded_frames)))
726                 mmal_buffer_header_release(stale_buffer);
727
728             mmal_format_copy(decoder->output[0]->format, ev->format);
729
730             if ((ret = ffmal_update_format(avctx)) < 0)
731                 goto done;
732
733             if ((status = mmal_port_enable(decoder->output[0], output_callback)))
734                 goto done;
735
736             if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
737                 goto done;
738
739             if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
740                 goto done;
741
742             mmal_buffer_header_release(buffer);
743             continue;
744         } else if (buffer->cmd) {
745             char s[20];
746             av_get_codec_tag_string(s, sizeof(s), buffer->cmd);
747             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown MMAL event %s on output port\n", s);
748             goto done;
749         } else if (buffer->length == 0) {
750             // Unused output buffer that got drained after format change.
751             mmal_buffer_header_release(buffer);
752             continue;
753         }
754
755         ctx->frames_output++;
756
757         if ((ret = ffmal_copy_frame(avctx, frame, buffer)) < 0)
758             goto done;
759
760         *got_frame = 1;
761         break;
762     }
763
764 done:
765     if (buffer)
766         mmal_buffer_header_release(buffer);
767     if (status && ret >= 0)
768         ret = AVERROR_UNKNOWN;
769     return ret;
770 }
771
772 static int ffmmal_decode(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
773                          AVPacket *avpkt)
774 {
775     MMALDecodeContext *ctx = avctx->priv_data;
776     AVFrame *frame = data;
777     int ret = 0;
778
779     if (avctx->extradata_size && !ctx->extradata_sent) {
780         AVPacket pkt = {0};
781         av_init_packet(&pkt);
782         pkt.data = avctx->extradata;
783         pkt.size = avctx->extradata_size;
784         ctx->extradata_sent = 1;
785         if ((ret = ffmmal_add_packet(avctx, &pkt, 1)) < 0)
786             return ret;
787     }
788
789     if ((ret = ffmmal_add_packet(avctx, avpkt, 0)) < 0)
790         return ret;
791
792     if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
793         return ret;
794
795     if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
796         return ret;
797
798     if ((ret = ffmmal_read_frame(avctx, frame, got_frame)) < 0)
799         return ret;
800
801     // ffmmal_read_frame() can block for a while. Since the decoder is
802     // asynchronous, it's a good idea to fill the ports again.
803
804     if ((ret = ffmmal_fill_output_port(avctx)) < 0)
805         return ret;
806
807     if ((ret = ffmmal_fill_input_port(avctx)) < 0)
808         return ret;
809
810     return ret;
811 }
812
813 AVHWAccel ff_h264_mmal_hwaccel = {
814     .name       = "h264_mmal",
815     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
816     .id         = AV_CODEC_ID_H264,
817     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
818 };
819
820 AVHWAccel ff_mpeg2_mmal_hwaccel = {
821     .name       = "mpeg2_mmal",
822     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
823     .id         = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
824     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
825 };
826
827 AVHWAccel ff_mpeg4_mmal_hwaccel = {
828     .name       = "mpeg4_mmal",
829     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
830     .id         = AV_CODEC_ID_MPEG4,
831     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
832 };
833
834 AVHWAccel ff_vc1_mmal_hwaccel = {
835     .name       = "vc1_mmal",
836     .type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
837     .id         = AV_CODEC_ID_VC1,
838     .pix_fmt    = AV_PIX_FMT_MMAL,
839 };
840
841 static const AVOption options[]={
842     {"extra_buffers", "extra buffers", offsetof(MMALDecodeContext, extra_buffers), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 10}, 0, 256, 0},
843     {"extra_decoder_buffers", "extra MMAL internal buffered frames", offsetof(MMALDecodeContext, extra_decoder_buffers), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 10}, 0, 256, 0},
844     {NULL}
845 };
846
847 #define FFMMAL_DEC_CLASS(NAME) \
848     static const AVClass ffmmal_##NAME##_dec_class = { \
849         .class_name = "mmal_" #NAME "_dec", \
850         .option     = options, \
851         .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT, \
852     };
853
854 #define FFMMAL_DEC(NAME, ID) \
855     FFMMAL_DEC_CLASS(NAME) \
856     AVCodec ff_##NAME##_mmal_decoder = { \
857         .name           = #NAME "_mmal", \
858         .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL(#NAME " (mmal)"), \
859         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
860         .id             = ID, \
861         .priv_data_size = sizeof(MMALDecodeContext), \
862         .init           = ffmmal_init_decoder, \
863         .close          = ffmmal_close_decoder, \
864         .decode         = ffmmal_decode, \
865         .flush          = ffmmal_flush, \
866         .priv_class     = &ffmmal_##NAME##_dec_class, \
867         .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY, \
868         .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_SETS_PKT_DTS, \
869         .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]) { AV_PIX_FMT_MMAL, \
870                                                          AV_PIX_FMT_YUV420P, \
871                                                          AV_PIX_FMT_NONE}, \
872     };
873
874 FFMMAL_DEC(h264, AV_CODEC_ID_H264)
875 FFMMAL_DEC(mpeg2, AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
876 FFMMAL_DEC(mpeg4, AV_CODEC_ID_MPEG4)
877 FFMMAL_DEC(vc1, AV_CODEC_ID_VC1)