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 != VA_INVALID_SURFACE )
 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 = VA_INVALID_SURFACE;
 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     p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 214
 215     /* Create surfaces */
 216     VASurfaceID pi_surface_id[p_va->i_surface_count];
 217     if( vaCreateSurfaces( p_va->p_display, i_width, i_height, VA_RT_FORMAT_YUV420,
 218                           p_va->i_surface_count, pi_surface_id ) )
 219     {
 220         for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 221             p_va->p_surface[i].i_id = VA_INVALID_SURFACE;
 222         goto error;
 223     }
 224
 225     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 226     {
 227         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 228
 229         p_surface->i_id = pi_surface_id[i];
 230         p_surface->i_refcount = 0;
 231         p_surface->i_order = 0;
 232     }
 233
 234     /* Create a context */
 235     if( vaCreateContext( p_va->p_display, p_va->i_config_id,
 236                          i_width, i_height, VA_PROGRESSIVE,
 237                          pi_surface_id, p_va->i_surface_count, &p_va->i_context_id ) )
 238     {
 239         p_va->i_context_id = 0;
 240         goto error;
 241     }
 242
 243     /* Find and create a supported image chroma */
 244     int i_fmt_count = vaMaxNumImageFormats( p_va->p_display );
 245     VAImageFormat *p_fmt = calloc( i_fmt_count, sizeof(*p_fmt) );
 246     if( !p_fmt )
 247         goto error;
 248
 249     if( vaQueryImageFormats( p_va->p_display, p_fmt, &i_fmt_count ) )
 250     {
 251         free( p_fmt );
 252         goto error;
 253     }
 254
 255     vlc_fourcc_t  i_chroma = 0;
 256     VAImageFormat fmt;
 257     for( int i = 0; i < i_fmt_count; i++ )
 258     {
 259         if( p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'Y', 'V', '1', '2' ) ||
 260             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'I', '4', '2', '0' ) ||
 261             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'N', 'V', '1', '2' ) )
 262         {
 263             if( vaCreateImage(  p_va->p_display, &p_fmt[i], i_width, i_height, &p_va->image ) )
 264             {
 265                 p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 266                 continue;
 267             }
 268             /* Validate that vaGetImage works with this format */
 269             if( vaGetImage( p_va->p_display, pi_surface_id[0],
 270                             0, 0, i_width, i_height,
 271                             p_va->image.image_id) )
 272             {
 273                 vaDestroyImage( p_va->p_display, p_va->image.image_id );
 274                 p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 275                 continue;
 276             }
 277
 278             i_chroma = VLC_CODEC_YV12;
 279             fmt = p_fmt[i];
 280             break;
 281         }
 282     }
 283     free( p_fmt );
 284     if( !i_chroma )
 285         goto error;
 286     *pi_chroma = i_chroma;
 287
 288     CopyInitCache( &p_va->image_cache, i_width );
 289
 290     /* Setup the ffmpeg hardware context */
 291     *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 292
 293     memset( &p_va->hw_ctx, 0, sizeof(p_va->hw_ctx) );
 294     p_va->hw_ctx.display    = p_va->p_display;
 295     p_va->hw_ctx.config_id  = p_va->i_config_id;
 296     p_va->hw_ctx.context_id = p_va->i_context_id;
 297
 298     /* */
 299     p_va->i_surface_chroma = i_chroma;
 300     p_va->i_surface_width = i_width;
 301     p_va->i_surface_height = i_height;
 302     return VLC_SUCCESS;
 303
 304 error:
 305     DestroySurfaces( p_va );
 306     return VLC_EGENERIC;
 307 }
 308
 309 static int Setup( vlc_va_t *p_external, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 310                   int i_width, int i_height )
 311 {
 312     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 313
 314     if( p_va->i_surface_width == i_width &&
 315         p_va->i_surface_height == i_height )
 316     {
 317         *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 318         *pi_chroma = p_va->i_surface_chroma;
 319         return VLC_SUCCESS;
 320     }
 321
 322     *pp_hw_ctx = NULL;
 323     *pi_chroma = 0;
 324     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 325         DestroySurfaces( p_va );
 326
 327     if( i_width > 0 && i_height > 0 )
 328         return CreateSurfaces( p_va, pp_hw_ctx, pi_chroma, i_width, i_height );
 329
 330     return VLC_EGENERIC;
 331 }
 332 static int Extract( vlc_va_t *p_external, picture_t *p_picture, AVFrame *p_ff )
 333 {
 334     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 335
 336     if( !p_va->image_cache.buffer )
 337         return VLC_EGENERIC;
 338
 339     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 340
 341 #if VA_CHECK_VERSION(0,31,0)
 342     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, i_surface_id ) )
 343 #else
 344     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, p_va->i_context_id, i_surface_id ) )
 345 #endif
 346         return VLC_EGENERIC;
 347
 348     /* XXX vaDeriveImage may be better but it is not supported by
 349      * my setup.
 350      */
 351
 352     if( vaGetImage( p_va->p_display, i_surface_id,
 353                     0, 0, p_va->i_surface_width, p_va->i_surface_height,
 354                     p_va->image.image_id) )
 355         return VLC_EGENERIC;
 356
 357     void *p_base;
 358     if( vaMapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf, &p_base ) )
 359         return VLC_EGENERIC;
 360
 361     const uint32_t i_fourcc = p_va->image.format.fourcc;
 362     if( i_fourcc == VA_FOURCC('Y','V','1','2') ||
 363         i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0') )
 364     {
 365         bool b_swap_uv = i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0');
 366         uint8_t *pp_plane[3];
 367         size_t  pi_pitch[3];
 368
 369         for( int i = 0; i < 3; i++ )
 370         {
 371             const int i_src_plane = (b_swap_uv && i != 0) ?  (3 - i) : i;
 372             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i_src_plane];
 373             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i_src_plane];
 374         }
 375         CopyFromYv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 376                       p_va->i_surface_width,
 377                       p_va->i_surface_height,
 378                       &p_va->image_cache );
 379     }
 380     else
 381     {
 382         assert( i_fourcc == VA_FOURCC('N','V','1','2') );
 383         uint8_t *pp_plane[2];
 384         size_t  pi_pitch[2];
 385
 386         for( int i = 0; i < 2; i++ )
 387         {
 388             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i];
 389             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i];
 390         }
 391         CopyFromNv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 392                       p_va->i_surface_width,
 393                       p_va->i_surface_height,
 394                       &p_va->image_cache );
 395     }
 396
 397     if( vaUnmapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf ) )
 398         return VLC_EGENERIC;
 399
 400     return VLC_SUCCESS;
 401 }
 402 static int Get( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 403 {
 404     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 405     int i_old;
 406     int i;
 407
 408     /* Grab an unused surface, in case none are, try the oldest
 409      * XXX using the oldest is a workaround in case a problem happens with ffmpeg */
 410     for( i = 0, i_old = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 411     {
 412         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 413
 414         if( !p_surface->i_refcount )
 415             break;
 416
 417         if( p_surface->i_order < p_va->p_surface[i_old].i_order )
 418             i_old = i;
 419     }
 420     if( i >= p_va->i_surface_count )
 421         i = i_old;
 422
 423     vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 424
 425     p_surface->i_refcount = 1;
 426     p_surface->i_order = p_va->i_surface_order++;
 427
 428     /* */
 429     for( int i = 0; i < 4; i++ )
 430     {
 431         p_ff->data[i] = NULL;
 432         p_ff->linesize[i] = 0;
 433
 434         if( i == 0 || i == 3 )
 435             p_ff->data[i] = (void*)(uintptr_t)p_surface->i_id;/* Yummie */
 436     }
 437     return VLC_SUCCESS;
 438 }
 439 static void Release( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 440 {
 441     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 442
 443     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 444
 445     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 446     {
 447         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 448
 449         if( p_surface->i_id == i_surface_id )
 450             p_surface->i_refcount--;
 451     }
 452 }
 453
 454 static void Close( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 455 {
 456     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 457         DestroySurfaces( p_va );
 458
 459     if( p_va->i_config_id )
 460         vaDestroyConfig( p_va->p_display, p_va->i_config_id );
 461     if( p_va->p_display )
 462         vaTerminate( p_va->p_display );
 463     if( p_va->p_display_x11 )
 464         XCloseDisplay( p_va->p_display_x11 );
 465 }
 466 static void Delete( vlc_va_t *p_external )
 467 {
 468     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 469     Close( p_va );
 470     free( p_va->va.description );
 471     free( p_va );
 472 }
 473
 474 /* */
 475 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 476 {
 477     bool fail;
 478
 479     vlc_global_lock( VLC_XLIB_MUTEX );
 480     fail = !XInitThreads();
 481     vlc_global_unlock( VLC_XLIB_MUTEX );
 482     if( unlikely(fail) )
 483         return NULL;
 484
 485     vlc_va_vaapi_t *p_va = calloc( 1, sizeof(*p_va) );
 486     if( !p_va )
 487         return NULL;
 488     if( Open( p_va, i_codec_id ) )
 489     {
 490         free( p_va );
 491         return NULL;
 492     }
 493
 494     /* */
 495     p_va->va.setup = Setup;
 496     p_va->va.get = Get;
 497     p_va->va.release = Release;
 498     p_va->va.extract = Extract;
 499     p_va->va.close = Delete;
 500     return &p_va->va;
 501 }
 502 #else
 503 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 504 {
 505     VLC_UNUSED( i_codec_id );
 506     return NULL;
 507 }
 508 #endif