Upload upstream chromium 108.0.5359.1
[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/callback.h"
22 #include "base/files/file.h"
23 #include "base/memory/ref_counted.h"
24 #include "base/memory/unsafe_shared_memory_region.h"
25 #include "base/task/single_thread_task_runner.h"
26 #include "base/time/time.h"
27 #include "base/token.h"
28 #include "build/build_config.h"
29 #include "media/base/video_frame.h"
30 #include "media/capture/capture_export.h"
31 #include "media/capture/mojom/image_capture.mojom.h"
32 #include "media/capture/mojom/video_capture_types.mojom.h"
33 #include "media/capture/video/video_capture_buffer_handle.h"
34 #include "media/capture/video/video_capture_device_descriptor.h"
35 #include "media/capture/video/video_capture_feedback.h"
36 #include "media/capture/video_capture_types.h"
37 #include "ui/gfx/gpu_memory_buffer.h"
38
39 namespace base {
40 class Location;
41 }  // namespace base
42
43 namespace media {
44
45 class CAPTURE_EXPORT VideoFrameConsumerFeedbackObserver {
46  public:
47   virtual ~VideoFrameConsumerFeedbackObserver() {}
48
49   // During processing of a video frame, consumers may report back their
50   // utilization level to the source device. The device may use this information
51   // to adjust the rate of data it pushes out. Values are interpreted as
52   // follows:
53   // Less than 0.0 is meaningless and should be ignored.  1.0 indicates a
54   // maximum sustainable utilization.  Greater than 1.0 indicates the consumer
55   // is likely to stall or drop frames if the data volume is not reduced.
56   //
57   // Example: In a system that encodes and transmits video frames over the
58   // network, this value can be used to indicate whether sufficient CPU
59   // is available for encoding and/or sufficient bandwidth is available for
60   // transmission over the network.  The maximum of the two utilization
61   // measurements would be used as feedback.
62   virtual void OnUtilizationReport(media::VideoCaptureFeedback feedback) {}
63 };
64
65 struct CAPTURE_EXPORT CapturedExternalVideoBuffer {
66   CapturedExternalVideoBuffer(gfx::GpuMemoryBufferHandle handle,
67                               VideoCaptureFormat format,
68                               gfx::ColorSpace color_space);
69   CapturedExternalVideoBuffer(CapturedExternalVideoBuffer&& other);
70   ~CapturedExternalVideoBuffer();
71
72   CapturedExternalVideoBuffer& operator=(CapturedExternalVideoBuffer&& other);
73
74   gfx::GpuMemoryBufferHandle handle;
75   VideoCaptureFormat format;
76   gfx::ColorSpace color_space;
77 };
78
79 class CAPTURE_EXPORT VideoCaptureDevice
80     : public VideoFrameConsumerFeedbackObserver {
81  public:
82
83   // Interface defining the methods that clients of VideoCapture must have. It
84   // is actually two-in-one: clients may implement OnIncomingCapturedData() or
85   // ReserveOutputBuffer() + OnIncomingCapturedVideoFrame(), or all of them.
86   // All methods may be called as soon as AllocateAndStart() of the
87   // corresponding VideoCaptureDevice is invoked. The methods for buffer
88   // reservation and frame delivery may be called from arbitrary threads but
89   // are guaranteed to be called non-concurrently. The status reporting methods
90   // (OnStarted, OnLog, OnError) may be called concurrently.
91   class CAPTURE_EXPORT Client {
92    public:
93     // Struct bundling several parameters being passed between a
94     // VideoCaptureDevice and its VideoCaptureDevice::Client.
95     struct CAPTURE_EXPORT Buffer {
96      public:
97       // Destructor-only interface for encapsulating scoped access permission to
98       // a Buffer.
99       class CAPTURE_EXPORT ScopedAccessPermission {
100        public:
101         virtual ~ScopedAccessPermission() {}
102       };
103
104       class CAPTURE_EXPORT HandleProvider {
105        public:
106         virtual ~HandleProvider() {}
107
108         // Duplicate as an writable (unsafe) shared memory region.
109         virtual base::UnsafeSharedMemoryRegion DuplicateAsUnsafeRegion() = 0;
110
111         // Access a |VideoCaptureBufferHandle| for local, writable memory.
112         virtual std::unique_ptr<VideoCaptureBufferHandle>
113         GetHandleForInProcessAccess() = 0;
114
115         // Clone a |GpuMemoryBufferHandle| for IPC.
116         virtual gfx::GpuMemoryBufferHandle GetGpuMemoryBufferHandle() = 0;
117       };
118
119       Buffer();
120       Buffer(int buffer_id,
121              int frame_feedback_id,
122              std::unique_ptr<HandleProvider> handle_provider,
123              std::unique_ptr<ScopedAccessPermission> access_permission);
124       ~Buffer();
125       Buffer(Buffer&& other);
126       Buffer& operator=(Buffer&& other);
127
128       int id;
129       int frame_feedback_id;
130       std::unique_ptr<HandleProvider> handle_provider;
131       std::unique_ptr<ScopedAccessPermission> access_permission;
132
133       // Some buffer types may be preemptively mapped in the capturer if
134       // requested by the consumer.
135       // This is used to notify the client that a shared memory region
136       // associated with the buffer is valid.
137       bool is_premapped = false;
138     };
139
140     // Result code for calls to ReserveOutputBuffer()
141     enum class ReserveResult {
142       kSucceeded,
143       kMaxBufferCountExceeded,
144       kAllocationFailed
145     };
146
147     virtual ~Client() {}
148
149     // Captured a new video frame, data for which is pointed to by |data|.
150     //
151     // The format of the frame is described by |frame_format|, and is assumed to
152     // be tightly packed. This method will try to reserve an output buffer and
153     // copy from |data| into the output buffer. If no output buffer is
154     // available, the frame will be silently dropped. |reference_time| is
155     // system clock time when we detect the capture happens, it is used for
156     // Audio/Video sync, not an exact presentation time for playout, because it
157     // could contain noise. |timestamp| measures the ideal time span between the
158     // first frame in the stream and the current frame; however, the time source
159     // is determined by the platform's device driver and is often not the system
160     // clock, or even has a drift with respect to system clock.
161     // |frame_feedback_id| is an identifier that allows clients to refer back to
162     // this particular frame when reporting consumer feedback via
163     // OnConsumerReportingUtilization(). This identifier is needed because
164     // frames are consumed asynchronously and multiple frames can be "in flight"
165     // at the same time.
166     // TODO(crbug.com/978143): remove |frame_feedback_id| default value.
167     virtual void OnIncomingCapturedData(const uint8_t* data,
168                                         int length,
169                                         const VideoCaptureFormat& frame_format,
170                                         const gfx::ColorSpace& color_space,
171                                         int clockwise_rotation,
172                                         bool flip_y,
173                                         base::TimeTicks reference_time,
174                                         base::TimeDelta timestamp,
175                                         int frame_feedback_id = 0) = 0;
176
177     // Captured a new video frame, data for which is stored in the
178     // GpuMemoryBuffer pointed to by |buffer|.  The format of the frame is
179     // described by |frame_format|.  Since the memory buffer pointed to by
180     // |buffer| may be allocated with some size/address alignment requirement,
181     // this method takes into consideration the size and offset of each plane in
182     // |buffer| when creating the content of the output buffer.
183     // |clockwise_rotation|, |reference_time|, |timestamp|, and
184     // |frame_feedback_id| serve the same purposes as in OnIncomingCapturedData.
185     // TODO(crbug.com/978143): remove |frame_feedback_id| default value.
186     virtual void OnIncomingCapturedGfxBuffer(
187         gfx::GpuMemoryBuffer* buffer,
188         const VideoCaptureFormat& frame_format,
189         int clockwise_rotation,
190         base::TimeTicks reference_time,
191         base::TimeDelta timestamp,
192         int frame_feedback_id = 0) = 0;
193
194     // Captured a new video frame. The data for this frame is in |handle|,
195     // which is owned by the platform-specific capture device. It is the
196     // responsibilty of the implementation to prevent the buffer in |handle|
197     // from being reused by the external capturer. In practice, this is used
198     // only on macOS, the external capturer maintains a CVPixelBufferPool, and
199     // gfx::ScopedInUseIOSurface is used to prevent reuse of buffers until all
200     // consumers have consumed them.
201     virtual void OnIncomingCapturedExternalBuffer(
202         CapturedExternalVideoBuffer buffer,
203         std::vector<CapturedExternalVideoBuffer> scaled_buffers,
204         base::TimeTicks reference_time,
205         base::TimeDelta timestamp) = 0;
206
207     // Reserve an output buffer into which contents can be captured directly.
208     // The returned |buffer| will always be allocated with a memory size
209     // suitable for holding a packed video frame with pixels of |format| format,
210     // of |dimensions| frame dimensions. It is permissible for |dimensions| to
211     // be zero; in which case the returned Buffer does not guarantee memory
212     // backing, but functions as a reservation for external input for the
213     // purposes of buffer throttling.
214     //
215     // The buffer stays reserved for use by the caller as long as it
216     // holds on to the contained |buffer_read_write_permission|.
217     [[nodiscard]] virtual ReserveResult ReserveOutputBuffer(
218         const gfx::Size& dimensions,
219         VideoPixelFormat format,
220         int frame_feedback_id,
221         Buffer* buffer) = 0;
222
223     // Provides VCD::Client with a populated Buffer containing the content of
224     // the next video frame. The |buffer| must originate from an earlier call to
225     // ReserveOutputBuffer().
226     // See OnIncomingCapturedData for details of |reference_time| and
227     // |timestamp|.
228     virtual void OnIncomingCapturedBuffer(Buffer buffer,
229                                           const VideoCaptureFormat& format,
230                                           base::TimeTicks reference_time,
231                                           base::TimeDelta timestamp) = 0;
232
233     // Extended version of OnIncomingCapturedBuffer() allowing clients to
234     // pass a custom |visible_rect| and |additional_metadata|.
235     virtual void OnIncomingCapturedBufferExt(
236         Buffer buffer,
237         const VideoCaptureFormat& format,
238         const gfx::ColorSpace& color_space,
239         base::TimeTicks reference_time,
240         base::TimeDelta timestamp,
241         gfx::Rect visible_rect,
242         const VideoFrameMetadata& additional_metadata) = 0;
243
244     // An error has occurred that cannot be handled and VideoCaptureDevice must
245     // be StopAndDeAllocate()-ed. |reason| is a text description of the error.
246     virtual void OnError(VideoCaptureError error,
247                          const base::Location& from_here,
248                          const std::string& reason) = 0;
249
250     virtual void OnFrameDropped(VideoCaptureFrameDropReason reason) = 0;
251
252     // VideoCaptureDevice requests the |message| to be logged.
253     virtual void OnLog(const std::string& message) {}
254
255     // Returns the current buffer pool utilization, in the range 0.0 (no buffers
256     // are in use by producers or consumers) to 1.0 (all buffers are in use).
257     virtual double GetBufferPoolUtilization() const = 0;
258
259     // VideoCaptureDevice reports it's successfully started.
260     virtual void OnStarted() = 0;
261   };
262
263   ~VideoCaptureDevice() override;
264
265   // Prepares the video capturer for use. StopAndDeAllocate() must be called
266   // before the object is deleted.
267   virtual void AllocateAndStart(const VideoCaptureParams& params,
268                                 std::unique_ptr<Client> client) = 0;
269
270   // In cases where the video capturer self-pauses (e.g., a screen capturer
271   // where the screen's content has not changed in a while), consumers may call
272   // this to request a "refresh frame" be delivered to the Client.  This is used
273   // in a number of circumstances, such as:
274   //
275   //   1. An additional consumer of video frames is starting up and requires a
276   //      first frame (as opposed to not receiving a frame for an indeterminate
277   //      amount of time).
278   //   2. A few repeats of the same frame would allow a lossy video encoder to
279   //      improve the video quality of unchanging content.
280   //
281   // The default implementation is a no-op. VideoCaptureDevice implementations
282   // are not required to honor this request, especially if they do not
283   // self-pause and/or if honoring the request would cause them to exceed their
284   // configured maximum frame rate. Any VideoCaptureDevice that does self-pause,
285   // however, should provide an implementation of this method that makes
286   // reasonable attempts to honor these requests.
287   //
288   // Note: This should only be called after AllocateAndStart() and before
289   // StopAndDeAllocate(). Otherwise, its behavior is undefined.
290   virtual void RequestRefreshFrame() {}
291
292   // Optionally suspends frame delivery. The VideoCaptureDevice may or may not
293   // honor this request. Thus, the caller cannot assume frame delivery will
294   // actually stop. Even if frame delivery is suspended, this might not take
295   // effect immediately.
296   //
297   // The purpose of this is to quickly place the device into a state where it's
298   // resource utilization is minimized while there are no frame consumers; and
299   // then quickly resume once a frame consumer is present.
300   //
301   // Note: This should only be called after AllocateAndStart() and before
302   // StopAndDeAllocate(). Otherwise, its behavior is undefined.
303   virtual void MaybeSuspend() {}
304
305   // Resumes frame delivery, if it was suspended. If frame delivery was not
306   // suspended, this is a no-op, and frame delivery will continue.
307   //
308   // Note: This should only be called after AllocateAndStart() and before
309   // StopAndDeAllocate(). Otherwise, its behavior is undefined.
310   virtual void Resume() {}
311
312   // Start/stop cropping.
313   //
314   // Non-empty |crop_id| sets (or changes) the crop-target.
315   // Empty |crop_id| reverts the capture to its original, uncropped state.
316   //
317   // |crop_version| must be incremented by at least one for each call.
318   // By including it in frame's metadata, Viz informs Blink what was the
319   // latest invocation of cropTo() before a given frame was produced.
320   //
321   // The callback reports success/failure. It is called on an unspecified
322   // thread, it's the caller's responsibility to wrap it (i.e. via BindPostTask)
323   // as needed.
324   virtual void Crop(
325       const base::Token& crop_id,
326       uint32_t crop_version,
327       base::OnceCallback<void(media::mojom::CropRequestResult)> callback);
328
329   // Deallocates the video capturer, possibly asynchronously.
330   //
331   // This call requires the device to do the following things, eventually: put
332   // hardware into a state where other applications could use it, free the
333   // memory associated with capture, and delete the |client| pointer passed into
334   // AllocateAndStart.
335   //
336   // If deallocation is done asynchronously, then the device implementation must
337   // ensure that a subsequent AllocateAndStart() operation targeting the same ID
338   // would be sequenced through the same task runner, so that deallocation
339   // happens first.
340   virtual void StopAndDeAllocate() = 0;
341
342   // Retrieve the photo capabilities and settings of the device (e.g. zoom
343   // levels etc). On success, invokes |callback|. On failure, drops callback
344   // without invoking it.
345   using GetPhotoStateCallback = base::OnceCallback<void(mojom::PhotoStatePtr)>;
346   virtual void GetPhotoState(GetPhotoStateCallback callback);
347
348   // On success, invokes |callback| with value |true|. On failure, drops
349   // callback without invoking it.
350   using SetPhotoOptionsCallback = base::OnceCallback<void(bool)>;
351   virtual void SetPhotoOptions(mojom::PhotoSettingsPtr settings,
352                                SetPhotoOptionsCallback callback);
353
354   // Asynchronously takes a photo, possibly reconfiguring the capture objects
355   // and/or interrupting the capture flow. Runs |callback|, if the photo was
356   // successfully taken. On failure, drops callback without invoking it.
357   // Note that |callback| may be runned on a thread different than the thread
358   // where TakePhoto() was called.
359   using TakePhotoCallback = base::OnceCallback<void(mojom::BlobPtr blob)>;
360   virtual void TakePhoto(TakePhotoCallback callback);
361
362   // Gets the power line frequency, either from the params if specified by the
363   // user or from the current system time zone.
364   static PowerLineFrequency GetPowerLineFrequency(
365       const VideoCaptureParams& params);
366
367  private:
368   // Gets the power line frequency from the current system time zone if this is
369   // defined, otherwise returns 0.
370   static PowerLineFrequency GetPowerLineFrequencyForLocation();
371 };
372
373 VideoCaptureFrameDropReason ConvertReservationFailureToFrameDropReason(
374     VideoCaptureDevice::Client::ReserveResult reserve_result);
375
376 }  // namespace media
377
378 #endif  // MEDIA_CAPTURE_VIDEO_VIDEO_CAPTURE_DEVICE_H_