【嵌入式】F1C100S「单片机」播放（软解）MP4 视频 480x272
# F1C100S「单片机」播放（软解）MP4 视频 480x272## 序
继上回 [折腾荔枝派](https://www.0xaa55.com/thread-27318-1-1.html) 播放视频无果，这回群友推荐我购买另一块大一点的板子来开发 F1C200S，应该就能达到我想要的效果了——折腾出一个小电视机出来，可以播放视频。
### 重新选「派」，这次选了「芒果派」
按照群友的推荐，我购买了「芒果派」作为这次开发用的开发板。
### 烧写镜像
「芒果派」厂商给了我一些资料，说要烧写镜像。于是我开始折腾 `zadig.exe` 去 「Create USB Device」。这里面遇到了一些问题，不过基本上来讲都不是什么大问题，此处列举这么几个问题：
#### 创建 FEL Device 的时候，无论如何也创建不成功。
设备管理器打开看不到任何设备。结果群友「喵叫专攻」提醒了一下「你可能要把 USB 线反过来插一下看看」。插上后，成功识别设备，`sunxi-fel.exe -l` 也能看到设备了。
```
#sunxi-fel.exe -l
USB device 001:035 Allwinner F1C100s
```
***干！我特么以为我的是 F1C200s！***
总之按住 BOOT 然后按住 RST 后，可以看到液晶屏变为白屏，它进入了 FEL 模式。我双击「from-fel-to-dfu.bat」后，看到它的液晶屏好像进了 u-boot，设备管理器也看到「FEL Device」是「拔出状态」。
!(https://www.0xaa55.com/misc/FEL.jpg)
#### 在 zadig.exe 里创建了半天的 DFU Device，后面发现它自己把自己改名为「USB download gadget」了
我是靠它的 ID：1f3A:1010 发现它就是 DFU 设备的。于是开始烧写。
#### 烧写后，才发现卖家早就帮我烧写好了。
!(https://www.0xaa55.com/misc/DFU.jpg)
在烧写的过程中我不断和卖家沟通如何烧写、怎么连不上、怎么不能显示 FEL 设备或者 DFU 设备、我要退货等各种问题，但是毕竟买了已经有 5 个多月了，卖家不愿意退货，并且也无法提供更多的资料，我只能自己继续研究。
不管怎样，我有两块板子，这块板子被我重复烧写了以下，另一块板子没动，最后发现两块板子的上电后行为一致，就先这样吧。
### 连接 OTG，稍等片刻，会有新设备冒出来
!(https://www.0xaa55.com/misc/mpir3dev.png)
咦，这不是 Linux 么？哦不对，这应该是 buildroot。
### 大问题基本搞定，接下来是开发的问题
#### 如何开发
首先我们需要确定它的 CPU 使用什么样的指令集，然后我可以使用 gcc 或者 gcc-arm-toolchain 去给它编译程序软件。
感觉这样询问的话，我得弄清楚「什么什么带t的那种」，于是运行了一下 `uname -a`，得到了合适的答案：
```
# uname -a /bin/gpio
Linux mangopi-r3 5.4.92 #1 Tue May 11 10:39:00 CST 2021 armv5tejl GNU/Linux
```
啊，原来是 `armv5tejl`。
### 控制 F1C100s 的 GPIO
经过一番简单的谷式搜索，我找到了这个库：
(https://github.com/wuxx/f1c100s-gpio-tools)
一件很棒的事是这个小工程的代码简单易读，而且作者上传了 bin `gpio`，只要放到 `/bin` 里，给个可执行权限就可以使用了。
它的接口让我想起了 WiringPi。像啊，很像啊。
### 播放视频
我现在最想做的事情是让它 ***能够播放视频*** 。
于是我连接上串口，然后在 `/dev` 里面瞄一眼看看都有些啥。
很眼熟地看到了 ***cedar_dev 和 ion，以及 fb0*** 。赶紧去群里问了 (https://github.com/aodzip) 大佬。经过一番沟通，我放弃了 ***使用硬件外设解码 H264 视频*** 的这一想法，决定尝试 ***CPU 软件解码视频*** 。
解码视频后如何播放呢，很简单，直接写 `/dev/fb0`，液晶屏就会有显示。每 `open()` 一次 `/dev/fb0`，写一帧画面，写的时候就能看到液晶屏显示内容。用 `close()` 关闭设备，再重新 `open()` 打开再写就又是新的一帧画面。 ***从编程 IO 上它是这么个逻辑*** 。打开设备时，写的像素量如果超出了 480x272 这个分辨率，就会写入失败（写文件的函数返回一个错误码），因为它的 Framebuffer 就这么大。可以用 `cat /dev/urandom > /dev/fb0` 来欣赏花屏和写超出范围的报错（注意是 ***正常报错*** 而不是 `Segmentation Fault`）
在使用 FFmpeg 的时候，指定 `-pix_fmt bgra -f fbdev /dev/fb0` 就能使 `ffmpeg` 输出每一帧到`/dev/fb0` ，看到动画的播放效果。理论上是这样。
#### 然而没有 ffmpeg 啊！
那就得自己编译 ffmpeg。经过一番折腾，我是编译出了 ffmpeg，大约 34 MB，直接塞 `/bin` 里，别忘了 `chmod +x /bin/ffmpeg`。
结果在试用的时候报错了： ***glibc 版本不符*** 。
!(https://www.0xaa55.com/misc/mpiglibc.png)
我用的是 gcc13，但看起来这个 buildroot 的镜像是 2020 年编译的。当年最新的 gcc 就是 gcc9，因此要用 gcc9 编译 ffmpeg.
#### 我放弃了自己编译 ffmpeg，虽然我找到了 gcc-arm-toolchain9，但是这玩意儿前缀名太长了，懒得弄。
我于是从 ffmpeg 官网找到 Linux 的 bin 的下载入口，然后打算根据日期挑选符合我的 glibc 版本的 ffmpeg 二进制。考虑到目标机器是 `armv5tejl`，但是人家不一定有，于是我按照最可能的情况来猜出适合我的机器的 ffmpeg 二进制。
#### 可能是这个
(https://www.johnvansickle.com/ffmpeg/old-releases/ffmpeg-4.3.1-armel-static.tar.xz) 2020-07-22 16:39 12M
下载后解压 `ffmpeg` 到 `/bin` 里，然后 `chmod +x /bin/ffmpeg` ，再执行一下 `ffmpeg` 看看，果然打印出了信息：
### 进行视频播放
一开始只是为了测试，我没管视频文件本身的大小和它输出的帧数，想直接先跑起来看看，于是拔了 TF 卡，传了个 PV 上去，然后用 ffmpeg 播放，不过我需要先挂载 TF 卡到特定位置才行。
TF 卡的设备是 `/dev/mmcblk0` ，我的 TF 卡只有一个分区，这个分区的设备是 `/dev/mmcblk0p0`。因此在 `/etc/fstab` 里使用这条语句来挂载：
```
/dev/mmcblk0p0/mnt/sdcard vfat defaults 0 0
```
然后运行以下命令：
```
mount -a
```
成功挂载。接下来播放视频：
```
ffmpeg -i /mnt/sdcard/testvideo.mp4 -pix_fmt bgra -f fbdev /dev/fb0
```
帧数只有 1 fps，而且只能看到视频左上角，看不全。重新用命令设置一下输出分辨率后，可以看到极其卡顿的视频。
```
ffmpeg -i /mnt/sdcard/testvideo.mp4 -s 480x272 -pix_fmt bgra -f fbdev /dev/fb0
```
#### 解决卡顿问题
我试过唯一能解决卡顿问题的方法是 ***预处理视频*** ，预先把视频压缩到 480x272 分辨率，然后使用 xvid 编码格式， ***不使用 h264*** 。
https://www.0xaa55.com/misc/mpihchrome.mp4
### 音频播放
按照卖家给的「产测工具」，我发现播放音频使用的命令是 `tinyplay`。我尝试过使用 FFmpeg 以直接输出 ALSA 的方式来把音频推流到声卡驱动，结果发现不成功，FFmpeg 提示「: Could not open device: No such file or directory.」（或者差不多类似的内容）。上网搜了一通，发现 FFmpeg 能把音频输出到管道里。那就有可能利用管道通信来实现音频的播放了。我于是尝试了一下 `tinyplay` 的管道输入功能，发现：
#### tinyplay 不支持管道输入
这简直是傻卵设计，气得我直接翻出它的源码：
(https://github.com/tinyalsa/tinyalsa/)
#### tinyplay 不支持管道输入，但是它的源码里面有打开管道进行输入的功能。
##### 理想的情况是这样的
- `tinyplay` 支持从管道读取音频然后播放。
##### 实际情况是这样的：
- 在 `int main()` 里，它 parse options 的时候，它的逻辑是认为所有的横杠 `-` 开头的都是命令参数。
- 在过完 options parsing 后，它的 `ctx_init()` 会检测文件名是不是 `-`，是的话，打开 `stdin` 进行读取，然后进行音频播放。
- 命令行参数 `-` 会被过滤掉，`ctx->filename` 值是 `NULL`。
- 它先判断 `ctx->filename` 值是不是 `NULL` ，然后提示：「Filename not specified.」并退出。
- 过了这一关后（假设它没有退出），它判断 `ctx->filename` 是不是 `-` ，是的话打开 `stdin` 进行一个管道输入播放。
简直是个傻卵 bug。气得我直接改它的源码。我的思路是：
- 首先 `stdin` 被我视作特殊文件名，一般人不会使用这个文件名。
- 其次 `stdin` 可以过它的 options parsing，被视作文件名。
- 我检测 `ctx->filename` ，如果是 `stdin` 我就打开 `stdin` 标准输入文件。
（其实也是一种傻卵设计）
### 编译 tinyplay
#### 需要先编译 tinyalsa
编译的过程花费了我很多精力，最最最主要的原因是：
***GLIBC 版本太高。***
不能使用 none-eabi 编译工具链，因为 tinyalsa 库依赖 `<poll.h>` 。需要使用 linux-gnueabi 编译工具链。但是网上没有 2020 年的二进制的 arm-linux-gnueabi 工具链。我尝试过使用 Debian 添加 bullseye 或者 buster 源来安装 arm-linux-gnueabi-gcc-9、arm-linux-gnueabi-gcc-8，结果发现 ***不论 gcc 版本是多少，编译出来的 tinyplay 都依赖 GLIBC 2.34*** 。
### 使用卖家提供的 Ubuntu 16.04 虚拟机编译 tinyalsa
[虚拟机下载](https://pan.baidu.com/s/1AHHTPn8XrRYqG4hJGtZkRw?pwd=aa55)
通过拖拽文件到虚拟机里，然后虚拟机安装 gcc-arm-linux-gnueabi（其中 gcc 版本是 5，可喜可贺），再修改源码。
再用以下命令编译，就得到了能用的 `tinyplay`：
```
CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi- make -j
```
### 使用管道进行音视频同时播放
```
tinymix set 1 63 #设置音量
tinymix set 2 1 #开音频输出
tinymix set 13 0 #关麦
ffmpeg -i /mnt/sdcard/要播放的文件.mp4 -s 480x272 -pix_fmt bgra -f fbdev /dev/fb0 -vn -ar 44100 -ac 1 -f wav pipe:1 | tinyplay stdin -r 44100 -c 1
```
### 播放不流畅，音频卡顿的解决方案
需要使用 FFmpeg 对原视频文件进行预处理，命令行如下：
```
ffmpeg -y -i 原始视频.mp4 -c:v libxvid -s 480x272 -r 12 -b:v 100K -c:a aac -b:a 64k -ac 1 -ar 44100 处理后的视频.mp4
```
这屏幕看起来也没必要bgra输出啊 AyalaRs 发表于 2024-5-11 17:28
这屏幕看起来也没必要bgra输出啊
你给别的参数，它就说“不支持。请使用 bgra” 这是不是自己做了一台山寨MP4播放器。 美俪女神 发表于 2024-5-16 14:16
这是不是自己做了一台山寨MP4播放器。
我想把它做成类似古代苹果电脑那样的设计，大背头显示器，下部插 SD 卡，就像软盘一样，然后可以播放视频，可以有个桌面，可以做各种事。
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