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