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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "frame_thread_encoder.h"
  22
  23 #include "libavutil/fifo.h"
  24 #include "libavutil/avassert.h"
  25 #include "libavutil/imgutils.h"
  26 #include "avcodec.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "thread.h"
  29
  30 #if HAVE_PTHREADS
  31 #include <pthread.h>
  32 #elif HAVE_W32THREADS
  33 #include "compat/w32pthreads.h"
  34 #elif HAVE_OS2THREADS
  35 #include "compat/os2threads.h"
  36 #endif
  37
  38 #define MAX_THREADS 64
  39 #define BUFFER_SIZE (2*MAX_THREADS)
  40
  41 typedef struct{
  42     void *indata;
  43     void *outdata;
  44     int64_t return_code;
  45     unsigned index;
  46 } Task;
  47
  48 typedef struct{
  49     AVCodecContext *parent_avctx;
  50     pthread_mutex_t buffer_mutex;
  51
  52     AVFifoBuffer *task_fifo;
  53     pthread_mutex_t task_fifo_mutex;
  54     pthread_cond_t task_fifo_cond;
  55
  56     Task finished_tasks[BUFFER_SIZE];
  57     pthread_mutex_t finished_task_mutex;
  58     pthread_cond_t finished_task_cond;
  59
  60     unsigned task_index;
  61     unsigned finished_task_index;
  62
  63     pthread_t worker[MAX_THREADS];
  64     int exit;
  65 } ThreadContext;
  66
  67 static void * attribute_align_arg worker(void *v){
  68     AVCodecContext *avctx = v;
  69     ThreadContext *c = avctx->internal->frame_thread_encoder;
  70     AVPacket *pkt = NULL;
  71
  72     while(!c->exit){
  73         int got_packet, ret;
  74         AVFrame *frame;
  75         Task task;
  76
  77         if(!pkt) pkt= av_mallocz(sizeof(*pkt));
  78         if(!pkt) continue;
  79         av_init_packet(pkt);
  80
  81         pthread_mutex_lock(&c->task_fifo_mutex);
  82         while (av_fifo_size(c->task_fifo) <= 0 || c->exit) {
  83             if(c->exit){
  84                 pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
  85                 goto end;
  86             }
  87             pthread_cond_wait(&c->task_fifo_cond, &c->task_fifo_mutex);
  88         }
  89         av_fifo_generic_read(c->task_fifo, &task, sizeof(task), NULL);
  90         pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
  91         frame = task.indata;
  92
  93         ret = avcodec_encode_video2(avctx, pkt, frame, &got_packet);
  94         pthread_mutex_lock(&c->buffer_mutex);
  95         av_frame_unref(frame);
  96         pthread_mutex_unlock(&c->buffer_mutex);
  97         av_frame_free(&frame);
  98         if(got_packet) {
  99             av_dup_packet(pkt);
 100         } else {
 101             pkt->data = NULL;
 102             pkt->size = 0;
 103         }
 104         pthread_mutex_lock(&c->finished_task_mutex);
 105         c->finished_tasks[task.index].outdata = pkt; pkt = NULL;
 106         c->finished_tasks[task.index].return_code = ret;
 107         pthread_cond_signal(&c->finished_task_cond);
 108         pthread_mutex_unlock(&c->finished_task_mutex);
 109     }
 110 end:
 111     av_free(pkt);
 112     pthread_mutex_lock(&c->buffer_mutex);
 113     avcodec_close(avctx);
 114     pthread_mutex_unlock(&c->buffer_mutex);
 115     av_freep(&avctx);
 116     return NULL;
 117 }
 118
 119 int ff_frame_thread_encoder_init(AVCodecContext *avctx, AVDictionary *options){
 120     int i=0;
 121     ThreadContext *c;
 122
 123
 124     if(   !(avctx->thread_type & FF_THREAD_FRAME)
 125        || !(avctx->codec->capabilities & CODEC_CAP_INTRA_ONLY))
 126         return 0;
 127
 128     if(   !avctx->thread_count
 129        && avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_MJPEG
 130        && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE)) {
 131         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG,
 132                "Forcing thread count to 1 for MJPEG encoding, use -thread_type slice "
 133                "or a constant quantizer if you want to use multiple cpu cores\n");
 134         avctx->thread_count = 1;
 135     }
 136     if(   avctx->thread_count > 1
 137        && avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_MJPEG
 138        && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_QSCALE))
 139         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 140                "MJPEG CBR encoding works badly with frame multi-threading, consider "
 141                "using -threads 1, -thread_type slice or a constant quantizer.\n");
 142
 143     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HUFFYUV ||
 144         avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_FFVHUFF) {
 145         // huffyuv doesnt support these with multiple frame threads currently
 146         if (avctx->context_model > 0 || (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)) {
 147             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 148                "Forcing thread count to 1 for huffyuv encoding with first pass or context 1\n");
 149             avctx->thread_count = 1;
 150         }
 151     }
 152
 153     if(!avctx->thread_count) {
 154         avctx->thread_count = av_cpu_count();
 155         avctx->thread_count = FFMIN(avctx->thread_count, MAX_THREADS);
 156     }
 157
 158     if(avctx->thread_count <= 1)
 159         return 0;
 160
 161     if(avctx->thread_count > MAX_THREADS)
 162         return AVERROR(EINVAL);
 163
 164     av_assert0(!avctx->internal->frame_thread_encoder);
 165     c = avctx->internal->frame_thread_encoder = av_mallocz(sizeof(ThreadContext));
 166     if(!c)
 167         return AVERROR(ENOMEM);
 168
 169     c->parent_avctx = avctx;
 170
 171     c->task_fifo = av_fifo_alloc(sizeof(Task) * BUFFER_SIZE);
 172     if(!c->task_fifo)
 173         goto fail;
 174
 175     pthread_mutex_init(&c->task_fifo_mutex, NULL);
 176     pthread_mutex_init(&c->finished_task_mutex, NULL);
 177     pthread_mutex_init(&c->buffer_mutex, NULL);
 178     pthread_cond_init(&c->task_fifo_cond, NULL);
 179     pthread_cond_init(&c->finished_task_cond, NULL);
 180
 181     for(i=0; i<avctx->thread_count ; i++){
 182         AVDictionary *tmp = NULL;
 183         void *tmpv;
 184         AVCodecContext *thread_avctx = avcodec_alloc_context3(avctx->codec);
 185         if(!thread_avctx)
 186             goto fail;
 187         tmpv = thread_avctx->priv_data;
 188         *thread_avctx = *avctx;
 189         thread_avctx->priv_data = tmpv;
 190         thread_avctx->internal = NULL;
 191         memcpy(thread_avctx->priv_data, avctx->priv_data, avctx->codec->priv_data_size);
 192         thread_avctx->thread_count = 1;
 193         thread_avctx->active_thread_type &= ~FF_THREAD_FRAME;
 194
 195         av_dict_copy(&tmp, options, 0);
 196         av_dict_set(&tmp, "threads", "1", 0);
 197         if(avcodec_open2(thread_avctx, avctx->codec, &tmp) < 0) {
 198             av_dict_free(&tmp);
 199             goto fail;
 200         }
 201         av_dict_free(&tmp);
 202         av_assert0(!thread_avctx->internal->frame_thread_encoder);
 203         thread_avctx->internal->frame_thread_encoder = c;
 204         if(pthread_create(&c->worker[i], NULL, worker, thread_avctx)) {
 205             goto fail;
 206         }
 207     }
 208
 209     avctx->active_thread_type = FF_THREAD_FRAME;
 210
 211     return 0;
 212 fail:
 213     avctx->thread_count = i;
 214     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_frame_thread_encoder_init failed\n");
 215     ff_frame_thread_encoder_free(avctx);
 216     return -1;
 217 }
 218
 219 void ff_frame_thread_encoder_free(AVCodecContext *avctx){
 220     int i;
 221     ThreadContext *c= avctx->internal->frame_thread_encoder;
 222
 223     pthread_mutex_lock(&c->task_fifo_mutex);
 224     c->exit = 1;
 225     pthread_cond_broadcast(&c->task_fifo_cond);
 226     pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
 227
 228     for (i=0; i<avctx->thread_count; i++) {
 229          pthread_join(c->worker[i], NULL);
 230     }
 231
 232     pthread_mutex_destroy(&c->task_fifo_mutex);
 233     pthread_mutex_destroy(&c->finished_task_mutex);
 234     pthread_mutex_destroy(&c->buffer_mutex);
 235     pthread_cond_destroy(&c->task_fifo_cond);
 236     pthread_cond_destroy(&c->finished_task_cond);
 237     av_fifo_free(c->task_fifo); c->task_fifo = NULL;
 238     av_freep(&avctx->internal->frame_thread_encoder);
 239 }
 240
 241 int ff_thread_video_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet_ptr){
 242     ThreadContext *c = avctx->internal->frame_thread_encoder;
 243     Task task;
 244     int ret;
 245
 246     av_assert1(!*got_packet_ptr);
 247
 248     if(frame){
 249         if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_INPUT_PRESERVED)){
 250             AVFrame *new = av_frame_alloc();
 251             if(!new)
 252                 return AVERROR(ENOMEM);
 253             pthread_mutex_lock(&c->buffer_mutex);
 254             ret = ff_get_buffer(c->parent_avctx, new, 0);
 255             pthread_mutex_unlock(&c->buffer_mutex);
 256             if(ret<0)
 257                 return ret;
 258             new->pts = frame->pts;
 259             new->quality = frame->quality;
 260             new->pict_type = frame->pict_type;
 261             av_image_copy(new->data, new->linesize, (const uint8_t **)frame->data, frame->linesize,
 262                           avctx->pix_fmt, avctx->width, avctx->height);
 263             frame = new;
 264         }
 265
 266         task.index = c->task_index;
 267         task.indata = (void*)frame;
 268         pthread_mutex_lock(&c->task_fifo_mutex);
 269         av_fifo_generic_write(c->task_fifo, &task, sizeof(task), NULL);
 270         pthread_cond_signal(&c->task_fifo_cond);
 271         pthread_mutex_unlock(&c->task_fifo_mutex);
 272
 273         c->task_index = (c->task_index+1) % BUFFER_SIZE;
 274
 275         if(!c->finished_tasks[c->finished_task_index].outdata && (c->task_index - c->finished_task_index) % BUFFER_SIZE <= avctx->thread_count)
 276             return 0;
 277     }
 278
 279     if(c->task_index == c->finished_task_index)
 280         return 0;
 281
 282     pthread_mutex_lock(&c->finished_task_mutex);
 283     while (!c->finished_tasks[c->finished_task_index].outdata) {
 284         pthread_cond_wait(&c->finished_task_cond, &c->finished_task_mutex);
 285     }
 286     task = c->finished_tasks[c->finished_task_index];
 287     *pkt = *(AVPacket*)(task.outdata);
 288     if(pkt->data)
 289         *got_packet_ptr = 1;
 290     av_freep(&c->finished_tasks[c->finished_task_index].outdata);
 291     c->finished_task_index = (c->finished_task_index+1) % BUFFER_SIZE;
 292     pthread_mutex_unlock(&c->finished_task_mutex);
 293
 294     return task.return_code;
 295 }