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[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / content / common / gpu / media / vaapi_video_decode_accelerator.h
1 // Copyright (c) 2012 The Chromium Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4 //
5 // This file contains an implementation of VideoDecoderAccelerator
6 // that utilizes hardware video decoder present on Intel CPUs.
7
8 #ifndef CONTENT_COMMON_GPU_MEDIA_VAAPI_VIDEO_DECODE_ACCELERATOR_H_
9 #define CONTENT_COMMON_GPU_MEDIA_VAAPI_VIDEO_DECODE_ACCELERATOR_H_
10
11 #include <map>
12 #include <queue>
13 #include <utility>
14 #include <vector>
15
16 #include "base/logging.h"
17 #include "base/memory/linked_ptr.h"
18 #include "base/memory/shared_memory.h"
19 #include "base/memory/weak_ptr.h"
20 #include "base/message_loop/message_loop.h"
21 #include "base/synchronization/condition_variable.h"
22 #include "base/synchronization/lock.h"
23 #include "base/threading/non_thread_safe.h"
24 #include "base/threading/thread.h"
25 #include "content/common/content_export.h"
26 #include "content/common/gpu/media/vaapi_h264_decoder.h"
27 #include "content/common/gpu/media/vaapi_wrapper.h"
28 #include "content/common/gpu/media/video_decode_accelerator_impl.h"
29 #include "media/base/bitstream_buffer.h"
30 #include "media/video/picture.h"
31 #include "media/video/video_decode_accelerator.h"
32 #include "ui/gl/gl_bindings.h"
33
34 namespace content {
35
36 // Class to provide video decode acceleration for Intel systems with hardware
37 // support for it, and on which libva is available.
38 // Decoding tasks are performed in a separate decoding thread.
39 //
40 // Threading/life-cycle: this object is created & destroyed on the GPU
41 // ChildThread.  A few methods on it are called on the decoder thread which is
42 // stopped during |this->Destroy()|, so any tasks posted to the decoder thread
43 // can assume |*this| is still alive.  See |weak_this_| below for more details.
44 class CONTENT_EXPORT VaapiVideoDecodeAccelerator
45     : public VideoDecodeAcceleratorImpl {
46  public:
47   VaapiVideoDecodeAccelerator(
48       Display* x_display,
49       const base::Callback<bool(void)>& make_context_current);
50   virtual ~VaapiVideoDecodeAccelerator();
51
52   // media::VideoDecodeAccelerator implementation.
53   virtual bool Initialize(media::VideoCodecProfile profile,
54                           Client* client) OVERRIDE;
55   virtual void Decode(const media::BitstreamBuffer& bitstream_buffer) OVERRIDE;
56   virtual void AssignPictureBuffers(
57       const std::vector<media::PictureBuffer>& buffers) OVERRIDE;
58   virtual void ReusePictureBuffer(int32 picture_buffer_id) OVERRIDE;
59   virtual void Flush() OVERRIDE;
60   virtual void Reset() OVERRIDE;
61   virtual void Destroy() OVERRIDE;
62
63 private:
64   // Notify the client that an error has occurred and decoding cannot continue.
65   void NotifyError(Error error);
66
67   // Map the received input buffer into this process' address space and
68   // queue it for decode.
69   void MapAndQueueNewInputBuffer(
70       const media::BitstreamBuffer& bitstream_buffer);
71
72   // Get a new input buffer from the queue and set it up in decoder. This will
73   // sleep if no input buffers are available. Return true if a new buffer has
74   // been set up, false if an early exit has been requested (due to initiated
75   // reset/flush/destroy).
76   bool GetInputBuffer_Locked();
77
78   // Signal the client that the current buffer has been read and can be
79   // returned. Will also release the mapping.
80   void ReturnCurrInputBuffer_Locked();
81
82   // Pass one or more output buffers to the decoder. This will sleep
83   // if no buffers are available. Return true if buffers have been set up or
84   // false if an early exit has been requested (due to initiated
85   // reset/flush/destroy).
86   bool FeedDecoderWithOutputSurfaces_Locked();
87
88   // Continue decoding given input buffers and sleep waiting for input/output
89   // as needed. Will exit if a new set of surfaces or reset/flush/destroy
90   // is requested.
91   void DecodeTask();
92
93   // Scheduled after receiving a flush request and executed after the current
94   // decoding task finishes decoding pending inputs. Makes the decoder return
95   // all remaining output pictures and puts it in an idle state, ready
96   // to resume if needed and schedules a FinishFlush.
97   void FlushTask();
98
99   // Scheduled by the FlushTask after decoder is flushed to put VAVDA into idle
100   // state and notify the client that flushing has been finished.
101   void FinishFlush();
102
103   // Scheduled after receiving a reset request and executed after the current
104   // decoding task finishes decoding the current frame. Puts the decoder into
105   // an idle state, ready to resume if needed, discarding decoded but not yet
106   // outputted pictures (decoder keeps ownership of their associated picture
107   // buffers). Schedules a FinishReset afterwards.
108   void ResetTask();
109
110   // Scheduled by ResetTask after it's done putting VAVDA into an idle state.
111   // Drops remaining input buffers and notifies the client that reset has been
112   // finished.
113   void FinishReset();
114
115   // Helper for Destroy(), doing all the actual work except for deleting self.
116   void Cleanup();
117
118   // Get a usable framebuffer configuration for use in binding textures
119   // or return false on failure.
120   bool InitializeFBConfig();
121
122   // Callback for the decoder to execute when it wants us to output given
123   // |va_surface|.
124   void SurfaceReady(int32 input_id, const scoped_refptr<VASurface>& va_surface);
125
126   // Represents a texture bound to an X Pixmap for output purposes.
127   class TFPPicture;
128
129   // Callback to be executed once we have a |va_surface| to be output and
130   // an available |tfp_picture| to use for output.
131   // Puts contents of |va_surface| into given |tfp_picture|, releases the
132   // surface and passes the resulting picture to client for output.
133   void OutputPicture(const scoped_refptr<VASurface>& va_surface,
134                      int32 input_id,
135                      TFPPicture* tfp_picture);
136
137   // Try to OutputPicture() if we have both a ready surface and picture.
138   void TryOutputSurface();
139
140   // Called when a VASurface is no longer in use by the decoder or is not being
141   // synced/waiting to be synced to a picture. Returns it to available surfaces
142   // pool.
143   void RecycleVASurfaceID(VASurfaceID va_surface_id);
144
145   // Initiate wait cycle for surfaces to be released before we release them
146   // and allocate new ones, as requested by the decoder.
147   void InitiateSurfaceSetChange(size_t num_pics, gfx::Size size);
148   // Check if the surfaces have been released or post ourselves for later.
149   void TryFinishSurfaceSetChange();
150
151   // Client-provided X/GLX state.
152   Display* x_display_;
153   base::Callback<bool(void)> make_context_current_;
154   GLXFBConfig fb_config_;
155
156   // VAVDA state.
157   enum State {
158     // Initialize() not called yet or failed.
159     kUninitialized,
160     // DecodeTask running.
161     kDecoding,
162     // Resetting, waiting for decoder to finish current task and cleanup.
163     kResetting,
164     // Flushing, waiting for decoder to finish current task and cleanup.
165     kFlushing,
166     // Idle, decoder in state ready to start/resume decoding.
167     kIdle,
168     // Destroying, waiting for the decoder to finish current task.
169     kDestroying,
170   };
171
172   // Protects input buffer and surface queues and state_.
173   base::Lock lock_;
174   State state_;
175
176   // An input buffer awaiting consumption, provided by the client.
177   struct InputBuffer {
178     InputBuffer();
179     ~InputBuffer();
180
181     int32 id;
182     size_t size;
183     scoped_ptr<base::SharedMemory> shm;
184   };
185
186   // Queue for incoming input buffers.
187   typedef std::queue<linked_ptr<InputBuffer> > InputBuffers;
188   InputBuffers input_buffers_;
189   // Signalled when input buffers are queued onto the input_buffers_ queue.
190   base::ConditionVariable input_ready_;
191
192   // Current input buffer at decoder.
193   linked_ptr<InputBuffer> curr_input_buffer_;
194
195   // Queue for incoming output buffers (texture ids).
196   typedef std::queue<int32> OutputBuffers;
197   OutputBuffers output_buffers_;
198
199   typedef std::map<int32, linked_ptr<TFPPicture> > TFPPictures;
200   // All allocated TFPPictures, regardless of their current state. TFPPictures
201   // are allocated once and destroyed at the end of decode.
202   TFPPictures tfp_pictures_;
203
204   // Return a TFPPicture associated with given client-provided id.
205   TFPPicture* TFPPictureById(int32 picture_buffer_id);
206
207   // VA Surfaces no longer in use that can be passed back to the decoder for
208   // reuse, once it requests them.
209   std::list<VASurfaceID> available_va_surfaces_;
210   // Signalled when output surfaces are queued onto the available_va_surfaces_
211   // queue.
212   base::ConditionVariable surfaces_available_;
213
214   // Pending output requests from the decoder. When it indicates that we should
215   // output a surface and we have an available TFPPicture (i.e. texture) ready
216   // to use, we'll execute the callback passing the TFPPicture. The callback
217   // will put the contents of the surface into the picture and return it to
218   // the client, releasing the surface as well.
219   // If we don't have any available TFPPictures at the time when the decoder
220   // requests output, we'll store the request on pending_output_cbs_ queue for
221   // later and run it once the client gives us more textures
222   // via ReusePictureBuffer().
223   typedef base::Callback<void(TFPPicture*)> OutputCB;
224   std::queue<OutputCB> pending_output_cbs_;
225
226   // ChildThread's message loop
227   base::MessageLoop* message_loop_;
228
229   // WeakPtr<> pointing to |this| for use in posting tasks from the decoder
230   // thread back to the ChildThread.  Because the decoder thread is a member of
231   // this class, any task running on the decoder thread is guaranteed that this
232   // object is still alive.  As a result, tasks posted from ChildThread to
233   // decoder thread should use base::Unretained(this), and tasks posted from the
234   // decoder thread to the ChildThread should use |weak_this_|.
235   base::WeakPtr<VaapiVideoDecodeAccelerator> weak_this_;
236
237   // Callback used when creating VASurface objects.
238   VASurface::ReleaseCB va_surface_release_cb_;
239
240   // To expose client callbacks from VideoDecodeAccelerator.
241   // NOTE: all calls to these objects *MUST* be executed on message_loop_.
242   scoped_ptr<base::WeakPtrFactory<Client> > client_ptr_factory_;
243   base::WeakPtr<Client> client_;
244
245   scoped_ptr<VaapiWrapper> vaapi_wrapper_;
246
247   // Comes after vaapi_wrapper_ to ensure its destructor is executed before
248   // vaapi_wrapper_ is destroyed.
249   scoped_ptr<VaapiH264Decoder> decoder_;
250   base::Thread decoder_thread_;
251   // Use this to post tasks to |decoder_thread_| instead of
252   // |decoder_thread_.message_loop()| because the latter will be NULL once
253   // |decoder_thread_.Stop()| returns.
254   scoped_refptr<base::MessageLoopProxy> decoder_thread_proxy_;
255
256   int num_frames_at_client_;
257   int num_stream_bufs_at_decoder_;
258
259   // Whether we are waiting for any pending_output_cbs_ to be run before
260   // NotifyingFlushDone.
261   bool finish_flush_pending_;
262
263   // Decoder requested a new surface set and we are waiting for all the surfaces
264   // to be returned before we can free them.
265   bool awaiting_va_surfaces_recycle_;
266
267   // Last requested number/resolution of output picture buffers.
268   size_t requested_num_pics_;
269   gfx::Size requested_pic_size_;
270
271   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(VaapiVideoDecodeAccelerator);
272 };
273
274 }  // namespace content
275
276 #endif  // CONTENT_COMMON_GPU_MEDIA_VAAPI_VIDEO_DECODE_ACCELERATOR_H_