git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/frame_thread_encoder.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include <stdatomic.h>
  22
  23 #include "frame_thread_encoder.h"
  24
  25 #include "libavutil/fifo.h"
  26 #include "libavutil/avassert.h"
  27 #include "libavutil/imgutils.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "libavutil/thread.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "internal.h"
  32 #include "thread.h"
  33
  34 #define MAX_THREADS 64
  35 #define BUFFER_SIZE (2*MAX_THREADS)
  36
  37 typedef struct{
  38     void *indata;
  39     void *outdata;
  40     int64_t return_code;
  41     unsigned index;
  42 } Task;
  43
  44 typedef struct{
  45     AVCodecContext *parent_avctx;
  46     pthread_mutex_t buffer_mutex;
  47
  48     AVFifoBuffer *task_fifo;
  49     pthread_mutex_t task_fifo_mutex;
  50     pthread_cond_t task_fifo_cond;
  51
  52     Task finished_tasks[BUFFER_SIZE];
  53     pthread_mutex_t finished_task_mutex;
  54     pthread_cond_t finished_task_cond;
  55
  56     unsigned task_index;
  57     unsigned finished_task_index;
  58
  59     pthread_t worker[MAX_THREADS];
  60     atomic_int exit;
  61 } ThreadContext;
  62
  63 static void * attribute_align_arg worker(void *v){
  64     AVCodecContext *avctx = v;
  65     ThreadContext *c = avctx->internal->frame_thread_encoder;
  66     AVPacket *pkt = NULL;
  67
  68     while (!atomic_load(&c->exit)) {
  69         int got_packet = 0, ret;
  70         AVFrame *frame;
  71         Task task;
  72
  73         if(!pkt) pkt = av_packet_alloc();
  74         if(!pkt) continue;
  75         av_init_packet(pkt);
  76
  77         pthread_mutex_lock(&c->task_fifo_mutex);
  78         while (av_fifo_size(c->task_fifo) <= 0 || atomic_load(&c->exit)) {
  79             if (atomic_load(&c->exit)) {
  80                 pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
  81                 goto end;
  82             }
  83             pthread_cond_wait(&c->task_fifo_cond, &c->task_fifo_mutex);
  84         }
  85         av_fifo_generic_read(c->task_fifo, &task, sizeof(task), NULL);
  86         pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
  87         frame = task.indata;
  88
  89         ret = avctx->codec->encode2(avctx, pkt, frame, &got_packet);
  90         if(got_packet) {
  91             int ret2 = av_packet_make_refcounted(pkt);
  92             if (ret >= 0 && ret2 < 0)
  93                 ret = ret2;
  94             pkt->pts = pkt->dts = frame->pts;
  95         } else {
  96             pkt->data = NULL;
  97             pkt->size = 0;
  98         }
  99         pthread_mutex_lock(&c->buffer_mutex);
 100         av_frame_unref(frame);
 101         pthread_mutex_unlock(&c->buffer_mutex);
 102         av_frame_free(&frame);
 103         pthread_mutex_lock(&c->finished_task_mutex);
 104         c->finished_tasks[task.index].outdata = pkt; pkt = NULL;
 105         c->finished_tasks[task.index].return_code = ret;
 106         pthread_cond_signal(&c->finished_task_cond);
 107         pthread_mutex_unlock(&c->finished_task_mutex);
 108     }
 109 end:
 110     av_free(pkt);
 111     pthread_mutex_lock(&c->buffer_mutex);
 112     avcodec_close(avctx);
 113     pthread_mutex_unlock(&c->buffer_mutex);
 114     av_freep(&avctx);
 115     return NULL;
 116 }
 117
 118 int ff_frame_thread_encoder_init(AVCodecContext *avctx, AVDictionary *options){
 119     int i=0;
 120     ThreadContext *c;
 121
 122
 123     if(   !(avctx->thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 124        || !(avctx->codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_FRAME_THREADS))
 125         return 0;
 126
 127     if(   !avctx->thread_count
 128        && avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_MJPEG
 129        && !(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE)) {
 130         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
 131                "Forcing thread count to 1 for MJPEG encoding, use -thread_type slice "
 132                "or a constant quantizer if you want to use multiple cpu cores\n");
 133         avctx->thread_count = 1;
 134     }
 135     if(   avctx->thread_count > 1
 136        && avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_MJPEG
 137        && !(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE))
 138         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 139                "MJPEG CBR encoding works badly with frame multi-threading, consider "
 140                "using -threads 1, -thread_type slice or a constant quantizer.\n");
 141
 142     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HUFFYUV ||
 143         avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_FFVHUFF) {
 144         int warn = 0;
 145         int context_model = 0;
 146         AVDictionaryEntry *con = av_dict_get(options, "context", NULL, AV_DICT_MATCH_CASE);
 147
 148         if (con && con->value)
 149             context_model = atoi(con->value);
 150
 151         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1)
 152             warn = 1;
 153         else if(context_model > 0) {
 154             AVDictionaryEntry *t = av_dict_get(options, "non_deterministic",
 155                                                NULL, AV_DICT_MATCH_CASE);
 156             warn = !t || !t->value || !atoi(t->value) ? 1 : 0;
 157         }
 158         // huffyuv does not support these with multiple frame threads currently
 159         if (warn) {
 160             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 161                "Forcing thread count to 1 for huffyuv encoding with first pass or context 1\n");
 162             avctx->thread_count = 1;
 163         }
 164     }
 165
 166     if(!avctx->thread_count) {
 167         avctx->thread_count = av_cpu_count();
 168         avctx->thread_count = FFMIN(avctx->thread_count, MAX_THREADS);
 169     }
 170
 171     if(avctx->thread_count <= 1)
 172         return 0;
 173
 174     if(avctx->thread_count > MAX_THREADS)
 175         return AVERROR(EINVAL);
 176
 177     av_assert0(!avctx->internal->frame_thread_encoder);
 178     c = avctx->internal->frame_thread_encoder = av_mallocz(sizeof(ThreadContext));
 179     if(!c)
 180         return AVERROR(ENOMEM);
 181
 182     c->parent_avctx = avctx;
 183
 184     c->task_fifo = av_fifo_alloc_array(BUFFER_SIZE, sizeof(Task));
 185     if(!c->task_fifo)
 186         goto fail;
 187
 188     pthread_mutex_init(&c->task_fifo_mutex, NULL);
 189     pthread_mutex_init(&c->finished_task_mutex, NULL);
 190     pthread_mutex_init(&c->buffer_mutex, NULL);
 191     pthread_cond_init(&c->task_fifo_cond, NULL);
 192     pthread_cond_init(&c->finished_task_cond, NULL);
 193     atomic_init(&c->exit, 0);
 194
 195     for(i=0; i<avctx->thread_count ; i++){
 196         AVDictionary *tmp = NULL;
 197         int ret;
 198         void *tmpv;
 199         AVCodecContext *thread_avctx = avcodec_alloc_context3(avctx->codec);
 200         if(!thread_avctx)
 201             goto fail;
 202         tmpv = thread_avctx->priv_data;
 203         *thread_avctx = *avctx;
 204         ret = av_opt_copy(thread_avctx, avctx);
 205         if (ret < 0)
 206             goto fail;
 207         thread_avctx->priv_data = tmpv;
 208         thread_avctx->internal = NULL;
 209         if (avctx->codec->priv_class) {
 210             int ret = av_opt_copy(thread_avctx->priv_data, avctx->priv_data);
 211             if (ret < 0)
 212                 goto fail;
 213         } else if (avctx->codec->priv_data_size) {
 214             memcpy(thread_avctx->priv_data, avctx->priv_data, avctx->codec->priv_data_size);
 215         }
 216         thread_avctx->thread_count = 1;
 217         thread_avctx->active_thread_type &= ~FF_THREAD_FRAME;
 218
 219         av_dict_copy(&tmp, options, 0);
 220         av_dict_set(&tmp, "threads", "1", 0);
 221         if(avcodec_open2(thread_avctx, avctx->codec, &tmp) < 0) {
 222             av_dict_free(&tmp);
 223             goto fail;
 224         }
 225         av_dict_free(&tmp);
 226         av_assert0(!thread_avctx->internal->frame_thread_encoder);
 227         thread_avctx->internal->frame_thread_encoder = c;
 228         if(pthread_create(&c->worker[i], NULL, worker, thread_avctx)) {
 229             goto fail;
 230         }
 231     }
 232
 233     avctx->active_thread_type = FF_THREAD_FRAME;
 234
 235     return 0;
 236 fail:
 237     avctx->thread_count = i;
 238     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_frame_thread_encoder_init failed\n");
 239     ff_frame_thread_encoder_free(avctx);
 240     return -1;
 241 }
 242
 243 void ff_frame_thread_encoder_free(AVCodecContext *avctx){
 244     int i;
 245     ThreadContext *c= avctx->internal->frame_thread_encoder;
 246
 247     pthread_mutex_lock(&c->task_fifo_mutex);
 248     atomic_store(&c->exit, 1);
 249     pthread_cond_broadcast(&c->task_fifo_cond);
 250     pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
 251
 252     for (i=0; i<avctx->thread_count; i++) {
 253          pthread_join(c->worker[i], NULL);
 254     }
 255
 256     while (av_fifo_size(c->task_fifo) > 0) {
 257         Task task;
 258         AVFrame *frame;
 259         av_fifo_generic_read(c->task_fifo, &task, sizeof(task), NULL);
 260         frame = task.indata;
 261         av_frame_free(&frame);
 262         task.indata = NULL;
 263     }
 264
 265     for (i=0; i<BUFFER_SIZE; i++) {
 266         if (c->finished_tasks[i].outdata != NULL) {
 267             AVPacket *pkt = c->finished_tasks[i].outdata;
 268             av_packet_free(&pkt);
 269             c->finished_tasks[i].outdata = NULL;
 270         }
 271     }
 272
 273     pthread_mutex_destroy(&c->task_fifo_mutex);
 274     pthread_mutex_destroy(&c->finished_task_mutex);
 275     pthread_mutex_destroy(&c->buffer_mutex);
 276     pthread_cond_destroy(&c->task_fifo_cond);
 277     pthread_cond_destroy(&c->finished_task_cond);
 278     av_fifo_freep(&c->task_fifo);
 279     av_freep(&avctx->internal->frame_thread_encoder);
 280 }
 281
 282 int ff_thread_video_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr){
 283     ThreadContext *c = avctx->internal->frame_thread_encoder;
 284     Task task;
 285     int ret;
 286
 287     av_assert1(!*got_packet_ptr);
 288
 289     if(frame){
 290         AVFrame *new = av_frame_alloc();
 291         if(!new)
 292             return AVERROR(ENOMEM);
 293         ret = av_frame_ref(new, frame);
 294         if(ret < 0) {
 295             av_frame_free(&new);
 296             return ret;
 297         }
 298
 299         task.index = c->task_index;
 300         task.indata = (void*)new;
 301         pthread_mutex_lock(&c->task_fifo_mutex);
 302         av_fifo_generic_write(c->task_fifo, &task, sizeof(task), NULL);
 303         pthread_cond_signal(&c->task_fifo_cond);
 304         pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
 305
 306         c->task_index = (c->task_index+1) % BUFFER_SIZE;
 307     }
 308
 309     pthread_mutex_lock(&c->finished_task_mutex);
 310     if (c->task_index == c->finished_task_index ||
 311         (frame && !c->finished_tasks[c->finished_task_index].outdata &&
 312          (c->task_index - c->finished_task_index) % BUFFER_SIZE <= avctx->thread_count)) {
 313             pthread_mutex_unlock(&c->finished_task_mutex);
 314             return 0;
 315         }
 316
 317     while (!c->finished_tasks[c->finished_task_index].outdata) {
 318         pthread_cond_wait(&c->finished_task_cond, &c->finished_task_mutex);
 319     }
 320     task = c->finished_tasks[c->finished_task_index];
 321     *pkt = *(AVPacket*)(task.outdata);
 322     if(pkt->data)
 323         *got_packet_ptr = 1;
 324     av_freep(&c->finished_tasks[c->finished_task_index].outdata);
 325     c->finished_task_index = (c->finished_task_index+1) % BUFFER_SIZE;
 326     pthread_mutex_unlock(&c->finished_task_mutex);
 327
 328     return task.return_code;
 329 }