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

   1 /*
   2  * Intel MediaSDK QSV codec-independent code
   3  *
   4  * copyright (c) 2013 Luca Barbato
   5  * copyright (c) 2015 Anton Khirnov <anton@khirnov.net>
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include <string.h>
  25 #include <sys/types.h>
  26
  27 #include <mfx/mfxvideo.h>
  28
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "libavutil/hwcontext.h"
  31 #include "libavutil/hwcontext_qsv.h"
  32 #include "libavutil/mem.h"
  33 #include "libavutil/log.h"
  34 #include "libavutil/pixdesc.h"
  35 #include "libavutil/pixfmt.h"
  36 #include "libavutil/time.h"
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "qsv.h"
  41 #include "qsv_internal.h"
  42 #include "qsvdec.h"
  43
  44 const AVCodecHWConfigInternal *ff_qsv_hw_configs[] = {
  45     &(const AVCodecHWConfigInternal) {
  46         .public = {
  47             .pix_fmt     = AV_PIX_FMT_QSV,
  48             .methods     = AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_HW_FRAMES_CTX |
  49                            AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_AD_HOC,
  50             .device_type = AV_HWDEVICE_TYPE_QSV,
  51         },
  52         .hwaccel = NULL,
  53     },
  54     NULL
  55 };
  56
  57 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
  58                             AVBufferRef *hw_frames_ref, AVBufferRef *hw_device_ref)
  59 {
  60     int ret;
  61
  62     if (session) {
  63         q->session = session;
  64     } else if (hw_frames_ref) {
  65         if (q->internal_session) {
  66             MFXClose(q->internal_session);
  67             q->internal_session = NULL;
  68         }
  69         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
  70
  71         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
  72         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
  73             return AVERROR(ENOMEM);
  74
  75         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
  76                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
  77                                          q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY);
  78         if (ret < 0) {
  79             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
  80             return ret;
  81         }
  82
  83         q->session = q->internal_session;
  84     } else if (hw_device_ref) {
  85         if (q->internal_session) {
  86             MFXClose(q->internal_session);
  87             q->internal_session = NULL;
  88         }
  89
  90         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
  91                                          hw_device_ref, q->load_plugins);
  92         if (ret < 0)
  93             return ret;
  94
  95         q->session = q->internal_session;
  96     } else {
  97         if (!q->internal_session) {
  98             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
  99                                                q->load_plugins);
 100             if (ret < 0)
 101                 return ret;
 102         }
 103
 104         q->session = q->internal_session;
 105     }
 106
 107     /* make sure the decoder is uninitialized */
 108     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 109
 110     return 0;
 111 }
 112
 113 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 114 {
 115     const AVPixFmtDescriptor *desc;
 116     mfxSession session = NULL;
 117     int iopattern = 0;
 118     mfxVideoParam param = { 0 };
 119     int frame_width  = avctx->coded_width;
 120     int frame_height = avctx->coded_height;
 121     int ret;
 122
 123     desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->sw_pix_fmt);
 124     if (!desc)
 125         return AVERROR_BUG;
 126
 127     if (!q->async_fifo) {
 128         q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
 129                                       (sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*)));
 130         if (!q->async_fifo)
 131             return AVERROR(ENOMEM);
 132     }
 133
 134     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
 135         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
 136         session           = user_ctx->session;
 137         iopattern         = user_ctx->iopattern;
 138         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
 139         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
 140     }
 141
 142     if (avctx->hw_frames_ctx) {
 143         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 144         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
 145
 146         if (!iopattern) {
 147             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
 148                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
 149             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
 150                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
 151         }
 152     }
 153
 154     if (!iopattern)
 155         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
 156     q->iopattern = iopattern;
 157
 158     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx, avctx->hw_device_ctx);
 159     if (ret < 0) {
 160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
 161         return ret;
 162     }
 163
 164     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
 165     if (ret < 0)
 166         return ret;
 167
 168     param.mfx.CodecId      = ret;
 169     param.mfx.CodecProfile = ff_qsv_profile_to_mfx(avctx->codec_id, avctx->profile);
 170     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level == FF_LEVEL_UNKNOWN ? MFX_LEVEL_UNKNOWN : avctx->level;
 171
 172     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
 173     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
 174     param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
 175     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = q->fourcc;
 176     param.mfx.FrameInfo.Width          = frame_width;
 177     param.mfx.FrameInfo.Height         = frame_height;
 178     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 179
 180     switch (avctx->field_order) {
 181     case AV_FIELD_PROGRESSIVE:
 182         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
 183         break;
 184     case AV_FIELD_TT:
 185         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 186         break;
 187     case AV_FIELD_BB:
 188         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
 189         break;
 190     default:
 191         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_UNKNOWN;
 192         break;
 193     }
 194
 195     param.IOPattern   = q->iopattern;
 196     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
 197     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
 198     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
 199
 200     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
 201     if (ret < 0)
 202         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 203                                   "Error initializing the MFX video decoder");
 204
 205     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
 206
 207     return 0;
 208 }
 209
 210 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
 211 {
 212     int ret;
 213
 214     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 215     if (ret < 0)
 216         return ret;
 217
 218     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 219         frame->surface = *(mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 220     } else {
 221         frame->surface.Info = q->frame_info;
 222
 223         frame->surface.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 224         frame->surface.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 225         frame->surface.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 226     }
 227
 228     if (q->frames_ctx.mids) {
 229         ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, frame);
 230         if (ret < 0)
 231             return ret;
 232
 233         frame->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
 234     }
 235     frame->surface.Data.ExtParam    = &frame->ext_param;
 236     frame->surface.Data.NumExtParam = 1;
 237     frame->ext_param                = (mfxExtBuffer*)&frame->dec_info;
 238     frame->dec_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_DECODED_FRAME_INFO;
 239     frame->dec_info.Header.BufferSz = sizeof(frame->dec_info);
 240
 241     frame->used = 1;
 242
 243     return 0;
 244 }
 245
 246 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 247 {
 248     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 249     while (cur) {
 250         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked && !cur->queued) {
 251             cur->used = 0;
 252             av_frame_unref(cur->frame);
 253         }
 254         cur = cur->next;
 255     }
 256 }
 257
 258 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 259 {
 260     QSVFrame *frame, **last;
 261     int ret;
 262
 263     qsv_clear_unused_frames(q);
 264
 265     frame = q->work_frames;
 266     last  = &q->work_frames;
 267     while (frame) {
 268         if (!frame->used) {
 269             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 270             if (ret < 0)
 271                 return ret;
 272             *surf = &frame->surface;
 273             return 0;
 274         }
 275
 276         last  = &frame->next;
 277         frame = frame->next;
 278     }
 279
 280     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 281     if (!frame)
 282         return AVERROR(ENOMEM);
 283     frame->frame = av_frame_alloc();
 284     if (!frame->frame) {
 285         av_freep(&frame);
 286         return AVERROR(ENOMEM);
 287     }
 288     *last = frame;
 289
 290     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 291     if (ret < 0)
 292         return ret;
 293
 294     *surf = &frame->surface;
 295
 296     return 0;
 297 }
 298
 299 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 300 {
 301     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 302     while (cur) {
 303         if (surf == &cur->surface)
 304             return cur;
 305         cur = cur->next;
 306     }
 307     return NULL;
 308 }
 309
 310 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 311                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 312                       AVPacket *avpkt)
 313 {
 314     QSVFrame *out_frame;
 315     mfxFrameSurface1 *insurf;
 316     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 317     mfxSyncPoint *sync;
 318     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 319     int ret;
 320
 321     if (avpkt->size) {
 322         bs.Data       = avpkt->data;
 323         bs.DataLength = avpkt->size;
 324         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 325         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 326         if (avctx->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE)
 327             bs.DataFlag   |= MFX_BITSTREAM_COMPLETE_FRAME;
 328     }
 329
 330     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 331     if (!sync) {
 332         av_freep(&sync);
 333         return AVERROR(ENOMEM);
 334     }
 335
 336     do {
 337         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 338         if (ret < 0) {
 339             av_freep(&sync);
 340             return ret;
 341         }
 342
 343         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 344                                               insurf, &outsurf, sync);
 345         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 346             av_usleep(500);
 347
 348     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 349
 350     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 351         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 352         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 353         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 354         av_freep(&sync);
 355         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 356                                   "Error during QSV decoding.");
 357     }
 358
 359     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 360      * did not consume any data and did not return anything */
 361     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 362         bs.DataOffset = avpkt->size;
 363         ++q->zero_consume_run;
 364         if (q->zero_consume_run > 1)
 365             ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "A decode call did not consume any data");
 366     } else {
 367         q->zero_consume_run = 0;
 368     }
 369
 370     if (*sync) {
 371         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 372
 373         if (!out_frame) {
 374             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 375                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 376             av_freep(&sync);
 377             return AVERROR_BUG;
 378         }
 379
 380         out_frame->queued = 1;
 381         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 382         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 383     } else {
 384         av_freep(&sync);
 385     }
 386
 387     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 388         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 389         AVFrame *src_frame;
 390
 391         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 392         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 393         out_frame->queued = 0;
 394
 395         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_QSV) {
 396             do {
 397                 ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 398             } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 399         }
 400
 401         av_freep(&sync);
 402
 403         src_frame = out_frame->frame;
 404
 405         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 406         if (ret < 0)
 407             return ret;
 408
 409         outsurf = &out_frame->surface;
 410
 411 #if FF_API_PKT_PTS
 412 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 413         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 414 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 415 #endif
 416         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 417
 418         frame->repeat_pict =
 419             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 420             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 421             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 422         frame->top_field_first =
 423             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 424         frame->interlaced_frame =
 425             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 426         frame->pict_type = ff_qsv_map_pictype(out_frame->dec_info.FrameType);
 427         //Key frame is IDR frame is only suitable for H264. For HEVC, IRAPs are key frames.
 428         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264)
 429             frame->key_frame = !!(out_frame->dec_info.FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR);
 430
 431         /* update the surface properties */
 432         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV)
 433             ((mfxFrameSurface1*)frame->data[3])->Info = outsurf->Info;
 434
 435         *got_frame = 1;
 436     }
 437
 438     return bs.DataOffset;
 439 }
 440
 441 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 442 {
 443     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 444
 445     if (q->session)
 446         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 447
 448     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 449         QSVFrame *out_frame;
 450         mfxSyncPoint *sync;
 451
 452         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 453         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 454
 455         av_freep(&sync);
 456     }
 457
 458     while (cur) {
 459         q->work_frames = cur->next;
 460         av_frame_free(&cur->frame);
 461         av_freep(&cur);
 462         cur = q->work_frames;
 463     }
 464
 465     av_fifo_free(q->async_fifo);
 466     q->async_fifo = NULL;
 467
 468     av_parser_close(q->parser);
 469     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 470
 471     if (q->internal_session)
 472         MFXClose(q->internal_session);
 473
 474     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 475     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
 476
 477     return 0;
 478 }
 479
 480 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 481                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 482 {
 483     uint8_t *dummy_data;
 484     int dummy_size;
 485     int ret;
 486     const AVPixFmtDescriptor *desc;
 487
 488     if (!q->avctx_internal) {
 489         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 490         if (!q->avctx_internal)
 491             return AVERROR(ENOMEM);
 492
 493         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 494         if (!q->parser)
 495             return AVERROR(ENOMEM);
 496
 497         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 498         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 499     }
 500
 501     if (!pkt->size)
 502         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 503
 504     /* we assume the packets are already split properly and want
 505      * just the codec parameters here */
 506     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 507                      &dummy_data, &dummy_size,
 508                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 509                      pkt->pos);
 510
 511     avctx->field_order  = q->parser->field_order;
 512     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 513     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 514         FFALIGN(q->parser->coded_width, 16)  != FFALIGN(avctx->coded_width, 16) ||
 515         FFALIGN(q->parser->coded_height, 16) != FFALIGN(avctx->coded_height, 16)) {
 516         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 517                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 518                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 519         enum AVPixelFormat qsv_format;
 520
 521         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
 522         if (qsv_format < 0) {
 523             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 524                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
 525                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
 526             ret = AVERROR(ENOSYS);
 527             goto reinit_fail;
 528         }
 529
 530         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 531         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 532         avctx->width        = q->parser->width;
 533         avctx->height       = q->parser->height;
 534         avctx->coded_width  = FFALIGN(q->parser->coded_width, 16);
 535         avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 16);
 536         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 537         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 538
 539         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 540         if (ret < 0)
 541             goto reinit_fail;
 542
 543         avctx->pix_fmt = ret;
 544
 545         desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 546         if (!desc)
 547             goto reinit_fail;
 548
 549          if (desc->comp[0].depth > 8) {
 550             avctx->coded_width =  FFALIGN(q->parser->coded_width, 32);
 551             avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 32);
 552         }
 553
 554         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 555         if (ret < 0)
 556             goto reinit_fail;
 557     }
 558
 559     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 560
 561 reinit_fail:
 562     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 563     return ret;
 564 }
 565
 566 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 567 {
 568     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 569 }