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

   1 /*
   2  * Mpeg video formats-related picture management functions
   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 <stdint.h>
  22
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26 #include "libavutil/imgutils.h"
  27
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "motion_est.h"
  30 #include "mpegpicture.h"
  31 #include "mpegutils.h"
  32
  33 static int make_tables_writable(Picture *pic)
  34 {
  35     int ret, i;
  36 #define MAKE_WRITABLE(table) \
  37 do {\
  38     if (pic->table &&\
  39        (ret = av_buffer_make_writable(&pic->table)) < 0)\
  40     return ret;\
  41 } while (0)
  42
  43     MAKE_WRITABLE(mb_var_buf);
  44     MAKE_WRITABLE(mc_mb_var_buf);
  45     MAKE_WRITABLE(mb_mean_buf);
  46     MAKE_WRITABLE(mbskip_table_buf);
  47     MAKE_WRITABLE(qscale_table_buf);
  48     MAKE_WRITABLE(mb_type_buf);
  49
  50     for (i = 0; i < 2; i++) {
  51         MAKE_WRITABLE(motion_val_buf[i]);
  52         MAKE_WRITABLE(ref_index_buf[i]);
  53     }
  54
  55     return 0;
  56 }
  57
  58 int ff_mpeg_framesize_alloc(AVCodecContext *avctx, MotionEstContext *me,
  59                             ScratchpadContext *sc, int linesize)
  60 {
  61 #   define EMU_EDGE_HEIGHT (4 * 70)
  62     int alloc_size = FFALIGN(FFABS(linesize) + 64, 32);
  63
  64     if (avctx->hwaccel)
  65         return 0;
  66
  67     if (linesize < 24) {
  68         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Image too small, temporary buffers cannot function\n");
  69         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  70     }
  71
  72     if (av_image_check_size2(alloc_size, EMU_EDGE_HEIGHT, avctx->max_pixels, AV_PIX_FMT_NONE, 0, avctx) < 0)
  73         return AVERROR(ENOMEM);
  74
  75     // edge emu needs blocksize + filter length - 1
  76     // (= 17x17 for  halfpel / 21x21 for H.264)
  77     // VC-1 computes luma and chroma simultaneously and needs 19X19 + 9x9
  78     // at uvlinesize. It supports only YUV420 so 24x24 is enough
  79     // linesize * interlaced * MBsize
  80     // we also use this buffer for encoding in encode_mb_internal() needig an additional 32 lines
  81     if (!FF_ALLOCZ_TYPED_ARRAY(sc->edge_emu_buffer, alloc_size * EMU_EDGE_HEIGHT) ||
  82         !FF_ALLOCZ_TYPED_ARRAY(me->scratchpad,      alloc_size * 4 * 16 * 2))
  83         return AVERROR(ENOMEM);
  84     me->temp            = me->scratchpad;
  85     sc->rd_scratchpad   = me->scratchpad;
  86     sc->b_scratchpad    = me->scratchpad;
  87     sc->obmc_scratchpad = me->scratchpad + 16;
  88
  89     return 0;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * Allocate a frame buffer
  94  */
  95 static int alloc_frame_buffer(AVCodecContext *avctx,  Picture *pic,
  96                               MotionEstContext *me, ScratchpadContext *sc,
  97                               int chroma_x_shift, int chroma_y_shift,
  98                               int linesize, int uvlinesize)
  99 {
 100     int edges_needed = av_codec_is_encoder(avctx->codec);
 101     int r, ret;
 102
 103     pic->tf.f = pic->f;
 104     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_WMV3IMAGE &&
 105         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_VC1IMAGE  &&
 106         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MSS2) {
 107         if (edges_needed) {
 108             pic->f->width  = avctx->width  + 2 * EDGE_WIDTH;
 109             pic->f->height = avctx->height + 2 * EDGE_WIDTH;
 110         }
 111
 112         r = ff_thread_get_buffer(avctx, &pic->tf,
 113                                  pic->reference ? AV_GET_BUFFER_FLAG_REF : 0);
 114     } else {
 115         pic->f->width  = avctx->width;
 116         pic->f->height = avctx->height;
 117         pic->f->format = avctx->pix_fmt;
 118         r = avcodec_default_get_buffer2(avctx, pic->f, 0);
 119     }
 120
 121     if (r < 0 || !pic->f->buf[0]) {
 122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed (%d %p)\n",
 123                r, pic->f->data[0]);
 124         return -1;
 125     }
 126
 127     if (edges_needed) {
 128         int i;
 129         for (i = 0; pic->f->data[i]; i++) {
 130             int offset = (EDGE_WIDTH >> (i ? chroma_y_shift : 0)) *
 131                          pic->f->linesize[i] +
 132                          (EDGE_WIDTH >> (i ? chroma_x_shift : 0));
 133             pic->f->data[i] += offset;
 134         }
 135         pic->f->width  = avctx->width;
 136         pic->f->height = avctx->height;
 137     }
 138
 139     if (avctx->hwaccel) {
 140         assert(!pic->hwaccel_picture_private);
 141         if (avctx->hwaccel->frame_priv_data_size) {
 142             pic->hwaccel_priv_buf = av_buffer_allocz(avctx->hwaccel->frame_priv_data_size);
 143             if (!pic->hwaccel_priv_buf) {
 144                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "alloc_frame_buffer() failed (hwaccel private data allocation)\n");
 145                 return -1;
 146             }
 147             pic->hwaccel_picture_private = pic->hwaccel_priv_buf->data;
 148         }
 149     }
 150
 151     if ((linesize   &&   linesize != pic->f->linesize[0]) ||
 152         (uvlinesize && uvlinesize != pic->f->linesize[1])) {
 153         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 154                "get_buffer() failed (stride changed: linesize=%d/%d uvlinesize=%d/%d)\n",
 155                linesize,   pic->f->linesize[0],
 156                uvlinesize, pic->f->linesize[1]);
 157         ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 158         return -1;
 159     }
 160
 161     if (av_pix_fmt_count_planes(pic->f->format) > 2 &&
 162         pic->f->linesize[1] != pic->f->linesize[2]) {
 163         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 164                "get_buffer() failed (uv stride mismatch)\n");
 165         ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 166         return -1;
 167     }
 168
 169     if (!sc->edge_emu_buffer &&
 170         (ret = ff_mpeg_framesize_alloc(avctx, me, sc,
 171                                        pic->f->linesize[0])) < 0) {
 172         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 173                "get_buffer() failed to allocate context scratch buffers.\n");
 174         ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 175         return ret;
 176     }
 177
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 static int alloc_picture_tables(AVCodecContext *avctx, Picture *pic, int encoding, int out_format,
 182                                 int mb_stride, int mb_width, int mb_height, int b8_stride)
 183 {
 184     const int big_mb_num    = mb_stride * (mb_height + 1) + 1;
 185     const int mb_array_size = mb_stride * mb_height;
 186     const int b8_array_size = b8_stride * mb_height * 2;
 187     int i;
 188
 189
 190     pic->mbskip_table_buf = av_buffer_allocz(mb_array_size + 2);
 191     pic->qscale_table_buf = av_buffer_allocz(big_mb_num + mb_stride);
 192     pic->mb_type_buf      = av_buffer_allocz((big_mb_num + mb_stride) *
 193                                              sizeof(uint32_t));
 194     if (!pic->mbskip_table_buf || !pic->qscale_table_buf || !pic->mb_type_buf)
 195         return AVERROR(ENOMEM);
 196
 197     if (encoding) {
 198         pic->mb_var_buf    = av_buffer_allocz(mb_array_size * sizeof(int16_t));
 199         pic->mc_mb_var_buf = av_buffer_allocz(mb_array_size * sizeof(int16_t));
 200         pic->mb_mean_buf   = av_buffer_allocz(mb_array_size);
 201         if (!pic->mb_var_buf || !pic->mc_mb_var_buf || !pic->mb_mean_buf)
 202             return AVERROR(ENOMEM);
 203     }
 204
 205     if (out_format == FMT_H263 || encoding ||
 206         (avctx->export_side_data & AV_CODEC_EXPORT_DATA_MVS)) {
 207         int mv_size        = 2 * (b8_array_size + 4) * sizeof(int16_t);
 208         int ref_index_size = 4 * mb_array_size;
 209
 210         for (i = 0; mv_size && i < 2; i++) {
 211             pic->motion_val_buf[i] = av_buffer_allocz(mv_size);
 212             pic->ref_index_buf[i]  = av_buffer_allocz(ref_index_size);
 213             if (!pic->motion_val_buf[i] || !pic->ref_index_buf[i])
 214                 return AVERROR(ENOMEM);
 215         }
 216     }
 217
 218     pic->alloc_mb_width  = mb_width;
 219     pic->alloc_mb_height = mb_height;
 220     pic->alloc_mb_stride = mb_stride;
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 /**
 226  * Allocate a Picture.
 227  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0
 228  */
 229 int ff_alloc_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *pic, MotionEstContext *me,
 230                      ScratchpadContext *sc, int shared, int encoding,
 231                      int chroma_x_shift, int chroma_y_shift, int out_format,
 232                      int mb_stride, int mb_width, int mb_height, int b8_stride,
 233                      ptrdiff_t *linesize, ptrdiff_t *uvlinesize)
 234 {
 235     int i, ret;
 236
 237     if (pic->qscale_table_buf)
 238         if (   pic->alloc_mb_width  != mb_width
 239             || pic->alloc_mb_height != mb_height)
 240             ff_free_picture_tables(pic);
 241
 242     if (shared) {
 243         av_assert0(pic->f->data[0]);
 244         pic->shared = 1;
 245     } else {
 246         av_assert0(!pic->f->buf[0]);
 247         if (alloc_frame_buffer(avctx, pic, me, sc,
 248                                chroma_x_shift, chroma_y_shift,
 249                                *linesize, *uvlinesize) < 0)
 250             return -1;
 251
 252         *linesize   = pic->f->linesize[0];
 253         *uvlinesize = pic->f->linesize[1];
 254     }
 255
 256     if (!pic->qscale_table_buf)
 257         ret = alloc_picture_tables(avctx, pic, encoding, out_format,
 258                                    mb_stride, mb_width, mb_height, b8_stride);
 259     else
 260         ret = make_tables_writable(pic);
 261     if (ret < 0)
 262         goto fail;
 263
 264     if (encoding) {
 265         pic->mb_var    = (uint16_t*)pic->mb_var_buf->data;
 266         pic->mc_mb_var = (uint16_t*)pic->mc_mb_var_buf->data;
 267         pic->mb_mean   = pic->mb_mean_buf->data;
 268     }
 269
 270     pic->mbskip_table = pic->mbskip_table_buf->data;
 271     pic->qscale_table = pic->qscale_table_buf->data + 2 * mb_stride + 1;
 272     pic->mb_type      = (uint32_t*)pic->mb_type_buf->data + 2 * mb_stride + 1;
 273
 274     if (pic->motion_val_buf[0]) {
 275         for (i = 0; i < 2; i++) {
 276             pic->motion_val[i] = (int16_t (*)[2])pic->motion_val_buf[i]->data + 4;
 277             pic->ref_index[i]  = pic->ref_index_buf[i]->data;
 278         }
 279     }
 280
 281     return 0;
 282 fail:
 283     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a picture.\n");
 284     ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 285     ff_free_picture_tables(pic);
 286     return AVERROR(ENOMEM);
 287 }
 288
 289 /**
 290  * Deallocate a picture.
 291  */
 292 void ff_mpeg_unref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *pic)
 293 {
 294     int off = offsetof(Picture, mb_mean) + sizeof(pic->mb_mean);
 295
 296     pic->tf.f = pic->f;
 297     /* WM Image / Screen codecs allocate internal buffers with different
 298      * dimensions / colorspaces; ignore user-defined callbacks for these. */
 299     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_WMV3IMAGE &&
 300         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_VC1IMAGE  &&
 301         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MSS2)
 302         ff_thread_release_buffer(avctx, &pic->tf);
 303     else if (pic->f)
 304         av_frame_unref(pic->f);
 305
 306     av_buffer_unref(&pic->hwaccel_priv_buf);
 307
 308     if (pic->needs_realloc)
 309         ff_free_picture_tables(pic);
 310
 311     memset((uint8_t*)pic + off, 0, sizeof(*pic) - off);
 312 }
 313
 314 int ff_update_picture_tables(Picture *dst, Picture *src)
 315 {
 316     int i, ret;
 317
 318     ret  = av_buffer_replace(&dst->mb_var_buf,       src->mb_var_buf);
 319     ret |= av_buffer_replace(&dst->mc_mb_var_buf,    src->mc_mb_var_buf);
 320     ret |= av_buffer_replace(&dst->mb_mean_buf,      src->mb_mean_buf);
 321     ret |= av_buffer_replace(&dst->mbskip_table_buf, src->mbskip_table_buf);
 322     ret |= av_buffer_replace(&dst->qscale_table_buf, src->qscale_table_buf);
 323     ret |= av_buffer_replace(&dst->mb_type_buf,      src->mb_type_buf);
 324     for (i = 0; i < 2; i++) {
 325         ret |= av_buffer_replace(&dst->motion_val_buf[i], src->motion_val_buf[i]);
 326         ret |= av_buffer_replace(&dst->ref_index_buf[i],  src->ref_index_buf[i]);
 327     }
 328
 329     if (ret < 0) {
 330         ff_free_picture_tables(dst);
 331         return ret;
 332     }
 333
 334     dst->mb_var        = src->mb_var;
 335     dst->mc_mb_var     = src->mc_mb_var;
 336     dst->mb_mean       = src->mb_mean;
 337     dst->mbskip_table  = src->mbskip_table;
 338     dst->qscale_table  = src->qscale_table;
 339     dst->mb_type       = src->mb_type;
 340     for (i = 0; i < 2; i++) {
 341         dst->motion_val[i] = src->motion_val[i];
 342         dst->ref_index[i]  = src->ref_index[i];
 343     }
 344
 345     dst->alloc_mb_width  = src->alloc_mb_width;
 346     dst->alloc_mb_height = src->alloc_mb_height;
 347     dst->alloc_mb_stride = src->alloc_mb_stride;
 348
 349     return 0;
 350 }
 351
 352 int ff_mpeg_ref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *dst, Picture *src)
 353 {
 354     int ret;
 355
 356     av_assert0(!dst->f->buf[0]);
 357     av_assert0(src->f->buf[0]);
 358
 359     src->tf.f = src->f;
 360     dst->tf.f = dst->f;
 361     ret = ff_thread_ref_frame(&dst->tf, &src->tf);
 362     if (ret < 0)
 363         goto fail;
 364
 365     ret = ff_update_picture_tables(dst, src);
 366     if (ret < 0)
 367         goto fail;
 368
 369     if (src->hwaccel_picture_private) {
 370         dst->hwaccel_priv_buf = av_buffer_ref(src->hwaccel_priv_buf);
 371         if (!dst->hwaccel_priv_buf) {
 372             ret = AVERROR(ENOMEM);
 373             goto fail;
 374         }
 375         dst->hwaccel_picture_private = dst->hwaccel_priv_buf->data;
 376     }
 377
 378     dst->field_picture           = src->field_picture;
 379     dst->mb_var_sum              = src->mb_var_sum;
 380     dst->mc_mb_var_sum           = src->mc_mb_var_sum;
 381     dst->b_frame_score           = src->b_frame_score;
 382     dst->needs_realloc           = src->needs_realloc;
 383     dst->reference               = src->reference;
 384     dst->shared                  = src->shared;
 385
 386     memcpy(dst->encoding_error, src->encoding_error,
 387            sizeof(dst->encoding_error));
 388
 389     return 0;
 390 fail:
 391     ff_mpeg_unref_picture(avctx, dst);
 392     return ret;
 393 }
 394
 395 static inline int pic_is_unused(Picture *pic)
 396 {
 397     if (!pic->f->buf[0])
 398         return 1;
 399     if (pic->needs_realloc && !(pic->reference & DELAYED_PIC_REF))
 400         return 1;
 401     return 0;
 402 }
 403
 404 static int find_unused_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture, int shared)
 405 {
 406     int i;
 407
 408     if (shared) {
 409         for (i = 0; i < MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 410             if (!picture[i].f->buf[0])
 411                 return i;
 412         }
 413     } else {
 414         for (i = 0; i < MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 415             if (pic_is_unused(&picture[i]))
 416                 return i;
 417         }
 418     }
 419
 420     av_log(avctx, AV_LOG_FATAL,
 421            "Internal error, picture buffer overflow\n");
 422     /* We could return -1, but the codec would crash trying to draw into a
 423      * non-existing frame anyway. This is safer than waiting for a random crash.
 424      * Also the return of this is never useful, an encoder must only allocate
 425      * as much as allowed in the specification. This has no relationship to how
 426      * much libavcodec could allocate (and MAX_PICTURE_COUNT is always large
 427      * enough for such valid streams).
 428      * Plus, a decoder has to check stream validity and remove frames if too
 429      * many reference frames are around. Waiting for "OOM" is not correct at
 430      * all. Similarly, missing reference frames have to be replaced by
 431      * interpolated/MC frames, anything else is a bug in the codec ...
 432      */
 433     abort();
 434     return -1;
 435 }
 436
 437 int ff_find_unused_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture, int shared)
 438 {
 439     int ret = find_unused_picture(avctx, picture, shared);
 440
 441     if (ret >= 0 && ret < MAX_PICTURE_COUNT) {
 442         if (picture[ret].needs_realloc) {
 443             picture[ret].needs_realloc = 0;
 444             ff_free_picture_tables(&picture[ret]);
 445             ff_mpeg_unref_picture(avctx, &picture[ret]);
 446         }
 447     }
 448     return ret;
 449 }
 450
 451 void ff_free_picture_tables(Picture *pic)
 452 {
 453     int i;
 454
 455     pic->alloc_mb_width  =
 456     pic->alloc_mb_height = 0;
 457
 458     av_buffer_unref(&pic->mb_var_buf);
 459     av_buffer_unref(&pic->mc_mb_var_buf);
 460     av_buffer_unref(&pic->mb_mean_buf);
 461     av_buffer_unref(&pic->mbskip_table_buf);
 462     av_buffer_unref(&pic->qscale_table_buf);
 463     av_buffer_unref(&pic->mb_type_buf);
 464
 465     for (i = 0; i < 2; i++) {
 466         av_buffer_unref(&pic->motion_val_buf[i]);
 467         av_buffer_unref(&pic->ref_index_buf[i]);
 468     }
 469 }