Upload upstream chromium 114.0.5735.31
[platform/framework/web/chromium-efl.git] / media / capture / video / video_capture_device.h
1 // Copyright 2012 The Chromium Authors
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4 //
5 // VideoCaptureDevice is the abstract base class for realizing video capture
6 // device support in Chromium. It provides the interface for OS dependent
7 // implementations.
8 // The class is created and functions are invoked on a thread owned by
9 // VideoCaptureManager. Capturing is done on other threads, depending on the OS
10 // specific implementation.
11
12 #ifndef MEDIA_CAPTURE_VIDEO_VIDEO_CAPTURE_DEVICE_H_
13 #define MEDIA_CAPTURE_VIDEO_VIDEO_CAPTURE_DEVICE_H_
14
15 #include <stddef.h>
16 #include <stdint.h>
17
18 #include <memory>
19 #include <string>
20
21 #include "base/files/file.h"
22 #include "base/functional/callback.h"
23 #include "base/memory/unsafe_shared_memory_region.h"
24 #include "base/task/single_thread_task_runner.h"
25 #include "base/time/time.h"
26 #include "base/token.h"
27 #include "build/build_config.h"
28 #include "media/base/video_frame.h"
29 #include "media/capture/capture_export.h"
30 #include "media/capture/mojom/image_capture.mojom.h"
31 #include "media/capture/mojom/video_capture_types.mojom.h"
32 #include "media/capture/video/video_capture_buffer_handle.h"
33 #include "media/capture/video/video_capture_device_descriptor.h"
34 #include "media/capture/video/video_capture_feedback.h"
35 #include "media/capture/video_capture_types.h"
36 #include "ui/gfx/gpu_memory_buffer.h"
37
38 namespace base {
39 class Location;
40 }  // namespace base
41
42 namespace media {
43
44 class CAPTURE_EXPORT VideoFrameConsumerFeedbackObserver {
45  public:
46   virtual ~VideoFrameConsumerFeedbackObserver() {}
47
48   // During processing of a video frame, consumers may report back their
49   // utilization level to the source device. The device may use this information
50   // to adjust the rate of data it pushes out. Values are interpreted as
51   // follows:
52   // Less than 0.0 is meaningless and should be ignored.  1.0 indicates a
53   // maximum sustainable utilization.  Greater than 1.0 indicates the consumer
54   // is likely to stall or drop frames if the data volume is not reduced.
55   //
56   // Example: In a system that encodes and transmits video frames over the
57   // network, this value can be used to indicate whether sufficient CPU
58   // is available for encoding and/or sufficient bandwidth is available for
59   // transmission over the network.  The maximum of the two utilization
60   // measurements would be used as feedback.
61   virtual void OnUtilizationReport(media::VideoCaptureFeedback feedback) {}
62 };
63
64 struct CAPTURE_EXPORT CapturedExternalVideoBuffer {
65   CapturedExternalVideoBuffer(gfx::GpuMemoryBufferHandle handle,
66                               VideoCaptureFormat format,
67                               gfx::ColorSpace color_space);
68   CapturedExternalVideoBuffer(CapturedExternalVideoBuffer&& other);
69   ~CapturedExternalVideoBuffer();
70
71   CapturedExternalVideoBuffer& operator=(CapturedExternalVideoBuffer&& other);
72
73   gfx::GpuMemoryBufferHandle handle;
74   VideoCaptureFormat format;
75   gfx::ColorSpace color_space;
76 };
77
78 class CAPTURE_EXPORT VideoCaptureDevice
79     : public VideoFrameConsumerFeedbackObserver {
80  public:
81
82   // Interface defining the methods that clients of VideoCapture must have. It
83   // is actually two-in-one: clients may implement OnIncomingCapturedData() or
84   // ReserveOutputBuffer() + OnIncomingCapturedVideoFrame(), or all of them.
85   // All methods may be called as soon as AllocateAndStart() of the
86   // corresponding VideoCaptureDevice is invoked. The methods for buffer
87   // reservation and frame delivery may be called from arbitrary threads but
88   // are guaranteed to be called non-concurrently. The status reporting methods
89   // (OnStarted, OnLog, OnError) may be called concurrently.
90   class CAPTURE_EXPORT Client {
91    public:
92     // Struct bundling several parameters being passed between a
93     // VideoCaptureDevice and its VideoCaptureDevice::Client.
94     struct CAPTURE_EXPORT Buffer {
95      public:
96       // Destructor-only interface for encapsulating scoped access permission to
97       // a Buffer.
98       class CAPTURE_EXPORT ScopedAccessPermission {
99        public:
100         virtual ~ScopedAccessPermission() {}
101       };
102
103       class CAPTURE_EXPORT HandleProvider {
104        public:
105         virtual ~HandleProvider() {}
106
107         // Duplicate as an writable (unsafe) shared memory region.
108         virtual base::UnsafeSharedMemoryRegion DuplicateAsUnsafeRegion() = 0;
109
110         // Access a |VideoCaptureBufferHandle| for local, writable memory.
111         virtual std::unique_ptr<VideoCaptureBufferHandle>
112         GetHandleForInProcessAccess() = 0;
113
114         // Clone a |GpuMemoryBufferHandle| for IPC.
115         virtual gfx::GpuMemoryBufferHandle GetGpuMemoryBufferHandle() = 0;
116       };
117
118       Buffer();
119       Buffer(int buffer_id,
120              int frame_feedback_id,
121              std::unique_ptr<HandleProvider> handle_provider,
122              std::unique_ptr<ScopedAccessPermission> access_permission);
123       ~Buffer();
124       Buffer(Buffer&& other);
125       Buffer& operator=(Buffer&& other);
126
127       int id;
128       int frame_feedback_id;
129       std::unique_ptr<HandleProvider> handle_provider;
130       std::unique_ptr<ScopedAccessPermission> access_permission;
131
132       // Some buffer types may be preemptively mapped in the capturer if
133       // requested by the consumer.
134       // This is used to notify the client that a shared memory region
135       // associated with the buffer is valid.
136       bool is_premapped = false;
137     };
138
139     // Result code for calls to ReserveOutputBuffer()
140     enum class ReserveResult {
141       kSucceeded,
142       kMaxBufferCountExceeded,
143       kAllocationFailed
144     };
145
146     virtual ~Client() {}
147
148     // The configuration of the VideoCaptureDevice has changed.
149     virtual void OnCaptureConfigurationChanged() = 0;
150
151     // Captured a new video frame, data for which is pointed to by |data|.
152     //
153     // The format of the frame is described by |frame_format|, and is assumed to
154     // be tightly packed. This method will try to reserve an output buffer and
155     // copy from |data| into the output buffer. If no output buffer is
156     // available, the frame will be silently dropped. |reference_time| is
157     // system clock time when we detect the capture happens, it is used for
158     // Audio/Video sync, not an exact presentation time for playout, because it
159     // could contain noise. |timestamp| measures the ideal time span between the
160     // first frame in the stream and the current frame; however, the time source
161     // is determined by the platform's device driver and is often not the system
162     // clock, or even has a drift with respect to system clock.
163     // |frame_feedback_id| is an identifier that allows clients to refer back to
164     // this particular frame when reporting consumer feedback via
165     // OnConsumerReportingUtilization(). This identifier is needed because
166     // frames are consumed asynchronously and multiple frames can be "in flight"
167     // at the same time.
168     virtual void OnIncomingCapturedData(const uint8_t* data,
169                                         int length,
170                                         const VideoCaptureFormat& frame_format,
171                                         const gfx::ColorSpace& color_space,
172                                         int clockwise_rotation,
173                                         bool flip_y,
174                                         base::TimeTicks reference_time,
175                                         base::TimeDelta timestamp,
176                                         int frame_feedback_id) = 0;
177     // Convenience wrapper that passes in 0 as |frame_feedback_id|.
178     void OnIncomingCapturedData(const uint8_t* data,
179                                 int length,
180                                 const VideoCaptureFormat& frame_format,
181                                 const gfx::ColorSpace& color_space,
182                                 int clockwise_rotation,
183                                 bool flip_y,
184                                 base::TimeTicks reference_time,
185                                 base::TimeDelta timestamp);
186
187     // Captured a new video frame, data for which is stored in the
188     // GpuMemoryBuffer pointed to by |buffer|.  The format of the frame is
189     // described by |frame_format|.  Since the memory buffer pointed to by
190     // |buffer| may be allocated with some size/address alignment requirement,
191     // this method takes into consideration the size and offset of each plane in
192     // |buffer| when creating the content of the output buffer.
193     // |clockwise_rotation|, |reference_time|, |timestamp|, and
194     // |frame_feedback_id| serve the same purposes as in OnIncomingCapturedData.
195     virtual void OnIncomingCapturedGfxBuffer(
196         gfx::GpuMemoryBuffer* buffer,
197         const VideoCaptureFormat& frame_format,
198         int clockwise_rotation,
199         base::TimeTicks reference_time,
200         base::TimeDelta timestamp,
201         int frame_feedback_id) = 0;
202     // Convenience wrapper that passes in 0 as |frame_feedback_id|.
203     void OnIncomingCapturedGfxBuffer(gfx::GpuMemoryBuffer* buffer,
204                                      const VideoCaptureFormat& frame_format,
205                                      int clockwise_rotation,
206                                      base::TimeTicks reference_time,
207                                      base::TimeDelta timestamp);
208
209     // Captured a new video frame. The data for this frame is in
210     // |buffer.handle|, which is owned by the platform-specific capture device.
211     // It is the responsibility of the implementation to prevent the buffer in
212     // |buffer.handle| from being reused by the external capturer. In practice,
213     // this is used only on macOS, the external capturer maintains a
214     // CVPixelBufferPool, and gfx::ScopedInUseIOSurface is used to prevent reuse
215     // of buffers until all consumers have consumed them. |visible_rect|
216     // specifies the region in the memory pointed to by |buffer.handle| that
217     // contains the captured content.
218     virtual void OnIncomingCapturedExternalBuffer(
219         CapturedExternalVideoBuffer buffer,
220         std::vector<CapturedExternalVideoBuffer> scaled_buffers,
221         base::TimeTicks reference_time,
222         base::TimeDelta timestamp,
223         gfx::Rect visible_rect) = 0;
224
225     // Reserve an output buffer into which contents can be captured directly.
226     // The returned |buffer| will always be allocated with a memory size
227     // suitable for holding a packed video frame with pixels of |format| format,
228     // of |dimensions| frame dimensions. It is permissible for |dimensions| to
229     // be zero; in which case the returned Buffer does not guarantee memory
230     // backing, but functions as a reservation for external input for the
231     // purposes of buffer throttling.
232     //
233     // The buffer stays reserved for use by the caller as long as it
234     // holds on to the contained |buffer_read_write_permission|.
235     [[nodiscard]] virtual ReserveResult ReserveOutputBuffer(
236         const gfx::Size& dimensions,
237         VideoPixelFormat format,
238         int frame_feedback_id,
239         Buffer* buffer) = 0;
240
241     // Provides VCD::Client with a populated Buffer containing the content of
242     // the next video frame. The |buffer| must originate from an earlier call to
243     // ReserveOutputBuffer().
244     // See OnIncomingCapturedData for details of |reference_time| and
245     // |timestamp|.
246     virtual void OnIncomingCapturedBuffer(Buffer buffer,
247                                           const VideoCaptureFormat& format,
248                                           base::TimeTicks reference_time,
249                                           base::TimeDelta timestamp) = 0;
250
251     // Extended version of OnIncomingCapturedBuffer() allowing clients to
252     // pass a custom |visible_rect| and |additional_metadata|.
253     virtual void OnIncomingCapturedBufferExt(
254         Buffer buffer,
255         const VideoCaptureFormat& format,
256         const gfx::ColorSpace& color_space,
257         base::TimeTicks reference_time,
258         base::TimeDelta timestamp,
259         gfx::Rect visible_rect,
260         const VideoFrameMetadata& additional_metadata) = 0;
261
262     // An error has occurred that cannot be handled and VideoCaptureDevice must
263     // be StopAndDeAllocate()-ed. |reason| is a text description of the error.
264     virtual void OnError(VideoCaptureError error,
265                          const base::Location& from_here,
266                          const std::string& reason) = 0;
267
268     virtual void OnFrameDropped(VideoCaptureFrameDropReason reason) = 0;
269
270     // VideoCaptureDevice requests the |message| to be logged.
271     virtual void OnLog(const std::string& message) {}
272
273     // Returns the current buffer pool utilization, in the range 0.0 (no buffers
274     // are in use by producers or consumers) to 1.0 (all buffers are in use).
275     virtual double GetBufferPoolUtilization() const = 0;
276
277     // VideoCaptureDevice reports it's successfully started.
278     virtual void OnStarted() = 0;
279   };
280
281   ~VideoCaptureDevice() override;
282
283   // Prepares the video capturer for use. StopAndDeAllocate() must be called
284   // before the object is deleted.
285   virtual void AllocateAndStart(const VideoCaptureParams& params,
286                                 std::unique_ptr<Client> client) = 0;
287
288   // In cases where the video capturer self-pauses (e.g., a screen capturer
289   // where the screen's content has not changed in a while), consumers may call
290   // this to request a "refresh frame" be delivered to the Client.  This is used
291   // in a number of circumstances, such as:
292   //
293   //   1. An additional consumer of video frames is starting up and requires a
294   //      first frame (as opposed to not receiving a frame for an indeterminate
295   //      amount of time).
296   //   2. A few repeats of the same frame would allow a lossy video encoder to
297   //      improve the video quality of unchanging content.
298   //
299   // The default implementation is a no-op. VideoCaptureDevice implementations
300   // are not required to honor this request, especially if they do not
301   // self-pause and/or if honoring the request would cause them to exceed their
302   // configured maximum frame rate. Any VideoCaptureDevice that does self-pause,
303   // however, should provide an implementation of this method that makes
304   // reasonable attempts to honor these requests.
305   //
306   // Note: This should only be called after AllocateAndStart() and before
307   // StopAndDeAllocate(). Otherwise, its behavior is undefined.
308   virtual void RequestRefreshFrame() {}
309
310   // Optionally suspends frame delivery. The VideoCaptureDevice may or may not
311   // honor this request. Thus, the caller cannot assume frame delivery will
312   // actually stop. Even if frame delivery is suspended, this might not take
313   // effect immediately.
314   //
315   // The purpose of this is to quickly place the device into a state where it's
316   // resource utilization is minimized while there are no frame consumers; and
317   // then quickly resume once a frame consumer is present.
318   //
319   // Note: This should only be called after AllocateAndStart() and before
320   // StopAndDeAllocate(). Otherwise, its behavior is undefined.
321   virtual void MaybeSuspend() {}
322
323   // Resumes frame delivery, if it was suspended. If frame delivery was not
324   // suspended, this is a no-op, and frame delivery will continue.
325   //
326   // Note: This should only be called after AllocateAndStart() and before
327   // StopAndDeAllocate(). Otherwise, its behavior is undefined.
328   virtual void Resume() {}
329
330   // Start/stop cropping.
331   //
332   // Non-empty |crop_id| sets (or changes) the crop-target.
333   // Empty |crop_id| reverts the capture to its original, uncropped state.
334   //
335   // |crop_version| must be incremented by at least one for each call.
336   // By including it in frame's metadata, Viz informs Blink what was the
337   // latest invocation of cropTo() before a given frame was produced.
338   //
339   // The callback reports success/failure. It is called on an unspecified
340   // thread, it's the caller's responsibility to wrap it (i.e. via BindPostTask)
341   // as needed.
342   virtual void Crop(
343       const base::Token& crop_id,
344       uint32_t crop_version,
345       base::OnceCallback<void(media::mojom::CropRequestResult)> callback);
346
347   // Deallocates the video capturer, possibly asynchronously.
348   //
349   // This call requires the device to do the following things, eventually: put
350   // hardware into a state where other applications could use it, free the
351   // memory associated with capture, and delete the |client| pointer passed into
352   // AllocateAndStart.
353   //
354   // If deallocation is done asynchronously, then the device implementation must
355   // ensure that a subsequent AllocateAndStart() operation targeting the same ID
356   // would be sequenced through the same task runner, so that deallocation
357   // happens first.
358   virtual void StopAndDeAllocate() = 0;
359
360   // Retrieve the photo capabilities and settings of the device (e.g. zoom
361   // levels etc). On success, invokes |callback|. On failure, drops callback
362   // without invoking it.
363   using GetPhotoStateCallback = base::OnceCallback<void(mojom::PhotoStatePtr)>;
364   virtual void GetPhotoState(GetPhotoStateCallback callback);
365
366   // On success, invokes |callback| with value |true|. On failure, drops
367   // callback without invoking it.
368   using SetPhotoOptionsCallback = base::OnceCallback<void(bool)>;
369   virtual void SetPhotoOptions(mojom::PhotoSettingsPtr settings,
370                                SetPhotoOptionsCallback callback);
371
372   // Asynchronously takes a photo, possibly reconfiguring the capture objects
373   // and/or interrupting the capture flow. Runs |callback|, if the photo was
374   // successfully taken. On failure, drops callback without invoking it.
375   // Note that |callback| may be runned on a thread different than the thread
376   // where TakePhoto() was called.
377   using TakePhotoCallback = base::OnceCallback<void(mojom::BlobPtr blob)>;
378   virtual void TakePhoto(TakePhotoCallback callback);
379
380   // Gets the power line frequency, either from the params if specified by the
381   // user or from the current system time zone.
382   static PowerLineFrequency GetPowerLineFrequency(
383       const VideoCaptureParams& params);
384
385  private:
386   // Gets the power line frequency from the current system time zone if this is
387   // defined, otherwise returns 0.
388   static PowerLineFrequency GetPowerLineFrequencyForLocation();
389 };
390
391 VideoCaptureFrameDropReason ConvertReservationFailureToFrameDropReason(
392     VideoCaptureDevice::Client::ReserveResult reserve_result);
393
394 }  // namespace media
395
396 #endif  // MEDIA_CAPTURE_VIDEO_VIDEO_CAPTURE_DEVICE_H_