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

   1 /*
   2  * Nvidia CUVID decoder
   3  * Copyright (c) 2016 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/buffer.h"
  23 #include "libavutil/mathematics.h"
  24 #include "libavutil/hwcontext.h"
  25 #include "libavutil/hwcontext_cuda.h"
  26 #include "libavutil/fifo.h"
  27 #include "libavutil/log.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "internal.h"
  32
  33 #include "compat/cuda/nvcuvid.h"
  34
  35 #define MAX_FRAME_COUNT 25
  36
  37 typedef struct CuvidContext
  38 {
  39     AVClass *avclass;
  40
  41     CUvideodecoder cudecoder;
  42     CUvideoparser cuparser;
  43
  44     char *cu_gpu;
  45
  46     AVBufferRef *hwdevice;
  47     AVBufferRef *hwframe;
  48
  49     AVBSFContext *bsf;
  50
  51     AVFifoBuffer *frame_queue;
  52
  53     int deint_mode;
  54     int64_t prev_pts;
  55
  56     int internal_error;
  57     int decoder_flushing;
  58
  59     cudaVideoCodec codec_type;
  60     cudaVideoChromaFormat chroma_format;
  61
  62     CUVIDPARSERPARAMS cuparseinfo;
  63     CUVIDEOFORMATEX cuparse_ext;
  64 } CuvidContext;
  65
  66 typedef struct CuvidParsedFrame
  67 {
  68     CUVIDPARSERDISPINFO dispinfo;
  69     int second_field;
  70     int is_deinterlacing;
  71 } CuvidParsedFrame;
  72
  73 static int check_cu(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
  74 {
  75     const char *err_name;
  76     const char *err_string;
  77
  78     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "Calling %s\n", func);
  79
  80     if (err == CUDA_SUCCESS)
  81         return 0;
  82
  83     cuGetErrorName(err, &err_name);
  84     cuGetErrorString(err, &err_string);
  85
  86     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s failed", func);
  87     if (err_name && err_string)
  88         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, " -> %s: %s", err_name, err_string);
  89     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "\n");
  90
  91     return AVERROR_EXTERNAL;
  92 }
  93
  94 #define CHECK_CU(x) check_cu(avctx, (x), #x)
  95
  96 static int CUDAAPI cuvid_handle_video_sequence(void *opaque, CUVIDEOFORMAT* format)
  97 {
  98     AVCodecContext *avctx = opaque;
  99     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 100     AVHWFramesContext *hwframe_ctx = (AVHWFramesContext*)ctx->hwframe->data;
 101     CUVIDDECODECREATEINFO cuinfo;
 102
 103     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "pfnSequenceCallback, progressive_sequence=%d\n", format->progressive_sequence);
 104
 105     ctx->internal_error = 0;
 106
 107     avctx->width = format->display_area.right;
 108     avctx->height = format->display_area.bottom;
 109
 110     ff_set_sar(avctx, av_div_q(
 111         (AVRational){ format->display_aspect_ratio.x, format->display_aspect_ratio.y },
 112         (AVRational){ avctx->width, avctx->height }));
 113
 114     if (!format->progressive_sequence && ctx->deint_mode == cudaVideoDeinterlaceMode_Weave)
 115         avctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
 116     else
 117         avctx->flags &= ~AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
 118
 119     if (format->video_signal_description.video_full_range_flag)
 120         avctx->color_range = AVCOL_RANGE_JPEG;
 121     else
 122         avctx->color_range = AVCOL_RANGE_MPEG;
 123
 124     avctx->color_primaries = format->video_signal_description.color_primaries;
 125     avctx->color_trc = format->video_signal_description.transfer_characteristics;
 126     avctx->colorspace = format->video_signal_description.matrix_coefficients;
 127
 128     if (format->bitrate)
 129         avctx->bit_rate = format->bitrate;
 130
 131     if (format->frame_rate.numerator && format->frame_rate.denominator) {
 132         avctx->framerate.num = format->frame_rate.numerator;
 133         avctx->framerate.den = format->frame_rate.denominator;
 134     }
 135
 136     if (ctx->cudecoder
 137             && avctx->coded_width == format->coded_width
 138             && avctx->coded_height == format->coded_height
 139             && ctx->chroma_format == format->chroma_format
 140             && ctx->codec_type == format->codec)
 141         return 1;
 142
 143     if (ctx->cudecoder) {
 144         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "re-initializing decoder is not supported\n");
 145         ctx->internal_error = AVERROR(EINVAL);
 146         return 0;
 147     }
 148
 149     if (hwframe_ctx->pool && (
 150             hwframe_ctx->width < avctx->width ||
 151             hwframe_ctx->height < avctx->height ||
 152             hwframe_ctx->format != AV_PIX_FMT_CUDA ||
 153             hwframe_ctx->sw_format != AV_PIX_FMT_NV12)) {
 154         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "AVHWFramesContext is already initialized with incompatible parameters\n");
 155         ctx->internal_error = AVERROR(EINVAL);
 156         return 0;
 157     }
 158
 159     if (format->chroma_format != cudaVideoChromaFormat_420) {
 160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Chroma formats other than 420 are not supported\n");
 161         ctx->internal_error = AVERROR(EINVAL);
 162         return 0;
 163     }
 164
 165     avctx->coded_width = format->coded_width;
 166     avctx->coded_height = format->coded_height;
 167
 168     ctx->chroma_format = format->chroma_format;
 169
 170     memset(&cuinfo, 0, sizeof(cuinfo));
 171
 172     cuinfo.CodecType = ctx->codec_type = format->codec;
 173     cuinfo.ChromaFormat = format->chroma_format;
 174     cuinfo.OutputFormat = cudaVideoSurfaceFormat_NV12;
 175
 176     cuinfo.ulWidth = avctx->coded_width;
 177     cuinfo.ulHeight = avctx->coded_height;
 178     cuinfo.ulTargetWidth = cuinfo.ulWidth;
 179     cuinfo.ulTargetHeight = cuinfo.ulHeight;
 180
 181     cuinfo.target_rect.left = 0;
 182     cuinfo.target_rect.top = 0;
 183     cuinfo.target_rect.right = cuinfo.ulWidth;
 184     cuinfo.target_rect.bottom = cuinfo.ulHeight;
 185
 186     cuinfo.ulNumDecodeSurfaces = MAX_FRAME_COUNT;
 187     cuinfo.ulNumOutputSurfaces = 1;
 188     cuinfo.ulCreationFlags = cudaVideoCreate_PreferCUVID;
 189     cuinfo.bitDepthMinus8 = format->bit_depth_luma_minus8;
 190
 191     if (format->progressive_sequence) {
 192         ctx->deint_mode = cuinfo.DeinterlaceMode = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave;
 193     } else {
 194         cuinfo.DeinterlaceMode = ctx->deint_mode;
 195     }
 196
 197     if (ctx->deint_mode != cudaVideoDeinterlaceMode_Weave)
 198         avctx->framerate = av_mul_q(avctx->framerate, (AVRational){2, 1});
 199
 200     ctx->internal_error = CHECK_CU(cuvidCreateDecoder(&ctx->cudecoder, &cuinfo));
 201     if (ctx->internal_error < 0)
 202         return 0;
 203
 204     if (!hwframe_ctx->pool) {
 205         hwframe_ctx->format = AV_PIX_FMT_CUDA;
 206         hwframe_ctx->sw_format = AV_PIX_FMT_NV12;
 207         hwframe_ctx->width = FFALIGN(avctx->width, 32);
 208         hwframe_ctx->height = FFALIGN(avctx->height, 32);
 209
 210         if ((ctx->internal_error = av_hwframe_ctx_init(ctx->hwframe)) < 0) {
 211             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_ctx_init failed\n");
 212             return 0;
 213         }
 214     }
 215
 216     return 1;
 217 }
 218
 219 static int CUDAAPI cuvid_handle_picture_decode(void *opaque, CUVIDPICPARAMS* picparams)
 220 {
 221     AVCodecContext *avctx = opaque;
 222     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 223
 224     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "pfnDecodePicture\n");
 225
 226     ctx->internal_error = CHECK_CU(cuvidDecodePicture(ctx->cudecoder, picparams));
 227     if (ctx->internal_error < 0)
 228         return 0;
 229
 230     return 1;
 231 }
 232
 233 static int CUDAAPI cuvid_handle_picture_display(void *opaque, CUVIDPARSERDISPINFO* dispinfo)
 234 {
 235     AVCodecContext *avctx = opaque;
 236     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 237     CuvidParsedFrame parsed_frame = { *dispinfo, 0, 0 };
 238
 239     ctx->internal_error = 0;
 240
 241     if (ctx->deint_mode == cudaVideoDeinterlaceMode_Weave) {
 242         av_fifo_generic_write(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
 243     } else {
 244         parsed_frame.is_deinterlacing = 1;
 245         av_fifo_generic_write(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
 246         parsed_frame.second_field = 1;
 247         av_fifo_generic_write(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
 248     }
 249
 250     return 1;
 251 }
 252
 253 static int cuvid_decode_packet(AVCodecContext *avctx, const AVPacket *avpkt)
 254 {
 255     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 256     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)ctx->hwdevice->data;
 257     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = device_ctx->hwctx;
 258     CUcontext dummy, cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
 259     CUVIDSOURCEDATAPACKET cupkt;
 260     AVPacket filter_packet = { 0 };
 261     AVPacket filtered_packet = { 0 };
 262     int ret = 0, eret = 0, is_flush = ctx->decoder_flushing;
 263
 264     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "cuvid_decode_packet\n");
 265
 266     if (is_flush && avpkt && avpkt->size)
 267         return AVERROR_EOF;
 268
 269     if (av_fifo_size(ctx->frame_queue) / sizeof(CuvidParsedFrame) > MAX_FRAME_COUNT - 2 && avpkt && avpkt->size)
 270         return AVERROR(EAGAIN);
 271
 272     if (ctx->bsf && avpkt && avpkt->size) {
 273         if ((ret = av_packet_ref(&filter_packet, avpkt)) < 0) {
 274             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_packet_ref failed\n");
 275             return ret;
 276         }
 277
 278         if ((ret = av_bsf_send_packet(ctx->bsf, &filter_packet)) < 0) {
 279             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_bsf_send_packet failed\n");
 280             av_packet_unref(&filter_packet);
 281             return ret;
 282         }
 283
 284         if ((ret = av_bsf_receive_packet(ctx->bsf, &filtered_packet)) < 0) {
 285             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_bsf_receive_packet failed\n");
 286             return ret;
 287         }
 288
 289         avpkt = &filtered_packet;
 290     }
 291
 292     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
 293     if (ret < 0) {
 294         av_packet_unref(&filtered_packet);
 295         return ret;
 296     }
 297
 298     memset(&cupkt, 0, sizeof(cupkt));
 299
 300     if (avpkt && avpkt->size) {
 301         cupkt.payload_size = avpkt->size;
 302         cupkt.payload = avpkt->data;
 303
 304         if (avpkt->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 305             cupkt.flags = CUVID_PKT_TIMESTAMP;
 306             if (avctx->pkt_timebase.num && avctx->pkt_timebase.den)
 307                 cupkt.timestamp = av_rescale_q(avpkt->pts, avctx->pkt_timebase, (AVRational){1, 10000000});
 308             else
 309                 cupkt.timestamp = avpkt->pts;
 310         }
 311     } else {
 312         cupkt.flags = CUVID_PKT_ENDOFSTREAM;
 313         ctx->decoder_flushing = 1;
 314     }
 315
 316     ret = CHECK_CU(cuvidParseVideoData(ctx->cuparser, &cupkt));
 317
 318     av_packet_unref(&filtered_packet);
 319
 320     if (ret < 0)
 321         goto error;
 322
 323     // cuvidParseVideoData doesn't return an error just because stuff failed...
 324     if (ctx->internal_error) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cuvid decode callback error\n");
 326         ret = ctx->internal_error;
 327         goto error;
 328     }
 329
 330 error:
 331     eret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
 332
 333     if (eret < 0)
 334         return eret;
 335     else if (ret < 0)
 336         return ret;
 337     else if (is_flush)
 338         return AVERROR_EOF;
 339     else
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 static int cuvid_output_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame)
 344 {
 345     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 346     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)ctx->hwdevice->data;
 347     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = device_ctx->hwctx;
 348     CUcontext dummy, cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
 349     CUdeviceptr mapped_frame = 0;
 350     int ret = 0, eret = 0;
 351
 352     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "cuvid_output_frame\n");
 353
 354     if (ctx->decoder_flushing) {
 355         ret = cuvid_decode_packet(avctx, NULL);
 356         if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF)
 357             return ret;
 358     }
 359
 360     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
 361     if (ret < 0)
 362         return ret;
 363
 364     if (av_fifo_size(ctx->frame_queue)) {
 365         CuvidParsedFrame parsed_frame;
 366         CUVIDPROCPARAMS params;
 367         unsigned int pitch = 0;
 368         int offset = 0;
 369         int i;
 370
 371         av_fifo_generic_read(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
 372
 373         memset(&params, 0, sizeof(params));
 374         params.progressive_frame = parsed_frame.dispinfo.progressive_frame;
 375         params.second_field = parsed_frame.second_field;
 376         params.top_field_first = parsed_frame.dispinfo.top_field_first;
 377
 378         ret = CHECK_CU(cuvidMapVideoFrame(ctx->cudecoder, parsed_frame.dispinfo.picture_index, &mapped_frame, &pitch, &params));
 379         if (ret < 0)
 380             goto error;
 381
 382         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
 383             ret = av_hwframe_get_buffer(ctx->hwframe, frame, 0);
 384             if (ret < 0) {
 385                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_get_buffer failed\n");
 386                 goto error;
 387             }
 388
 389             ret = ff_decode_frame_props(avctx, frame);
 390             if (ret < 0) {
 391                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_decode_frame_props failed\n");
 392                 goto error;
 393             }
 394
 395             for (i = 0; i < 2; i++) {
 396                 CUDA_MEMCPY2D cpy = {
 397                     .srcMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
 398                     .dstMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
 399                     .srcDevice     = mapped_frame,
 400                     .dstDevice     = (CUdeviceptr)frame->data[i],
 401                     .srcPitch      = pitch,
 402                     .dstPitch      = frame->linesize[i],
 403                     .srcY          = offset,
 404                     .WidthInBytes  = FFMIN(pitch, frame->linesize[i]),
 405                     .Height        = avctx->height >> (i ? 1 : 0),
 406                 };
 407
 408                 ret = CHECK_CU(cuMemcpy2D(&cpy));
 409                 if (ret < 0)
 410                     goto error;
 411
 412                 offset += avctx->coded_height;
 413             }
 414         } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NV12) {
 415             AVFrame *tmp_frame = av_frame_alloc();
 416             if (!tmp_frame) {
 417                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_frame_alloc failed\n");
 418                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 419                 goto error;
 420             }
 421
 422             tmp_frame->format        = AV_PIX_FMT_CUDA;
 423             tmp_frame->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(ctx->hwframe);
 424             tmp_frame->data[0]       = (uint8_t*)mapped_frame;
 425             tmp_frame->linesize[0]   = pitch;
 426             tmp_frame->data[1]       = (uint8_t*)(mapped_frame + avctx->coded_height * pitch);
 427             tmp_frame->linesize[1]   = pitch;
 428             tmp_frame->width         = avctx->width;
 429             tmp_frame->height        = avctx->height;
 430
 431             ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
 432             if (ret < 0) {
 433                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_get_buffer failed\n");
 434                 av_frame_free(&tmp_frame);
 435                 goto error;
 436             }
 437
 438             ret = av_hwframe_transfer_data(frame, tmp_frame, 0);
 439             if (ret) {
 440                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_transfer_data failed\n");
 441                 av_frame_free(&tmp_frame);
 442                 goto error;
 443             }
 444
 445             av_frame_free(&tmp_frame);
 446         } else {
 447             ret = AVERROR_BUG;
 448             goto error;
 449         }
 450
 451         frame->width = avctx->width;
 452         frame->height = avctx->height;
 453         if (avctx->pkt_timebase.num && avctx->pkt_timebase.den)
 454             frame->pts = av_rescale_q(parsed_frame.dispinfo.timestamp, (AVRational){1, 10000000}, avctx->pkt_timebase);
 455         else
 456             frame->pts = parsed_frame.dispinfo.timestamp;
 457
 458         if (parsed_frame.second_field) {
 459             if (ctx->prev_pts == INT64_MIN) {
 460                 ctx->prev_pts = frame->pts;
 461                 frame->pts += (avctx->pkt_timebase.den * avctx->framerate.den) / (avctx->pkt_timebase.num * avctx->framerate.num);
 462             } else {
 463                 int pts_diff = (frame->pts - ctx->prev_pts) / 2;
 464                 ctx->prev_pts = frame->pts;
 465                 frame->pts += pts_diff;
 466             }
 467         }
 468
 469         /* CUVIDs opaque reordering breaks the internal pkt logic.
 470          * So set pkt_pts and clear all the other pkt_ fields.
 471          */
 472         frame->pkt_pts = frame->pts;
 473         av_frame_set_pkt_pos(frame, -1);
 474         av_frame_set_pkt_duration(frame, 0);
 475         av_frame_set_pkt_size(frame, -1);
 476
 477         frame->interlaced_frame = !parsed_frame.is_deinterlacing && !parsed_frame.dispinfo.progressive_frame;
 478
 479         if (frame->interlaced_frame)
 480             frame->top_field_first = parsed_frame.dispinfo.top_field_first;
 481     } else if (ctx->decoder_flushing) {
 482         ret = AVERROR_EOF;
 483     } else {
 484         ret = AVERROR(EAGAIN);
 485     }
 486
 487 error:
 488     if (mapped_frame)
 489         eret = CHECK_CU(cuvidUnmapVideoFrame(ctx->cudecoder, mapped_frame));
 490
 491     eret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
 492
 493     if (eret < 0)
 494         return eret;
 495     else
 496         return ret;
 497 }
 498
 499 static int cuvid_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame, AVPacket *avpkt)
 500 {
 501     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 502     AVFrame *frame = data;
 503     int ret = 0;
 504
 505     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "cuvid_decode_frame\n");
 506
 507     if (ctx->deint_mode != cudaVideoDeinterlaceMode_Weave) {
 508         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Deinterlacing is not supported via the old API\n");
 509         return AVERROR(EINVAL);
 510     }
 511
 512     if (!ctx->decoder_flushing) {
 513         ret = cuvid_decode_packet(avctx, avpkt);
 514         if (ret < 0)
 515             return ret;
 516     }
 517
 518     ret = cuvid_output_frame(avctx, frame);
 519     if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
 520         *got_frame = 0;
 521     } else if (ret < 0) {
 522         return ret;
 523     } else {
 524         *got_frame = 1;
 525     }
 526
 527     return 0;
 528 }
 529
 530 static av_cold int cuvid_decode_end(AVCodecContext *avctx)
 531 {
 532     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 533
 534     av_fifo_freep(&ctx->frame_queue);
 535
 536     if (ctx->bsf)
 537         av_bsf_free(&ctx->bsf);
 538
 539     if (ctx->cuparser)
 540         cuvidDestroyVideoParser(ctx->cuparser);
 541
 542     if (ctx->cudecoder)
 543         cuvidDestroyDecoder(ctx->cudecoder);
 544
 545     av_buffer_unref(&ctx->hwframe);
 546     av_buffer_unref(&ctx->hwdevice);
 547
 548     return 0;
 549 }
 550
 551 static int cuvid_test_dummy_decoder(AVCodecContext *avctx, CUVIDPARSERPARAMS *cuparseinfo)
 552 {
 553     CUVIDDECODECREATEINFO cuinfo;
 554     CUvideodecoder cudec = 0;
 555     int ret = 0;
 556
 557     memset(&cuinfo, 0, sizeof(cuinfo));
 558
 559     cuinfo.CodecType = cuparseinfo->CodecType;
 560     cuinfo.ChromaFormat = cudaVideoChromaFormat_420;
 561     cuinfo.OutputFormat = cudaVideoSurfaceFormat_NV12;
 562
 563     cuinfo.ulWidth = 1280;
 564     cuinfo.ulHeight = 720;
 565     cuinfo.ulTargetWidth = cuinfo.ulWidth;
 566     cuinfo.ulTargetHeight = cuinfo.ulHeight;
 567
 568     cuinfo.target_rect.left = 0;
 569     cuinfo.target_rect.top = 0;
 570     cuinfo.target_rect.right = cuinfo.ulWidth;
 571     cuinfo.target_rect.bottom = cuinfo.ulHeight;
 572
 573     cuinfo.ulNumDecodeSurfaces = MAX_FRAME_COUNT;
 574     cuinfo.ulNumOutputSurfaces = 1;
 575     cuinfo.ulCreationFlags = cudaVideoCreate_PreferCUVID;
 576     cuinfo.bitDepthMinus8 = 0;
 577
 578     cuinfo.DeinterlaceMode = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave;
 579
 580     ret = CHECK_CU(cuvidCreateDecoder(&cudec, &cuinfo));
 581     if (ret < 0)
 582         return ret;
 583
 584     ret = CHECK_CU(cuvidDestroyDecoder(cudec));
 585     if (ret < 0)
 586         return ret;
 587
 588     return 0;
 589 }
 590
 591 static av_cold int cuvid_decode_init(AVCodecContext *avctx)
 592 {
 593     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 594     AVCUDADeviceContext *device_hwctx;
 595     AVHWDeviceContext *device_ctx;
 596     AVHWFramesContext *hwframe_ctx;
 597     CUVIDSOURCEDATAPACKET seq_pkt;
 598     CUcontext cuda_ctx = NULL;
 599     CUcontext dummy;
 600     const AVBitStreamFilter *bsf;
 601     int ret = 0;
 602
 603     enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_CUDA,
 604                                        AV_PIX_FMT_NV12,
 605                                        AV_PIX_FMT_NONE };
 606
 607     ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 608     if (ret < 0) {
 609         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_get_format failed: %d\n", ret);
 610         return ret;
 611     }
 612
 613     ctx->frame_queue = av_fifo_alloc(MAX_FRAME_COUNT * sizeof(CuvidParsedFrame));
 614     if (!ctx->frame_queue) {
 615         ret = AVERROR(ENOMEM);
 616         goto error;
 617     }
 618
 619     avctx->pix_fmt = ret;
 620
 621     if (avctx->hw_frames_ctx) {
 622         ctx->hwframe = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
 623         if (!ctx->hwframe) {
 624             ret = AVERROR(ENOMEM);
 625             goto error;
 626         }
 627
 628         hwframe_ctx = (AVHWFramesContext*)ctx->hwframe->data;
 629
 630         ctx->hwdevice = av_buffer_ref(hwframe_ctx->device_ref);
 631         if (!ctx->hwdevice) {
 632             ret = AVERROR(ENOMEM);
 633             goto error;
 634         }
 635     } else {
 636         ret = av_hwdevice_ctx_create(&ctx->hwdevice, AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA, ctx->cu_gpu, NULL, 0);
 637         if (ret < 0)
 638             goto error;
 639
 640         ctx->hwframe = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->hwdevice);
 641         if (!ctx->hwframe) {
 642             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_ctx_alloc failed\n");
 643             ret = AVERROR(ENOMEM);
 644             goto error;
 645         }
 646
 647         hwframe_ctx = (AVHWFramesContext*)ctx->hwframe->data;
 648     }
 649
 650     device_ctx = hwframe_ctx->device_ctx;
 651     device_hwctx = device_ctx->hwctx;
 652     cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
 653
 654     memset(&ctx->cuparseinfo, 0, sizeof(ctx->cuparseinfo));
 655     memset(&ctx->cuparse_ext, 0, sizeof(ctx->cuparse_ext));
 656     memset(&seq_pkt, 0, sizeof(seq_pkt));
 657
 658     ctx->cuparseinfo.pExtVideoInfo = &ctx->cuparse_ext;
 659
 660     switch (avctx->codec->id) {
 661 #if CONFIG_H263_CUVID_DECODER
 662     case AV_CODEC_ID_H263:
 663         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG4;
 664         break;
 665 #endif
 666 #if CONFIG_H264_CUVID_DECODER
 667     case AV_CODEC_ID_H264:
 668         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_H264;
 669         break;
 670 #endif
 671 #if CONFIG_HEVC_CUVID_DECODER
 672     case AV_CODEC_ID_HEVC:
 673         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_HEVC;
 674         break;
 675 #endif
 676 #if CONFIG_MJPEG_CUVID_DECODER
 677     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
 678         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_JPEG;
 679         break;
 680 #endif
 681 #if CONFIG_MPEG1_CUVID_DECODER
 682     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 683         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG1;
 684         break;
 685 #endif
 686 #if CONFIG_MPEG2_CUVID_DECODER
 687     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 688         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG2;
 689         break;
 690 #endif
 691 #if CONFIG_MPEG4_CUVID_DECODER
 692     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
 693         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG4;
 694         break;
 695 #endif
 696 #if CONFIG_VP8_CUVID_DECODER
 697     case AV_CODEC_ID_VP8:
 698         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_VP8;
 699         break;
 700 #endif
 701 #if CONFIG_VP9_CUVID_DECODER
 702     case AV_CODEC_ID_VP9:
 703         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_VP9;
 704         break;
 705 #endif
 706 #if CONFIG_VC1_CUVID_DECODER
 707     case AV_CODEC_ID_VC1:
 708         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_VC1;
 709         break;
 710 #endif
 711     default:
 712         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid CUVID codec!\n");
 713         return AVERROR_BUG;
 714     }
 715
 716     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264 || avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_HEVC) {
 717         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264)
 718             bsf = av_bsf_get_by_name("h264_mp4toannexb");
 719         else
 720             bsf = av_bsf_get_by_name("hevc_mp4toannexb");
 721
 722         if (!bsf) {
 723             ret = AVERROR_BSF_NOT_FOUND;
 724             goto error;
 725         }
 726         if (ret = av_bsf_alloc(bsf, &ctx->bsf)) {
 727             goto error;
 728         }
 729         if (((ret = avcodec_parameters_from_context(ctx->bsf->par_in, avctx)) < 0) || ((ret = av_bsf_init(ctx->bsf)) < 0)) {
 730             av_bsf_free(&ctx->bsf);
 731             goto error;
 732         }
 733
 734         ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length = ctx->bsf->par_out->extradata_size;
 735         memcpy(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data,
 736                ctx->bsf->par_out->extradata,
 737                FFMIN(sizeof(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data), ctx->bsf->par_out->extradata_size));
 738     } else if (avctx->extradata_size > 0) {
 739         ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length = avctx->extradata_size;
 740         memcpy(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data,
 741                avctx->extradata,
 742                FFMIN(sizeof(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data), avctx->extradata_size));
 743     }
 744
 745     ctx->cuparseinfo.ulMaxNumDecodeSurfaces = MAX_FRAME_COUNT;
 746     ctx->cuparseinfo.ulMaxDisplayDelay = 4;
 747     ctx->cuparseinfo.pUserData = avctx;
 748     ctx->cuparseinfo.pfnSequenceCallback = cuvid_handle_video_sequence;
 749     ctx->cuparseinfo.pfnDecodePicture = cuvid_handle_picture_decode;
 750     ctx->cuparseinfo.pfnDisplayPicture = cuvid_handle_picture_display;
 751
 752     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
 753     if (ret < 0)
 754         goto error;
 755
 756     ret = cuvid_test_dummy_decoder(avctx, &ctx->cuparseinfo);
 757     if (ret < 0)
 758         goto error;
 759
 760     ret = CHECK_CU(cuvidCreateVideoParser(&ctx->cuparser, &ctx->cuparseinfo));
 761     if (ret < 0)
 762         goto error;
 763
 764     seq_pkt.payload = ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data;
 765     seq_pkt.payload_size = ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length;
 766
 767     if (seq_pkt.payload && seq_pkt.payload_size) {
 768         ret = CHECK_CU(cuvidParseVideoData(ctx->cuparser, &seq_pkt));
 769         if (ret < 0)
 770             goto error;
 771     }
 772
 773     ret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
 774     if (ret < 0)
 775         goto error;
 776
 777     ctx->prev_pts = INT64_MIN;
 778
 779     if (!avctx->pkt_timebase.num || !avctx->pkt_timebase.den)
 780         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid pkt_timebase, passing timestamps as-is.\n");
 781
 782     return 0;
 783
 784 error:
 785     cuvid_decode_end(avctx);
 786     return ret;
 787 }
 788
 789 static void cuvid_flush(AVCodecContext *avctx)
 790 {
 791     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
 792     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)ctx->hwdevice->data;
 793     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = device_ctx->hwctx;
 794     CUcontext dummy, cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
 795     CUVIDSOURCEDATAPACKET seq_pkt = { 0 };
 796     int ret;
 797
 798     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
 799     if (ret < 0)
 800         goto error;
 801
 802     av_fifo_freep(&ctx->frame_queue);
 803
 804     ctx->frame_queue = av_fifo_alloc(MAX_FRAME_COUNT * sizeof(CuvidParsedFrame));
 805     if (!ctx->frame_queue) {
 806         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to recreate frame queue on flush\n");
 807         return;
 808     }
 809
 810     if (ctx->cudecoder) {
 811         cuvidDestroyDecoder(ctx->cudecoder);
 812         ctx->cudecoder = NULL;
 813     }
 814
 815     if (ctx->cuparser) {
 816         cuvidDestroyVideoParser(ctx->cuparser);
 817         ctx->cuparser = NULL;
 818     }
 819
 820     ret = CHECK_CU(cuvidCreateVideoParser(&ctx->cuparser, &ctx->cuparseinfo));
 821     if (ret < 0)
 822         goto error;
 823
 824     seq_pkt.payload = ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data;
 825     seq_pkt.payload_size = ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length;
 826
 827     if (seq_pkt.payload && seq_pkt.payload_size) {
 828         ret = CHECK_CU(cuvidParseVideoData(ctx->cuparser, &seq_pkt));
 829         if (ret < 0)
 830             goto error;
 831     }
 832
 833     ret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
 834     if (ret < 0)
 835         goto error;
 836
 837     ctx->prev_pts = INT64_MIN;
 838     ctx->decoder_flushing = 0;
 839
 840     return;
 841  error:
 842     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CUDA reinit on flush failed\n");
 843 }
 844
 845 #define OFFSET(x) offsetof(CuvidContext, x)
 846 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
 847 static const AVOption options[] = {
 848     { "deint",    "Set deinterlacing mode", OFFSET(deint_mode), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave    }, cudaVideoDeinterlaceMode_Weave, cudaVideoDeinterlaceMode_Adaptive, VD, "deint" },
 849     { "weave",    "Weave deinterlacing (do nothing)",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave    }, 0, 0, VD, "deint" },
 850     { "bob",      "Bob deinterlacing",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Bob      }, 0, 0, VD, "deint" },
 851     { "adaptive", "Adaptive deinterlacing",                  0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Adaptive }, 0, 0, VD, "deint" },
 852     { "gpu",      "GPU to be used for decoding", OFFSET(cu_gpu), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, 0, 0, VD },
 853     { NULL }
 854 };
 855
 856 #define DEFINE_CUVID_CODEC(x, X) \
 857     static const AVClass x##_cuvid_class = { \
 858         .class_name = #x "_cuvid", \
 859         .item_name = av_default_item_name, \
 860         .option = options, \
 861         .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT, \
 862     }; \
 863     AVHWAccel ff_##x##_cuvid_hwaccel = { \
 864         .name           = #x "_cuvid", \
 865         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
 866         .id             = AV_CODEC_ID_##X, \
 867         .pix_fmt        = AV_PIX_FMT_CUDA, \
 868     }; \
 869     AVCodec ff_##x##_cuvid_decoder = { \
 870         .name           = #x "_cuvid", \
 871         .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nvidia CUVID " #X " decoder"), \
 872         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
 873         .id             = AV_CODEC_ID_##X, \
 874         .priv_data_size = sizeof(CuvidContext), \
 875         .priv_class     = &x##_cuvid_class, \
 876         .init           = cuvid_decode_init, \
 877         .close          = cuvid_decode_end, \
 878         .decode         = cuvid_decode_frame, \
 879         .send_packet    = cuvid_decode_packet, \
 880         .receive_frame  = cuvid_output_frame, \
 881         .flush          = cuvid_flush, \
 882         .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AVOID_PROBING, \
 883         .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_CUDA, \
 884                                                         AV_PIX_FMT_NV12, \
 885                                                         AV_PIX_FMT_NONE }, \
 886     };
 887
 888 #if CONFIG_HEVC_CUVID_DECODER
 889 DEFINE_CUVID_CODEC(hevc, HEVC)
 890 #endif
 891
 892 #if CONFIG_H263_CUVID_DECODER
 893 DEFINE_CUVID_CODEC(h263, H263)
 894 #endif
 895
 896 #if CONFIG_H264_CUVID_DECODER
 897 DEFINE_CUVID_CODEC(h264, H264)
 898 #endif
 899
 900 #if CONFIG_MJPEG_CUVID_DECODER
 901 DEFINE_CUVID_CODEC(mjpeg, MJPEG)
 902 #endif
 903
 904 #if CONFIG_MPEG1_CUVID_DECODER
 905 DEFINE_CUVID_CODEC(mpeg1, MPEG1VIDEO)
 906 #endif
 907
 908 #if CONFIG_MPEG2_CUVID_DECODER
 909 DEFINE_CUVID_CODEC(mpeg2, MPEG2VIDEO)
 910 #endif
 911
 912 #if CONFIG_MPEG4_CUVID_DECODER
 913 DEFINE_CUVID_CODEC(mpeg4, MPEG4)
 914 #endif
 915
 916 #if CONFIG_VP8_CUVID_DECODER
 917 DEFINE_CUVID_CODEC(vp8, VP8)
 918 #endif
 919
 920 #if CONFIG_VP9_CUVID_DECODER
 921 DEFINE_CUVID_CODEC(vp9, VP9)
 922 #endif
 923
 924 #if CONFIG_VC1_CUVID_DECODER
 925 DEFINE_CUVID_CODEC(vc1, VC1)
 926 #endif