]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/qsvdec.c
avformat/alp: fix handling of TUN files
[ffmpeg] / 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 #include "libavutil/imgutils.h"
38
39 #include "avcodec.h"
40 #include "internal.h"
41 #include "decode.h"
42 #include "qsv.h"
43 #include "qsv_internal.h"
44 #include "qsvdec.h"
45
46 const AVCodecHWConfigInternal *ff_qsv_hw_configs[] = {
47     &(const AVCodecHWConfigInternal) {
48         .public = {
49             .pix_fmt     = AV_PIX_FMT_QSV,
50             .methods     = AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_HW_FRAMES_CTX |
51                            AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_AD_HOC,
52             .device_type = AV_HWDEVICE_TYPE_QSV,
53         },
54         .hwaccel = NULL,
55     },
56     NULL
57 };
58
59 static int ff_qsv_get_continuous_buffer(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame, AVBufferPool *pool)
60 {
61     int ret = 0;
62
63     ff_decode_frame_props(avctx, frame);
64
65     frame->width       = avctx->width;
66     frame->height      = avctx->height;
67
68     switch (avctx->pix_fmt) {
69     case AV_PIX_FMT_NV12:
70         frame->linesize[0] = FFALIGN(avctx->width, 128);
71         break;
72     case AV_PIX_FMT_P010:
73         frame->linesize[0] = 2 * FFALIGN(avctx->width, 128);
74         break;
75     default:
76         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported pixel format.\n");
77         return AVERROR(EINVAL);
78     }
79
80     frame->linesize[1] = frame->linesize[0];
81     frame->buf[0]      = av_buffer_pool_get(pool);
82     if (!frame->buf[0])
83         return AVERROR(ENOMEM);
84
85     frame->data[0] = frame->buf[0]->data;
86     frame->data[1] = frame->data[0] +
87                             frame->linesize[0] * FFALIGN(avctx->height, 64);
88
89     ret = ff_attach_decode_data(frame);
90     if (ret < 0)
91         return ret;
92
93     return 0;
94 }
95
96 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
97                             AVBufferRef *hw_frames_ref, AVBufferRef *hw_device_ref)
98 {
99     int ret;
100
101     if (q->gpu_copy == MFX_GPUCOPY_ON &&
102         !(q->iopattern & MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY)) {
103         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "GPU-accelerated memory copy "
104                         "only works in system memory mode.\n");
105         q->gpu_copy = MFX_GPUCOPY_OFF;
106     }
107     if (session) {
108         q->session = session;
109     } else if (hw_frames_ref) {
110         if (q->internal_qs.session) {
111             MFXClose(q->internal_qs.session);
112             q->internal_qs.session = NULL;
113         }
114         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
115
116         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
117         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
118             return AVERROR(ENOMEM);
119
120         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_qs.session,
121                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
122                                          q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY,
123                                          q->gpu_copy);
124         if (ret < 0) {
125             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
126             return ret;
127         }
128
129         q->session = q->internal_qs.session;
130     } else if (hw_device_ref) {
131         if (q->internal_qs.session) {
132             MFXClose(q->internal_qs.session);
133             q->internal_qs.session = NULL;
134         }
135
136         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_qs.session,
137                                          hw_device_ref, q->load_plugins, q->gpu_copy);
138         if (ret < 0)
139             return ret;
140
141         q->session = q->internal_qs.session;
142     } else {
143         if (!q->internal_qs.session) {
144             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_qs,
145                                                q->load_plugins, q->gpu_copy);
146             if (ret < 0)
147                 return ret;
148         }
149
150         q->session = q->internal_qs.session;
151     }
152
153     /* make sure the decoder is uninitialized */
154     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
155
156     return 0;
157 }
158
159 static inline unsigned int qsv_fifo_item_size(void)
160 {
161     return sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*);
162 }
163
164 static inline unsigned int qsv_fifo_size(const AVFifoBuffer* fifo)
165 {
166     return av_fifo_size(fifo) / qsv_fifo_item_size();
167 }
168
169 static int qsv_decode_preinit(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, enum AVPixelFormat pix_fmt, mfxVideoParam *param)
170 {
171     mfxSession session = NULL;
172     int iopattern = 0;
173     int ret;
174     enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = {
175         AV_PIX_FMT_QSV, /* opaque format in case of video memory output */
176         pix_fmt,        /* system memory format obtained from bitstream parser */
177         AV_PIX_FMT_NONE };
178
179     ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
180     if (ret < 0) {
181         q->orig_pix_fmt = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
182         return ret;
183     }
184
185     if (!q->async_fifo) {
186         q->async_fifo = av_fifo_alloc(q->async_depth * qsv_fifo_item_size());
187         if (!q->async_fifo)
188             return AVERROR(ENOMEM);
189     }
190
191     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
192         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
193         session           = user_ctx->session;
194         iopattern         = user_ctx->iopattern;
195         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
196         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
197     }
198
199     if (avctx->hw_frames_ctx) {
200         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
201         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
202
203         if (!iopattern) {
204             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
205                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
206             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
207                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
208         }
209     }
210
211     if (!iopattern)
212         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
213     q->iopattern = iopattern;
214
215     ff_qsv_print_iopattern(avctx, q->iopattern, "Decoder");
216
217     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx, avctx->hw_device_ctx);
218     if (ret < 0) {
219         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
220         return ret;
221     }
222
223     param->IOPattern   = q->iopattern;
224     param->AsyncDepth  = q->async_depth;
225     param->ExtParam    = q->ext_buffers;
226     param->NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
227
228     return 0;
229  }
230
231 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxVideoParam *param)
232 {
233     int ret;
234
235     avctx->width        = param->mfx.FrameInfo.CropW;
236     avctx->height       = param->mfx.FrameInfo.CropH;
237     avctx->coded_width  = param->mfx.FrameInfo.Width;
238     avctx->coded_height = param->mfx.FrameInfo.Height;
239     avctx->level        = param->mfx.CodecLevel;
240     avctx->profile      = param->mfx.CodecProfile;
241     avctx->field_order  = ff_qsv_map_picstruct(param->mfx.FrameInfo.PicStruct);
242     avctx->pix_fmt      = ff_qsv_map_fourcc(param->mfx.FrameInfo.FourCC);
243
244     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, param);
245     if (ret < 0)
246         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
247                                   "Error initializing the MFX video decoder");
248
249     q->frame_info = param->mfx.FrameInfo;
250
251     if (!avctx->hw_frames_ctx)
252         q->pool = av_buffer_pool_init(av_image_get_buffer_size(avctx->pix_fmt,
253                     FFALIGN(avctx->width, 128), FFALIGN(avctx->height, 64), 1), av_buffer_allocz);
254     return 0;
255 }
256
257 static int qsv_decode_header(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, AVPacket *avpkt, enum AVPixelFormat pix_fmt, mfxVideoParam *param)
258 {
259     int ret;
260
261     mfxBitstream bs = { 0 };
262
263     if (avpkt->size) {
264         bs.Data       = avpkt->data;
265         bs.DataLength = avpkt->size;
266         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
267         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
268         if (avctx->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE)
269             bs.DataFlag   |= MFX_BITSTREAM_COMPLETE_FRAME;
270     } else
271         return AVERROR_INVALIDDATA;
272
273
274     if(!q->session) {
275         ret = qsv_decode_preinit(avctx, q, pix_fmt, param);
276         if (ret < 0)
277             return ret;
278     }
279
280     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
281     if (ret < 0)
282         return ret;
283
284     param->mfx.CodecId = ret;
285     ret = MFXVideoDECODE_DecodeHeader(q->session, &bs, param);
286     if (MFX_ERR_MORE_DATA == ret) {
287        return AVERROR(EAGAIN);
288     }
289     if (ret < 0)
290         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
291                 "Error decoding stream header");
292
293     return 0;
294 }
295
296 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
297 {
298     int ret;
299
300     if (q->pool)
301         ret = ff_qsv_get_continuous_buffer(avctx, frame->frame, q->pool);
302     else
303         ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
304
305     if (ret < 0)
306         return ret;
307
308     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
309         frame->surface = *(mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
310     } else {
311         frame->surface.Info = q->frame_info;
312
313         frame->surface.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
314         frame->surface.Data.Y        = frame->frame->data[0];
315         frame->surface.Data.UV       = frame->frame->data[1];
316     }
317
318     if (q->frames_ctx.mids) {
319         ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, frame);
320         if (ret < 0)
321             return ret;
322
323         frame->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
324     }
325     frame->surface.Data.ExtParam    = &frame->ext_param;
326     frame->surface.Data.NumExtParam = 1;
327     frame->ext_param                = (mfxExtBuffer*)&frame->dec_info;
328     frame->dec_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_DECODED_FRAME_INFO;
329     frame->dec_info.Header.BufferSz = sizeof(frame->dec_info);
330
331     frame->used = 1;
332
333     return 0;
334 }
335
336 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
337 {
338     QSVFrame *cur = q->work_frames;
339     while (cur) {
340         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked && !cur->queued) {
341             cur->used = 0;
342             av_frame_unref(cur->frame);
343         }
344         cur = cur->next;
345     }
346 }
347
348 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
349 {
350     QSVFrame *frame, **last;
351     int ret;
352
353     qsv_clear_unused_frames(q);
354
355     frame = q->work_frames;
356     last  = &q->work_frames;
357     while (frame) {
358         if (!frame->used) {
359             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
360             if (ret < 0)
361                 return ret;
362             *surf = &frame->surface;
363             return 0;
364         }
365
366         last  = &frame->next;
367         frame = frame->next;
368     }
369
370     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
371     if (!frame)
372         return AVERROR(ENOMEM);
373     frame->frame = av_frame_alloc();
374     if (!frame->frame) {
375         av_freep(&frame);
376         return AVERROR(ENOMEM);
377     }
378     *last = frame;
379
380     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
381     if (ret < 0)
382         return ret;
383
384     *surf = &frame->surface;
385
386     return 0;
387 }
388
389 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
390 {
391     QSVFrame *cur = q->work_frames;
392     while (cur) {
393         if (surf == &cur->surface)
394             return cur;
395         cur = cur->next;
396     }
397     return NULL;
398 }
399
400 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
401                       AVFrame *frame, int *got_frame,
402                       AVPacket *avpkt)
403 {
404     QSVFrame *out_frame;
405     mfxFrameSurface1 *insurf;
406     mfxFrameSurface1 *outsurf;
407     mfxSyncPoint *sync;
408     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
409     int ret;
410
411     if (avpkt->size) {
412         bs.Data       = avpkt->data;
413         bs.DataLength = avpkt->size;
414         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
415         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
416         if (avctx->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE)
417             bs.DataFlag   |= MFX_BITSTREAM_COMPLETE_FRAME;
418     }
419
420     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
421     if (!sync) {
422         av_freep(&sync);
423         return AVERROR(ENOMEM);
424     }
425
426     do {
427         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
428         if (ret < 0) {
429             av_freep(&sync);
430             return ret;
431         }
432
433         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
434                                               insurf, &outsurf, sync);
435         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
436             av_usleep(500);
437
438     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
439
440     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
441         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
442         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
443         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
444         av_freep(&sync);
445         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
446                                   "Error during QSV decoding.");
447     }
448
449     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
450      * did not consume any data and did not return anything */
451     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
452         bs.DataOffset = avpkt->size;
453         ++q->zero_consume_run;
454         if (q->zero_consume_run > 1)
455             ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "A decode call did not consume any data");
456     } else if (!*sync && bs.DataOffset) {
457         ++q->buffered_count;
458     } else {
459         q->zero_consume_run = 0;
460     }
461
462     if (*sync) {
463         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
464
465         if (!out_frame) {
466             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
467                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
468             av_freep(&sync);
469             return AVERROR_BUG;
470         }
471
472         out_frame->queued = 1;
473         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
474         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
475     } else {
476         av_freep(&sync);
477     }
478
479     if ((qsv_fifo_size(q->async_fifo) >= q->async_depth) ||
480         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
481         AVFrame *src_frame;
482
483         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
484         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
485         out_frame->queued = 0;
486
487         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_QSV) {
488             do {
489                 ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
490             } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
491         }
492
493         av_freep(&sync);
494
495         src_frame = out_frame->frame;
496
497         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
498         if (ret < 0)
499             return ret;
500
501         outsurf = &out_frame->surface;
502
503 #if FF_API_PKT_PTS
504 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
505         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
506 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
507 #endif
508         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
509
510         frame->repeat_pict =
511             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
512             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
513             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
514         frame->top_field_first =
515             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
516         frame->interlaced_frame =
517             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
518         frame->pict_type = ff_qsv_map_pictype(out_frame->dec_info.FrameType);
519         //Key frame is IDR frame is only suitable for H264. For HEVC, IRAPs are key frames.
520         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264)
521             frame->key_frame = !!(out_frame->dec_info.FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR);
522
523         /* update the surface properties */
524         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV)
525             ((mfxFrameSurface1*)frame->data[3])->Info = outsurf->Info;
526
527         *got_frame = 1;
528     }
529
530     return bs.DataOffset;
531 }
532
533 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
534 {
535     QSVFrame *cur = q->work_frames;
536
537     if (q->session)
538         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
539
540     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
541         QSVFrame *out_frame;
542         mfxSyncPoint *sync;
543
544         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
545         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
546
547         av_freep(&sync);
548     }
549
550     while (cur) {
551         q->work_frames = cur->next;
552         av_frame_free(&cur->frame);
553         av_freep(&cur);
554         cur = q->work_frames;
555     }
556
557     av_fifo_free(q->async_fifo);
558     q->async_fifo = NULL;
559
560     ff_qsv_close_internal_session(&q->internal_qs);
561
562     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
563     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
564     av_buffer_pool_uninit(&q->pool);
565
566     return 0;
567 }
568
569 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
570                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
571 {
572     int ret;
573     mfxVideoParam param = { 0 };
574     enum AVPixelFormat pix_fmt = AV_PIX_FMT_NV12;
575
576     if (!pkt->size)
577         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
578
579     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
580
581     // sw_pix_fmt, coded_width/height should be set for ff_get_format(),
582     // assume sw_pix_fmt is NV12 and coded_width/height to be 1280x720,
583     // the assumption may be not corret but will be updated after header decoded if not true.
584     if (q->orig_pix_fmt != AV_PIX_FMT_NONE)
585         pix_fmt = q->orig_pix_fmt;
586     if (!avctx->coded_width)
587         avctx->coded_width = 1280;
588     if (!avctx->coded_height)
589         avctx->coded_height = 720;
590
591     ret = qsv_decode_header(avctx, q, pkt, pix_fmt, &param);
592
593     if (ret >= 0 && (q->orig_pix_fmt != ff_qsv_map_fourcc(param.mfx.FrameInfo.FourCC) ||
594         avctx->coded_width  != param.mfx.FrameInfo.Width ||
595         avctx->coded_height != param.mfx.FrameInfo.Height)) {
596         AVPacket zero_pkt = {0};
597
598         if (q->buffered_count) {
599             q->reinit_flag = 1;
600             /* decode zero-size pkt to flush the buffered pkt before reinit */
601             q->buffered_count--;
602             return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, &zero_pkt);
603         }
604         q->reinit_flag = 0;
605
606         q->orig_pix_fmt = avctx->pix_fmt = pix_fmt = ff_qsv_map_fourcc(param.mfx.FrameInfo.FourCC);
607
608         avctx->coded_width  = param.mfx.FrameInfo.Width;
609         avctx->coded_height = param.mfx.FrameInfo.Height;
610
611         ret = qsv_decode_preinit(avctx, q, pix_fmt, &param);
612         if (ret < 0)
613             goto reinit_fail;
614         q->initialized = 0;
615     }
616
617     if (!q->initialized) {
618         ret = qsv_decode_init(avctx, q, &param);
619         if (ret < 0)
620             goto reinit_fail;
621         q->initialized = 1;
622     }
623
624     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
625
626 reinit_fail:
627     q->orig_pix_fmt = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
628     return ret;
629 }
630
631 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
632 {
633     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
634     q->initialized = 0;
635 }