Chromium浏览器media子系统mojo说明

该文件夹包含mojo接口、客户端和实现，它们扩展了核心media来支持大多数进程外使用，包括media Player、Metrics（WatchTime）等。

目前，media不依赖于mojo，因此其他应用程序可以使用media，而无需引入mojo依赖。

文章目录

Chromium浏览器media子系统mojo说明
- Media Player
- - Media组件
  - Media Player Mojo接口
  - 开启Remote Media组件
  - Media Mojo Interface Factory
  - Frameless Media Interface Factory
  - MediaService
  - - Flexible Process Model
    - Connects Different Media Components
    - Customization through MojoMediaClient
    - Site Isolation
    - Specialized Out-of-Process media::Renderers
    - Support Other Clients
  - CdmService
  - MediaRendererService
  - Mojo CDM and Mojo Decryptor
  - - Using a Decryptor (via CdmContext)
    - Using CdmContext
  - Secure Auxiliary Services
  - Security
  - Adoption
  - - Android
    - ChromeCast
    - Desktop (ChromeOS/Linux/Mac/Windows)
- Other Services

Media Player

Media组件

Media Player（WebMediaPlayer）支持HTML5 <video>播放。在内部，它依赖于许多media组件来执行某些特定任务，例如media renderer（媒体渲染器）、audio decoder（音频解码器）、video decoder(视频解码器)和content decryption module(内容解密模块)（CDM）。媒体渲染器、音频解码器或视频解码器需要CDM来处理受保护的内容。

虽然大多数HTML5媒体播放器栈和加密媒体扩展（EME）栈都位于沙盒渲染进程中（例如出于安全原因），但在某些情况下，某些媒体组件必须位于不同的进程中。

例如：

基于硬件的媒体渲染器，其中所有音频/视频解码和渲染都在硬件中进行，沙盒渲染进程无法访问。
基于硬件的视频解码器，沙盒渲染进程不可访问。
在Android系统中，依赖于Android Java API的媒体组件，沙盒渲染进程不可访问。
包含第三方代码的CDM，应在其自己的沙盒进程中运行。

我们提供了一个通用框架来支持Chromium中的大多数进程外（OOP）媒体组件。

Media Player Mojo接口

我们使用mojom接口作为每个媒体组件的传输层，以支持远程托管。这些接口称为Media Player Mojo接口。

media::Renderer -> media::mojom::Renderer
media::AudioDecoder -> media::mojom::AudioDecoder
media::VideoDecoder -> media::mojom::VideoDecoder
media::ContentDecryptionModule -> media::mojom::ContentDecryptionModule
media::Decryptor -> media::mojom::Decryptor

开启Remote Media组件

这些接口的标准客户端和实现都已经提供。例如，对于media::Renderer，MojoRenderer实现media::Renderer并将调用转发到media::mojom::RendererPtr。MojoRendererService实现media::mojom::Renderer，并且可以托管任何media::Renderer实现。

Remote Media组件可以轻松开启并无缝集成到当前媒体管道中。只需设置gn参数mojo_media_services以指定要启用的远程媒体组件。例如，使用以下gn参数，媒体管道将启用MojoRenderer和MojoCdm：

mojo_media_services = ["renderer", "cdm"]

Media Mojo Interface Factory

media::mojom::InterfaceFactory具有工厂方法，如CreateRenderer()、CreateCdm()等。它用于请求媒体播放器mojo接口。

在渲染进程中，每个RenderFrameImpl都有一个mojo::PendingRemote<media::mojom::InterfaceFactory>，用于从浏览器进程请求该框架的所有媒体播放器mojo接口。在浏览器进程中，每个RenderFrameHostImpl都有一个MediaInterfaceProxy，它实现了media::mojom::InterfaceFactory。

MediaInterfaceProxy是处理媒体播放器mojo接口请求的中心。默认情况下，它会将所有请求转发到[MediaService]。但它也可以灵活地处理一些特殊或更复杂的用例。

例如：

在桌面平台上，当启用CDM时，media::mojom::ContentDecryptionModule请求将转发到[CdmService]，[CdmService]在其自己的CDM进程中运行。
在Android系统中，media::mojom::Renderer请求通过在浏览器进程创建MediaPlayerRenderer，在RenderFrameHostImpl上下文进行处理，即使MediaService配置为在GPU进程中运行。
在Chromecast上，media::mojom::Renderer和media::mojom::ContentDecryptionModule请求由运行在浏览器进程中的[MediaRendererService]处理。media::mojom::VideoDecoder请求由运行在GPU进程的MediaService处理。

注意：media::mojom::InterfaceFactory接口在MediaInterfaceProxy和MediaService之间的通信中被重用。

Frameless Media Interface Factory

除了处理普通媒体播放请求的MediaInterfaceProxy之外，FramelessMediaInterfaceProxy处理不需要或没有框架的媒体案例请求。

受保护的媒体播放需要框架，因为媒体解码和CDM在框架内相关联。

FramelessMediaInterfaceProxy由WebCodecs、WebRTC使用，用于早期查询支持的编解码器。

MediaService

MediaService是一个提供媒体播放器mojo接口实现的mojoservice_manager::service。它的好处如下：

Flexible Process Model

不同的平台或产品，对远程媒体组件应该在哪运行的需求不同。例如，硬件解码器通常应该在GPU进程中运行。

ServiceManagerContext能够在浏览器进程或GPU进程启动一个服务。因此，通过使用MediaService，很容易支持托管远程媒体组件在多数Chromium进程种类（Browser/GPU）。这可以使用gn参数mojo_media_host来设置。

例如：

mojo_media_host = "browser" or “gpu”

MediaService使用kMediaServiceName在ServiceManagerContext中注册。mojo_media_host用于确定服务注册在哪个进程中运行。

Connects Different Media Components

一些远程媒体组件依赖于其他组件来工作。例如，渲染器、音频解码器或视频解码器需要CDM才能处理加密流。通常会调用SetCdm()来连接CDM渲染器或CDM解码器。例如，如果渲染器接口和CDM接口是单独托管的，那么很难实现SetCdm()调用。它需要一个对象或实体，同时知道这两者
以便能够连接它们。MediaService在内部处理此问题，实际上充当这样一个对象或实体，所以你不必重新发明
车轮。

Customization through MojoMediaClient

MediaService提供托管OOP媒体组件所需的一切，但它不提供媒体组件本身。MediaService的客户端负责提供具体的媒体组件实现。

MojoMediaClient接口为MediaService客户端提供了具体媒体组件实现的方式。创建MediaService时，必须传入一个MojoMediaClient，以便media Service知道如何创建媒体组件。

例如，ChromeCast使用MediaService在浏览器进程中托管媒体渲染器和CDM，并通过CastMojoMediaClient（一种MojoMediaClient实现）提供“CastRenderer”和“CastCdm”。注意，这种重写机制并不是在任何地方都实现的。添加支持很简单，我们只会在需要时添加它。

Site Isolation

在Blink中，媒体元素和EME MediaKeys都属于WebLocalFrame。在Chromium中，这转换为属于RenderFrame的媒体播放器和CDM。

在渲染过程中，这一点很清楚。但是，当托管所有远程媒体在一个MediaService（服务管理器仅支持一个进程单个服务）时，框架边界可能变得模糊。这对于彼此交互的媒体组件来说尤其危险。

例如，foo.com中的Renderer与bar.net中的CDM共用1MediaService。如果设置foo.com Renderer去处理加密，就会产生错误。

为了防止这种情况发生，我们引入了一个额外的层来模拟RenderFrame边界。MediaService托管多个InterfaceFactory（每个RenderFrame一个），每个InterfaceFactory创建和管理它创建的媒体组件。

因此，在MediaInterfaceProxy和MediaService之间的通信中media::mojom::InterfaceFactory被重用。

Specialized Out-of-Process media::Renderers

media::Renderer接口是一个简单的API，它非常通用，用于执行上层媒体播放命令。我们可以通过专用渲染器来扩展WebMediaPlayer的功能。

具体来说，我们可以构建一个子组件，它封装了高级场景复杂性，编写一个小适配层，将组件公开为media::Renderer，并将其嵌入现有的media::Pipeline状态机。专用渲染器通过限制文件和类的细节，通过需要很少的控制流量样板等方式降低复杂度。

由专用渲染器启用的2个复杂场景如下：一个是通过授权给Android Media Player（请参见MediaPlayerRenderer）处理Android系统的HLS播放，另一个是将“src=”媒体从Android手机转换为cast设备（请参见FlingingRenderer）。这两个示例都有子组件需要在浏览器进程中运行。因此，我们使用在renderer.mojom和render_extensions.mojom中定义的Mojo接口将MediaPlayerRenderer 和 FlingingRenderer 代理到浏览器进程
这个想法可以概括为处理任何特殊情况Foo场景的专门的OOP FooRenderer。

创建专用OOP FooRenderer所需的类成对出现，在其各自的过程中用于类似的目的。按照惯例FooRenderer位于目标进程中，而FooRendererClient位于渲染器进程。MojoRenderer和MojoRenderService代理media::Renderer和media::RendererClient，在FooRenderer和FooRendererClient之间调用。

无法表示为media::Renderer[Client]的命令和事件通过renderer extensions（请参见“render_extension.mojom”）进行跨进程操作。
FooRenderer[Client]Extensionmojo接口由相应的FooRenderer[Client] 实现。

FooRenderer[Client]Factory设置特定场景的样板，和所有与其他进程对话所需的mojo接口指针/请求。当调用mojom::InterfaceFactory::CreateFooRenderer()时，接口指针和请求进行跨进程。

如下所示：

要允许在WebMediaPlayer中创建和使用FooRenderer，FooRendererClientFactory必须生成并传递给RendererFactorySelector。还必须为RendererFactorySelector提供查询当前是否需要使用FooRenderer。当我们进入一个Foo scenario时，通过suspend()/resume()循环media::Pipeline应该足够下次调用
RendererFactorySelector::GetCurrentFactory()返回
FooRendererClientFactory。当调用RendererFactory::CreateRenderer()时，
管道将接收FooRendererClient作为不透明的media::Renderer。

默认管道状态机将控制OOP FooRenderer。当我们退出Foo scenario时，再次循环管道应该会进入正确的状态。

Support Other Clients

MediaService作为service_manager::Service，可以由除媒体播放器之外的客户端在渲染过程中使用。例如，我们可以有另一个（mojo）服务来处理音频数据，并希望在媒体渲染器中播放它。由于MediaService是一个mojo服务，因此任何其他mojo服务都可以通过service_manager::mojom::Connector连接到它，并使用它所托管的remote media Renderer。

CdmService

尽管MediaService支持media::mojom::CDM，但在某些情况下（例如,桌面应用的CDM库），通常出于安全原因远程CDM需要在其自己的进程中运行，CdmService被引入来处理此问题。

它也实现了service_manager::Service”，并使用kCdmServiceName在
ServiceManagerContext 中注册。目前它总是注册为在实用程序进程中运行（使用CDM沙盒类型）。

CdmService还具有对CDM库的额外支持，例如加载CDM库等。

注意：CdmService仅支持media::mojom::CDM，不支持其他媒体播放器mojo接口。

MediaRendererService

MediaRendererService支持media::mojom::Renderer和media::mojom::CDM。它被托管在与默认MediaService不同的进程中。它使用kMediaRendererServiceName在ServiceManagerContext中注册。这允许运行media::mojom::VideoDecoder和media::mojom::Renderer在两个不同的进程中。目前Chromecast使用它来支持浏览器进程中的CastRenderer CDM和GPU进程中的GPU加速视频解码器。主要目标是：

允许两个页面同时保存自己的视频管道，因为CastRenderer一次只支持一个视频管道。
支持GPU加速视频解码器用于RTC路径。

Mojo CDM and Mojo Decryptor

Mojo CDM在所有媒体播放器Mojo接口中很特殊，因为所有本地/远程媒体组件处理加密缓冲区都需要它。

本地媒体组件，如DecryptingDemuxerStream，DecryptingAudioDecoder和Decrypting VideoDecoder。
托管在MediaService中的远程媒体组件，例如MojoRendererService、MojoAudioDecoderService和
MojoVideoDecoderService。

在JavaScript层，媒体播放器和MediaKeys通过
[setMediaKeys（）](https://w3c.github.io/encrypted-media/#dom-htmlmediaelement setmediakeys）连接。这由渲染进程的SetCdm()实现。

媒体组件可以通过两种方式使用CDM。

Using a Decryptor (via CdmContext)

某些CDM提供了Decryptor实现，支持解密方法，例如Decrypt(), DecryptAndDecode()等。AesDecryptor和CDM库都支持Decryptor接口。

对于远程CDM，例如由MediaService或者CdmService中的MojoCdmService托管的CDM，如果远程CDM支持Decryptor接口，
MojoCdm就也支持Decryptor接口，这通过MojoDecryptor实现，它设置了一个新的消息管道来转发所有Decryptor调用远程CDM中的Decryptor。

Using CdmContext

在某些情况下，媒体组件被设置为与特定CDM一起工作。
例如，在Android系统中，基于MediaCodec的解码器（例如MediaCodecAudioDecoder）只能通过MediaCryptoContext使用基于MediaDrm的CDM 。媒体组件和CDM必须在同一个过程中，因为这两者的相互作用通常发生在OS级别的深处。理论上，他们都可以在
渲染进程。但在实践中，通常是CDM和媒体组件由MediaService在远程（例如GPU）进程中托管。

为了能够将远程CDM连接到远程媒体组件，每个MediaService中的InterfaceFactoryImpl实例（对应一个RenderFrame）维护一个MojoCdmServiceContext，用于跟踪所有为RenderFrame创建的远程CDM。每个远程CDM分配一个唯一的CDM ID，这个CDM ID在渲染进程中发送回MojoCdm。在渲染进程，当SetCdm()被调用，CDM ID将传递给本地媒体组件（例如MojoRenderer），转发给远程媒体组件
（例如MojoRendererService）。远程媒体组件将从
MojoCdmServiceContext获取与CDM ID关联的CdmContext，以及
完成连接。

Secure Auxiliary Services

媒体组件通常需要其他服务才能工作。在渲染进程中，本地媒体组件通过MediaClient从内容层获取服务。在MediaService 和 CdmService中，远程媒体组件通过secure auxiliary services获取服务。

某些服务确实需要RenderFrame或用户配置文件标识，例如文件系统。由于媒体组件都属于给定的RenderFrame，我们出于安全原因，在访问这些服务时必须维护框架标识。这些服务称为安全辅助服务。FrameServiceBase 是所有安全辅助服务的基类，以帮助管理这些服务（例如处理导航）。

创建MediaInterfaceProxy时，除了提供media::mojom::InterfaceFactory，RenderFrame配备了media::mojom::FrameInterfaceFactory，基于每帧的服务开放这些安全辅助。FrameInterfaceFactory直接提供一种方法
通过BindEmbedderReceiver()方法注册其他辅助服务。

目前，只有远程CDM需要安全的辅助服务。这是一个当前支持服务的列表

OutputProtection：检查输出保护状态
PlatformVerification：检查平台是否安全
CdmFileIO：用于CDM存储持久数据
ProvisionFetcher：用于Android MediaDrm设备配置

Security

在大多数情况下，客户端运行的最不可信的渲染进程。此外，始终假设客户端代码可能受到破坏，例如以随机顺序调用或传入垃圾参数。

由于[Flexible Process Model]，有时很难知道服务端在哪个进程中运行。根据经验，假设所有服务端代码可以在特权进程（例如浏览器进程）中运行，包括常见的支持代码，如MojoVideoDecoderService，以及
具体的[Media Component]，例如Android的MediaCodecVideoDecoder。要准确了解 [Media Component]在哪个进程中运行，请参见下面的 [Adoption]。

另请注意，所有 [Secure Auxiliary Services]在一个比媒体所在的进程更有特权的进程中运行。例如，所有现有服务都运行在浏览器进程中。他们必须防御受损的媒体组件。

Adoption

Android

MediaService in the GPU process (registered in GpuServiceFactory with
GpuMojoMediaClient)
MojoCdm + MediaDrmBridge (CDM)
MediaDrmBridge uses mojo ProvisionFetcher service for CDM provisioning
MojoAudioDecoder + MediaCodecAudioDecoder
MojoVideoDecoder + MediaCodecVideoDecoder (in progress)
HLS support:
- MojoRenderer + MediaPlayerRenderer
- NOT using MediaService. Instead, MojoRendererService is hosted by
  RenderFrameHostImpl/MediaInterfaceProxy in the browser process
  directly.
Flinging media to cast devices (RemotePlayback API):
- MojoRenderer + FlingingRenderer
- NOT using MediaService. Instead, MojoRendererService is hosted by
  RenderFrameHostImpl/MediaInterfaceProxy in the browser process
  directly.

ChromeCast

MediaService in the Browser process (registered in
CastContentBrowserClient with CastMojoMediaClient)
MojoRenderer + CastRenderer
MojoCdm + CastCdm

Desktop (ChromeOS/Linux/Mac/Windows)

CdmService
- CdmService in the utility process (registered in UtilityServiceFactory with ContentCdmServiceClient)
- MojoCdm + CdmAdapter + Library CDM implementation
- CdmAdapter uses various secure auxiliary services
MediaService (in progress)
- MediaService in the GPU process (registered in GpuServiceFactory with GpuMojoMediaClient)
- MojoVideoDecoder + hardware video decoders such as D3D11VideoDecoder

Other Services

TODO：添加其他mojo服务的文档，例如远程处理等。