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     p_va->i_config_id  = VA_INVALID_ID;
 132     p_va->i_context_id = VA_INVALID_ID;
 133
 134     /* Create a VA display */
 135     if( !XInitThreads() )
 136         return VLC_EGENERIC;
 137
 138     p_va->p_display_x11 = XOpenDisplay(NULL);
 139     if( !p_va->p_display_x11 )
 140         goto error;
 141
 142     p_va->p_display = vaGetDisplay( p_va->p_display_x11 );
 143     if( !p_va->p_display )
 144         goto error;
 145
 146     if( vaInitialize( p_va->p_display, &p_va->i_version_major, &p_va->i_version_minor ) )
 147         goto error;
 148
 149     /* Create a VA configuration */
 150     VAConfigAttrib attrib;
 151     memset( &attrib, 0, sizeof(attrib) );
 152     attrib.type = VAConfigAttribRTFormat;
 153     if( vaGetConfigAttributes( p_va->p_display,
 154                                i_profile, VAEntrypointVLD, &attrib, 1 ) )
 155         goto error;
 156
 157     /* Not sure what to do if not, I don't have a way to test */
 158     if( (attrib.value & VA_RT_FORMAT_YUV420) == 0 )
 159         goto error;
 160     if( vaCreateConfig( p_va->p_display,
 161                         i_profile, VAEntrypointVLD, &attrib, 1, &p_va->i_config_id ) )
 162     {
 163         p_va->i_config_id = VA_INVALID_ID;
 164         goto error;
 165     }
 166
 167     p_va->i_surface_count = i_surface_count;
 168
 169     if( asprintf( &p_va->va.description, "VA API version %d.%d",
 170                   p_va->i_version_major, p_va->i_version_minor ) < 0 )
 171         p_va->va.description = NULL;
 172
 173     return VLC_SUCCESS;
 174
 175 error:
 176     return VLC_EGENERIC;
 177 }
 178
 179 static void DestroySurfaces( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 180 {
 181     if( p_va->image.image_id != VA_INVALID_SURFACE )
 182     {
 183         CopyCleanCache( &p_va->image_cache );
 184         vaDestroyImage( p_va->p_display, p_va->image.image_id );
 185     }
 186
 187     if( p_va->i_context_id != VA_INVALID_ID )
 188         vaDestroyContext( p_va->p_display, p_va->i_context_id );
 189
 190     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count && p_va->p_surface; i++ )
 191     {
 192         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 193
 194         if( p_surface->i_id != VA_INVALID_SURFACE )
 195             vaDestroySurfaces( p_va->p_display, &p_surface->i_id, 1 );
 196     }
 197     free( p_va->p_surface );
 198
 199     /* */
 200     p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 201     p_va->i_context_id = VA_INVALID_ID;
 202     p_va->p_surface = NULL;
 203     p_va->i_surface_width = 0;
 204     p_va->i_surface_height = 0;
 205 }
 206 static int CreateSurfaces( vlc_va_vaapi_t *p_va, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 207                            int i_width, int i_height )
 208 {
 209     assert( i_width > 0 && i_height > 0 );
 210
 211     /* */
 212     p_va->p_surface = calloc( p_va->i_surface_count, sizeof(*p_va->p_surface) );
 213     if( !p_va->p_surface )
 214         return VLC_EGENERIC;
 215     p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 216     p_va->i_context_id   = VA_INVALID_ID;
 217
 218     /* Create surfaces */
 219     VASurfaceID pi_surface_id[p_va->i_surface_count];
 220     if( vaCreateSurfaces( p_va->p_display, i_width, i_height, VA_RT_FORMAT_YUV420,
 221                           p_va->i_surface_count, pi_surface_id ) )
 222     {
 223         for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 224             p_va->p_surface[i].i_id = VA_INVALID_SURFACE;
 225         goto error;
 226     }
 227
 228     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 229     {
 230         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 231
 232         p_surface->i_id = pi_surface_id[i];
 233         p_surface->i_refcount = 0;
 234         p_surface->i_order = 0;
 235     }
 236
 237     /* Create a context */
 238     if( vaCreateContext( p_va->p_display, p_va->i_config_id,
 239                          i_width, i_height, VA_PROGRESSIVE,
 240                          pi_surface_id, p_va->i_surface_count, &p_va->i_context_id ) )
 241     {
 242         p_va->i_context_id = VA_INVALID_ID;
 243         goto error;
 244     }
 245
 246     /* Find and create a supported image chroma */
 247     int i_fmt_count = vaMaxNumImageFormats( p_va->p_display );
 248     VAImageFormat *p_fmt = calloc( i_fmt_count, sizeof(*p_fmt) );
 249     if( !p_fmt )
 250         goto error;
 251
 252     if( vaQueryImageFormats( p_va->p_display, p_fmt, &i_fmt_count ) )
 253     {
 254         free( p_fmt );
 255         goto error;
 256     }
 257
 258     vlc_fourcc_t  i_chroma = 0;
 259     VAImageFormat fmt;
 260     for( int i = 0; i < i_fmt_count; i++ )
 261     {
 262         if( p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'Y', 'V', '1', '2' ) ||
 263             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'I', '4', '2', '0' ) ||
 264             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'N', 'V', '1', '2' ) )
 265         {
 266             if( vaCreateImage(  p_va->p_display, &p_fmt[i], i_width, i_height, &p_va->image ) )
 267             {
 268                 p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 269                 continue;
 270             }
 271             /* Validate that vaGetImage works with this format */
 272             if( vaGetImage( p_va->p_display, pi_surface_id[0],
 273                             0, 0, i_width, i_height,
 274                             p_va->image.image_id) )
 275             {
 276                 vaDestroyImage( p_va->p_display, p_va->image.image_id );
 277                 p_va->image.image_id = VA_INVALID_SURFACE;
 278                 continue;
 279             }
 280
 281             i_chroma = VLC_CODEC_YV12;
 282             fmt = p_fmt[i];
 283             break;
 284         }
 285     }
 286     free( p_fmt );
 287     if( !i_chroma )
 288         goto error;
 289     *pi_chroma = i_chroma;
 290
 291     CopyInitCache( &p_va->image_cache, i_width );
 292
 293     /* Setup the ffmpeg hardware context */
 294     *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 295
 296     memset( &p_va->hw_ctx, 0, sizeof(p_va->hw_ctx) );
 297     p_va->hw_ctx.display    = p_va->p_display;
 298     p_va->hw_ctx.config_id  = p_va->i_config_id;
 299     p_va->hw_ctx.context_id = p_va->i_context_id;
 300
 301     /* */
 302     p_va->i_surface_chroma = i_chroma;
 303     p_va->i_surface_width = i_width;
 304     p_va->i_surface_height = i_height;
 305     return VLC_SUCCESS;
 306
 307 error:
 308     DestroySurfaces( p_va );
 309     return VLC_EGENERIC;
 310 }
 311
 312 static int Setup( vlc_va_t *p_external, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 313                   int i_width, int i_height )
 314 {
 315     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 316
 317     if( p_va->i_surface_width == i_width &&
 318         p_va->i_surface_height == i_height )
 319     {
 320         *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 321         *pi_chroma = p_va->i_surface_chroma;
 322         return VLC_SUCCESS;
 323     }
 324
 325     *pp_hw_ctx = NULL;
 326     *pi_chroma = 0;
 327     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 328         DestroySurfaces( p_va );
 329
 330     if( i_width > 0 && i_height > 0 )
 331         return CreateSurfaces( p_va, pp_hw_ctx, pi_chroma, i_width, i_height );
 332
 333     return VLC_EGENERIC;
 334 }
 335 static int Extract( vlc_va_t *p_external, picture_t *p_picture, AVFrame *p_ff )
 336 {
 337     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 338
 339     if( !p_va->image_cache.buffer )
 340         return VLC_EGENERIC;
 341
 342     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 343
 344 #if VA_CHECK_VERSION(0,31,0)
 345     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, i_surface_id ) )
 346 #else
 347     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, p_va->i_context_id, i_surface_id ) )
 348 #endif
 349         return VLC_EGENERIC;
 350
 351     /* XXX vaDeriveImage may be better but it is not supported by
 352      * my setup.
 353      */
 354
 355     if( vaGetImage( p_va->p_display, i_surface_id,
 356                     0, 0, p_va->i_surface_width, p_va->i_surface_height,
 357                     p_va->image.image_id) )
 358         return VLC_EGENERIC;
 359
 360     void *p_base;
 361     if( vaMapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf, &p_base ) )
 362         return VLC_EGENERIC;
 363
 364     const uint32_t i_fourcc = p_va->image.format.fourcc;
 365     if( i_fourcc == VA_FOURCC('Y','V','1','2') ||
 366         i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0') )
 367     {
 368         bool b_swap_uv = i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0');
 369         uint8_t *pp_plane[3];
 370         size_t  pi_pitch[3];
 371
 372         for( int i = 0; i < 3; i++ )
 373         {
 374             const int i_src_plane = (b_swap_uv && i != 0) ?  (3 - i) : i;
 375             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i_src_plane];
 376             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i_src_plane];
 377         }
 378         CopyFromYv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 379                       p_va->i_surface_width,
 380                       p_va->i_surface_height,
 381                       &p_va->image_cache );
 382     }
 383     else
 384     {
 385         assert( i_fourcc == VA_FOURCC('N','V','1','2') );
 386         uint8_t *pp_plane[2];
 387         size_t  pi_pitch[2];
 388
 389         for( int i = 0; i < 2; i++ )
 390         {
 391             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i];
 392             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i];
 393         }
 394         CopyFromNv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 395                       p_va->i_surface_width,
 396                       p_va->i_surface_height,
 397                       &p_va->image_cache );
 398     }
 399
 400     if( vaUnmapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf ) )
 401         return VLC_EGENERIC;
 402
 403     return VLC_SUCCESS;
 404 }
 405 static int Get( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 406 {
 407     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 408     int i_old;
 409     int i;
 410
 411     /* Grab an unused surface, in case none are, try the oldest
 412      * XXX using the oldest is a workaround in case a problem happens with ffmpeg */
 413     for( i = 0, i_old = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 414     {
 415         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 416
 417         if( !p_surface->i_refcount )
 418             break;
 419
 420         if( p_surface->i_order < p_va->p_surface[i_old].i_order )
 421             i_old = i;
 422     }
 423     if( i >= p_va->i_surface_count )
 424         i = i_old;
 425
 426     vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 427
 428     p_surface->i_refcount = 1;
 429     p_surface->i_order = p_va->i_surface_order++;
 430
 431     /* */
 432     for( int i = 0; i < 4; i++ )
 433     {
 434         p_ff->data[i] = NULL;
 435         p_ff->linesize[i] = 0;
 436
 437         if( i == 0 || i == 3 )
 438             p_ff->data[i] = (void*)(uintptr_t)p_surface->i_id;/* Yummie */
 439     }
 440     return VLC_SUCCESS;
 441 }
 442 static void Release( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 443 {
 444     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 445
 446     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 447
 448     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 449     {
 450         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 451
 452         if( p_surface->i_id == i_surface_id )
 453             p_surface->i_refcount--;
 454     }
 455 }
 456
 457 static void Close( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 458 {
 459     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 460         DestroySurfaces( p_va );
 461
 462     if( p_va->i_config_id != VA_INVALID_ID )
 463         vaDestroyConfig( p_va->p_display, p_va->i_config_id );
 464     if( p_va->p_display )
 465         vaTerminate( p_va->p_display );
 466     if( p_va->p_display_x11 )
 467         XCloseDisplay( p_va->p_display_x11 );
 468 }
 469 static void Delete( vlc_va_t *p_external )
 470 {
 471     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 472     Close( p_va );
 473     free( p_va->va.description );
 474     free( p_va );
 475 }
 476
 477 /* */
 478 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 479 {
 480     bool fail;
 481
 482     vlc_global_lock( VLC_XLIB_MUTEX );
 483     fail = !XInitThreads();
 484     vlc_global_unlock( VLC_XLIB_MUTEX );
 485     if( unlikely(fail) )
 486         return NULL;
 487
 488     vlc_va_vaapi_t *p_va = calloc( 1, sizeof(*p_va) );
 489     if( !p_va )
 490         return NULL;
 491     if( Open( p_va, i_codec_id ) )
 492     {
 493         free( p_va );
 494         return NULL;
 495     }
 496
 497     /* */
 498     p_va->va.setup = Setup;
 499     p_va->va.get = Get;
 500     p_va->va.release = Release;
 501     p_va->va.extract = Extract;
 502     p_va->va.close = Delete;
 503     return &p_va->va;
 504 }
 505 #else
 506 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 507 {
 508     VLC_UNUSED( i_codec_id );
 509     return NULL;
 510 }
 511 #endif