git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/codec/avcodec/vaapi.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * vaapi.c: VAAPI helpers for the ffmpeg decoder
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2009 Laurent Aimar
   5  * $Id$
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir_AT_ videolan _DOT_ org>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program 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
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  25 # include "config.h"
  26 #endif
  27
  28 #include <vlc_common.h>
  29 #include <vlc_fourcc.h>
  30 #include <assert.h>
  31
  32 #ifdef HAVE_LIBAVCODEC_AVCODEC_H
  33 #   include <libavcodec/avcodec.h>
  34 #elif defined(HAVE_FFMPEG_AVCODEC_H)
  35 #   include <ffmpeg/avcodec.h>
  36 #else
  37 #   include <avcodec.h>
  38 #endif
  39
  40 #include "avcodec.h"
  41 #include "va.h"
  42 #include "copy.h"
  43
  44 #ifdef HAVE_AVCODEC_VAAPI
  45
  46 #include <libavcodec/vaapi.h>
  47
  48 #include <X11/Xlib.h>
  49 #include <va/va_x11.h>
  50
  51 typedef struct
  52 {
  53     VASurfaceID  i_id;
  54     int          i_refcount;
  55     unsigned int i_order;
  56
  57 } vlc_va_surface_t;
  58
  59 typedef struct
  60 {
  61     vlc_va_t     va;
  62
  63     /* */
  64     Display      *p_display_x11;
  65     VADisplay     p_display;
  66
  67     VAConfigID    i_config_id;
  68     VAContextID   i_context_id;
  69
  70     struct vaapi_context hw_ctx;
  71
  72     /* */
  73     int i_version_major;
  74     int i_version_minor;
  75
  76     /* */
  77     int          i_surface_count;
  78     unsigned int i_surface_order;
  79     int          i_surface_width;
  80     int          i_surface_height;
  81     vlc_fourcc_t i_surface_chroma;
  82
  83     vlc_va_surface_t *p_surface;
  84
  85     VAImage      image;
  86     copy_cache_t image_cache;
  87
  88 } vlc_va_vaapi_t;
  89
  90 static vlc_va_vaapi_t *vlc_va_vaapi_Get( void *p_va )
  91 {
  92     return p_va;
  93 }
  94
  95 /* */
  96 static int Open( vlc_va_vaapi_t *p_va, int i_codec_id )
  97 {
  98     VAProfile i_profile;
  99     int i_surface_count;
 100
 101     /* */
 102     switch( i_codec_id )
 103     {
 104     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 105     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 106         i_profile = VAProfileMPEG2Main;
 107         i_surface_count = 2+1;
 108         break;
 109     case CODEC_ID_MPEG4:
 110         i_profile = VAProfileMPEG4AdvancedSimple;
 111         i_surface_count = 2+1;
 112         break;
 113     case CODEC_ID_WMV3:
 114         i_profile = VAProfileVC1Main;
 115         i_surface_count = 2+1;
 116         break;
 117     case CODEC_ID_VC1:
 118         i_profile = VAProfileVC1Advanced;
 119         i_surface_count = 2+1;
 120         break;
 121     case CODEC_ID_H264:
 122         i_profile = VAProfileH264High;
 123         i_surface_count = 16+1;
 124         break;
 125     default:
 126         return VLC_EGENERIC;
 127     }
 128
 129     /* */
 130     memset( p_va, 0, sizeof(*p_va) );
 131
 132     /* Create a VA display */
 133     if( !XInitThreads() )
 134         return VLC_EGENERIC;
 135
 136     p_va->p_display_x11 = XOpenDisplay(NULL);
 137     if( !p_va->p_display_x11 )
 138         goto error;
 139
 140     p_va->p_display = vaGetDisplay( p_va->p_display_x11 );
 141     if( !p_va->p_display )
 142         goto error;
 143
 144     if( vaInitialize( p_va->p_display, &p_va->i_version_major, &p_va->i_version_minor ) )
 145         goto error;
 146
 147     /* Create a VA configuration */
 148     VAConfigAttrib attrib;
 149     memset( &attrib, 0, sizeof(attrib) );
 150     attrib.type = VAConfigAttribRTFormat;
 151     if( vaGetConfigAttributes( p_va->p_display,
 152                                i_profile, VAEntrypointVLD, &attrib, 1 ) )
 153         goto error;
 154
 155     /* Not sure what to do if not, I don't have a way to test */
 156     if( (attrib.value & VA_RT_FORMAT_YUV420) == 0 )
 157         goto error;
 158     if( vaCreateConfig( p_va->p_display,
 159                         i_profile, VAEntrypointVLD, &attrib, 1, &p_va->i_config_id ) )
 160     {
 161         p_va->i_config_id = 0;
 162         goto error;
 163     }
 164
 165     p_va->i_surface_count = i_surface_count;
 166
 167     if( asprintf( &p_va->va.description, "VA API version %d.%d",
 168                   p_va->i_version_major, p_va->i_version_minor ) < 0 )
 169         p_va->va.description = NULL;
 170
 171     return VLC_SUCCESS;
 172
 173 error:
 174     return VLC_EGENERIC;
 175 }
 176
 177 static void DestroySurfaces( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 178 {
 179     if( p_va->image.image_id )
 180     {
 181         CopyCleanCache( &p_va->image_cache );
 182         vaDestroyImage( p_va->p_display, p_va->image.image_id );
 183     }
 184
 185     if( p_va->i_context_id )
 186         vaDestroyContext( p_va->p_display, p_va->i_context_id );
 187
 188     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count && p_va->p_surface; i++ )
 189     {
 190         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 191
 192         if( p_surface->i_id != VA_INVALID_SURFACE )
 193             vaDestroySurfaces( p_va->p_display, &p_surface->i_id, 1 );
 194     }
 195     free( p_va->p_surface );
 196
 197     /* */
 198     p_va->image.image_id = 0;
 199     p_va->i_context_id = 0;
 200     p_va->p_surface = NULL;
 201     p_va->i_surface_width = 0;
 202     p_va->i_surface_height = 0;
 203 }
 204 static int CreateSurfaces( vlc_va_vaapi_t *p_va, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 205                            int i_width, int i_height )
 206 {
 207     assert( i_width > 0 && i_height > 0 );
 208
 209     /* */
 210     p_va->p_surface = calloc( p_va->i_surface_count, sizeof(*p_va->p_surface) );
 211     if( !p_va->p_surface )
 212         return VLC_EGENERIC;
 213
 214     /* Create surfaces */
 215     VASurfaceID pi_surface_id[p_va->i_surface_count];
 216     if( vaCreateSurfaces( p_va->p_display, i_width, i_height, VA_RT_FORMAT_YUV420,
 217                           p_va->i_surface_count, pi_surface_id ) )
 218     {
 219         for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 220             p_va->p_surface[i].i_id = VA_INVALID_SURFACE;
 221         goto error;
 222     }
 223
 224     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 225     {
 226         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 227
 228         p_surface->i_id = pi_surface_id[i];
 229         p_surface->i_refcount = 0;
 230         p_surface->i_order = 0;
 231     }
 232
 233     /* Create a context */
 234     if( vaCreateContext( p_va->p_display, p_va->i_config_id,
 235                          i_width, i_height, VA_PROGRESSIVE,
 236                          pi_surface_id, p_va->i_surface_count, &p_va->i_context_id ) )
 237     {
 238         p_va->i_context_id = 0;
 239         goto error;
 240     }
 241
 242     /* Find and create a supported image chroma */
 243     int i_fmt_count = vaMaxNumImageFormats( p_va->p_display );
 244     VAImageFormat *p_fmt = calloc( i_fmt_count, sizeof(*p_fmt) );
 245     if( !p_fmt )
 246         goto error;
 247
 248     if( vaQueryImageFormats( p_va->p_display, p_fmt, &i_fmt_count ) )
 249     {
 250         free( p_fmt );
 251         goto error;
 252     }
 253
 254     vlc_fourcc_t  i_chroma = 0;
 255     VAImageFormat fmt;
 256     for( int i = 0; i < i_fmt_count; i++ )
 257     {
 258         if( p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'Y', 'V', '1', '2' ) ||
 259             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'I', '4', '2', '0' ) ||
 260             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'N', 'V', '1', '2' ) )
 261         {
 262             if( vaCreateImage(  p_va->p_display, &p_fmt[i], i_width, i_height, &p_va->image ) )
 263             {
 264                 p_va->image.image_id = 0;
 265                 continue;
 266             }
 267             /* Validate that vaGetImage works with this format */
 268             if( vaGetImage( p_va->p_display, pi_surface_id[0],
 269                             0, 0, i_width, i_height,
 270                             p_va->image.image_id) )
 271             {
 272                 vaDestroyImage( p_va->p_display, p_va->image.image_id );
 273                 p_va->image.image_id = 0;
 274                 continue;
 275             }
 276
 277             i_chroma = VLC_CODEC_YV12;
 278             fmt = p_fmt[i];
 279             break;
 280         }
 281     }
 282     free( p_fmt );
 283     if( !i_chroma )
 284         goto error;
 285     *pi_chroma = i_chroma;
 286
 287     CopyInitCache( &p_va->image_cache, i_width );
 288
 289     /* Setup the ffmpeg hardware context */
 290     *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 291
 292     memset( &p_va->hw_ctx, 0, sizeof(p_va->hw_ctx) );
 293     p_va->hw_ctx.display    = p_va->p_display;
 294     p_va->hw_ctx.config_id  = p_va->i_config_id;
 295     p_va->hw_ctx.context_id = p_va->i_context_id;
 296
 297     /* */
 298     p_va->i_surface_chroma = i_chroma;
 299     p_va->i_surface_width = i_width;
 300     p_va->i_surface_height = i_height;
 301     return VLC_SUCCESS;
 302
 303 error:
 304     DestroySurfaces( p_va );
 305     return VLC_EGENERIC;
 306 }
 307
 308 static int Setup( vlc_va_t *p_external, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 309                   int i_width, int i_height )
 310 {
 311     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 312
 313     if( p_va->i_surface_width == i_width &&
 314         p_va->i_surface_height == i_height )
 315     {
 316         *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 317         *pi_chroma = p_va->i_surface_chroma;
 318         return VLC_SUCCESS;
 319     }
 320
 321     *pp_hw_ctx = NULL;
 322     *pi_chroma = 0;
 323     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 324         DestroySurfaces( p_va );
 325
 326     if( i_width > 0 && i_height > 0 )
 327         return CreateSurfaces( p_va, pp_hw_ctx, pi_chroma, i_width, i_height );
 328
 329     return VLC_EGENERIC;
 330 }
 331 static int Extract( vlc_va_t *p_external, picture_t *p_picture, AVFrame *p_ff )
 332 {
 333     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 334
 335     if( !p_va->image_cache.buffer )
 336         return VLC_EGENERIC;
 337
 338     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 339
 340 #if VA_CHECK_VERSION(0,31,0)
 341     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, i_surface_id ) )
 342 #else
 343     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, p_va->i_context_id, i_surface_id ) )
 344 #endif
 345         return VLC_EGENERIC;
 346
 347     /* XXX vaDeriveImage may be better but it is not supported by
 348      * my setup.
 349      */
 350
 351     if( vaGetImage( p_va->p_display, i_surface_id,
 352                     0, 0, p_va->i_surface_width, p_va->i_surface_height,
 353                     p_va->image.image_id) )
 354         return VLC_EGENERIC;
 355
 356     void *p_base;
 357     if( vaMapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf, &p_base ) )
 358         return VLC_EGENERIC;
 359
 360     const uint32_t i_fourcc = p_va->image.format.fourcc;
 361     if( i_fourcc == VA_FOURCC('Y','V','1','2') ||
 362         i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0') )
 363     {
 364         bool b_swap_uv = i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0');
 365         uint8_t *pp_plane[3];
 366         size_t  pi_pitch[3];
 367
 368         for( int i = 0; i < 3; i++ )
 369         {
 370             const int i_src_plane = (b_swap_uv && i != 0) ?  (3 - i) : i;
 371             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i_src_plane];
 372             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i_src_plane];
 373         }
 374         CopyFromYv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 375                       p_va->i_surface_width,
 376                       p_va->i_surface_height,
 377                       &p_va->image_cache );
 378     }
 379     else
 380     {
 381         assert( i_fourcc == VA_FOURCC('N','V','1','2') );
 382         uint8_t *pp_plane[2];
 383         size_t  pi_pitch[2];
 384
 385         for( int i = 0; i < 2; i++ )
 386         {
 387             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i];
 388             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i];
 389         }
 390         CopyFromNv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 391                       p_va->i_surface_width,
 392                       p_va->i_surface_height,
 393                       &p_va->image_cache );
 394     }
 395
 396     if( vaUnmapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf ) )
 397         return VLC_EGENERIC;
 398
 399     return VLC_SUCCESS;
 400 }
 401 static int Get( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 402 {
 403     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 404     int i_old;
 405     int i;
 406
 407     /* Grab an unused surface, in case none are, try the oldest
 408      * XXX using the oldest is a workaround in case a problem happens with ffmpeg */
 409     for( i = 0, i_old = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 410     {
 411         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 412
 413         if( !p_surface->i_refcount )
 414             break;
 415
 416         if( p_surface->i_order < p_va->p_surface[i_old].i_order )
 417             i_old = i;
 418     }
 419     if( i >= p_va->i_surface_count )
 420         i = i_old;
 421
 422     vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 423
 424     p_surface->i_refcount = 1;
 425     p_surface->i_order = p_va->i_surface_order++;
 426
 427     /* */
 428     for( int i = 0; i < 4; i++ )
 429     {
 430         p_ff->data[i] = NULL;
 431         p_ff->linesize[i] = 0;
 432
 433         if( i == 0 || i == 3 )
 434             p_ff->data[i] = (void*)(uintptr_t)p_surface->i_id;/* Yummie */
 435     }
 436     return VLC_SUCCESS;
 437 }
 438 static void Release( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 439 {
 440     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 441
 442     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 443
 444     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 445     {
 446         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 447
 448         if( p_surface->i_id == i_surface_id )
 449             p_surface->i_refcount--;
 450     }
 451 }
 452
 453 static void Close( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 454 {
 455     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 456         DestroySurfaces( p_va );
 457
 458     if( p_va->i_config_id )
 459         vaDestroyConfig( p_va->p_display, p_va->i_config_id );
 460     if( p_va->p_display )
 461         vaTerminate( p_va->p_display );
 462     if( p_va->p_display_x11 )
 463         XCloseDisplay( p_va->p_display_x11 );
 464 }
 465 static void Delete( vlc_va_t *p_external )
 466 {
 467     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 468     Close( p_va );
 469     free( p_va->va.description );
 470     free( p_va );
 471 }
 472
 473 /* */
 474 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 475 {
 476     bool fail;
 477
 478     vlc_global_lock( VLC_XLIB_MUTEX );
 479     fail = !XInitThreads();
 480     vlc_global_unlock( VLC_XLIB_MUTEX );
 481     if( unlikely(fail) )
 482         return NULL;
 483
 484     vlc_va_vaapi_t *p_va = calloc( 1, sizeof(*p_va) );
 485     if( !p_va )
 486         return NULL;
 487     if( Open( p_va, i_codec_id ) )
 488     {
 489         free( p_va );
 490         return NULL;
 491     }
 492
 493     /* */
 494     p_va->va.setup = Setup;
 495     p_va->va.get = Get;
 496     p_va->va.release = Release;
 497     p_va->va.extract = Extract;
 498     p_va->va.close = Delete;
 499     return &p_va->va;
 500 }
 501 #else
 502 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 503 {
 504     VLC_UNUSED( i_codec_id );
 505     return NULL;
 506 }
 507 #endif