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

   1 /*
   2  * Mpeg video formats-related picture management functions
   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 <stdint.h>
  22
  23 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/common.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26 #include "libavutil/imgutils.h"
  27
  28 #include "avcodec.h"
  29 #include "motion_est.h"
  30 #include "mpegpicture.h"
  31 #include "mpegutils.h"
  32
  33 static int make_tables_writable(Picture *pic)
  34 {
  35     int ret, i;
  36 #define MAKE_WRITABLE(table) \
  37 do {\
  38     if (pic->table &&\
  39        (ret = av_buffer_make_writable(&pic->table)) < 0)\
  40     return ret;\
  41 } while (0)
  42
  43     MAKE_WRITABLE(mb_var_buf);
  44     MAKE_WRITABLE(mc_mb_var_buf);
  45     MAKE_WRITABLE(mb_mean_buf);
  46     MAKE_WRITABLE(mbskip_table_buf);
  47     MAKE_WRITABLE(qscale_table_buf);
  48     MAKE_WRITABLE(mb_type_buf);
  49
  50     for (i = 0; i < 2; i++) {
  51         MAKE_WRITABLE(motion_val_buf[i]);
  52         MAKE_WRITABLE(ref_index_buf[i]);
  53     }
  54
  55     return 0;
  56 }
  57
  58 int ff_mpeg_framesize_alloc(AVCodecContext *avctx, MotionEstContext *me,
  59                             ScratchpadContext *sc, int linesize)
  60 {
  61 #   define EMU_EDGE_HEIGHT (4 * 70)
  62     int alloc_size = FFALIGN(FFABS(linesize) + 64, 32);
  63
  64     if (avctx->hwaccel)
  65         return 0;
  66
  67     if (linesize < 24) {
  68         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Image too small, temporary buffers cannot function\n");
  69         return AVERROR_PATCHWELCOME;
  70     }
  71
  72     if (av_image_check_size2(alloc_size, EMU_EDGE_HEIGHT, avctx->max_pixels, AV_PIX_FMT_NONE, 0, avctx) < 0)
  73         return AVERROR(ENOMEM);
  74
  75     // edge emu needs blocksize + filter length - 1
  76     // (= 17x17 for  halfpel / 21x21 for H.264)
  77     // VC-1 computes luma and chroma simultaneously and needs 19X19 + 9x9
  78     // at uvlinesize. It supports only YUV420 so 24x24 is enough
  79     // linesize * interlaced * MBsize
  80     // we also use this buffer for encoding in encode_mb_internal() needig an additional 32 lines
  81     if (!FF_ALLOCZ_TYPED_ARRAY(sc->edge_emu_buffer, alloc_size * EMU_EDGE_HEIGHT) ||
  82         !FF_ALLOCZ_TYPED_ARRAY(me->scratchpad,      alloc_size * 4 * 16 * 2)) {
  83         av_freep(&sc->edge_emu_buffer);
  84         return AVERROR(ENOMEM);
  85     }
  86
  87     me->temp            = me->scratchpad;
  88     sc->rd_scratchpad   = me->scratchpad;
  89     sc->b_scratchpad    = me->scratchpad;
  90     sc->obmc_scratchpad = me->scratchpad + 16;
  91
  92     return 0;
  93 }
  94
  95 /**
  96  * Allocate a frame buffer
  97  */
  98 static int alloc_frame_buffer(AVCodecContext *avctx,  Picture *pic,
  99                               MotionEstContext *me, ScratchpadContext *sc,
 100                               int chroma_x_shift, int chroma_y_shift,
 101                               int linesize, int uvlinesize)
 102 {
 103     int edges_needed = av_codec_is_encoder(avctx->codec);
 104     int r, ret;
 105
 106     pic->tf.f = pic->f;
 107     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_WMV3IMAGE &&
 108         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_VC1IMAGE  &&
 109         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MSS2) {
 110         if (edges_needed) {
 111             pic->f->width  = avctx->width  + 2 * EDGE_WIDTH;
 112             pic->f->height = avctx->height + 2 * EDGE_WIDTH;
 113         }
 114
 115         r = ff_thread_get_buffer(avctx, &pic->tf,
 116                                  pic->reference ? AV_GET_BUFFER_FLAG_REF : 0);
 117     } else {
 118         pic->f->width  = avctx->width;
 119         pic->f->height = avctx->height;
 120         pic->f->format = avctx->pix_fmt;
 121         r = avcodec_default_get_buffer2(avctx, pic->f, 0);
 122     }
 123
 124     if (r < 0 || !pic->f->buf[0]) {
 125         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed (%d %p)\n",
 126                r, pic->f->data[0]);
 127         return -1;
 128     }
 129
 130     if (edges_needed) {
 131         int i;
 132         for (i = 0; pic->f->data[i]; i++) {
 133             int offset = (EDGE_WIDTH >> (i ? chroma_y_shift : 0)) *
 134                          pic->f->linesize[i] +
 135                          (EDGE_WIDTH >> (i ? chroma_x_shift : 0));
 136             pic->f->data[i] += offset;
 137         }
 138         pic->f->width  = avctx->width;
 139         pic->f->height = avctx->height;
 140     }
 141
 142     if (avctx->hwaccel) {
 143         assert(!pic->hwaccel_picture_private);
 144         if (avctx->hwaccel->frame_priv_data_size) {
 145             pic->hwaccel_priv_buf = av_buffer_allocz(avctx->hwaccel->frame_priv_data_size);
 146             if (!pic->hwaccel_priv_buf) {
 147                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "alloc_frame_buffer() failed (hwaccel private data allocation)\n");
 148                 return -1;
 149             }
 150             pic->hwaccel_picture_private = pic->hwaccel_priv_buf->data;
 151         }
 152     }
 153
 154     if ((linesize   &&   linesize != pic->f->linesize[0]) ||
 155         (uvlinesize && uvlinesize != pic->f->linesize[1])) {
 156         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 157                "get_buffer() failed (stride changed: linesize=%d/%d uvlinesize=%d/%d)\n",
 158                linesize,   pic->f->linesize[0],
 159                uvlinesize, pic->f->linesize[1]);
 160         ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 161         return -1;
 162     }
 163
 164     if (av_pix_fmt_count_planes(pic->f->format) > 2 &&
 165         pic->f->linesize[1] != pic->f->linesize[2]) {
 166         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 167                "get_buffer() failed (uv stride mismatch)\n");
 168         ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 169         return -1;
 170     }
 171
 172     if (!sc->edge_emu_buffer &&
 173         (ret = ff_mpeg_framesize_alloc(avctx, me, sc,
 174                                        pic->f->linesize[0])) < 0) {
 175         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 176                "get_buffer() failed to allocate context scratch buffers.\n");
 177         ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 178         return ret;
 179     }
 180
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 static int alloc_picture_tables(AVCodecContext *avctx, Picture *pic, int encoding, int out_format,
 185                                 int mb_stride, int mb_width, int mb_height, int b8_stride)
 186 {
 187     const int big_mb_num    = mb_stride * (mb_height + 1) + 1;
 188     const int mb_array_size = mb_stride * mb_height;
 189     const int b8_array_size = b8_stride * mb_height * 2;
 190     int i;
 191
 192
 193     pic->mbskip_table_buf = av_buffer_allocz(mb_array_size + 2);
 194     pic->qscale_table_buf = av_buffer_allocz(big_mb_num + mb_stride);
 195     pic->mb_type_buf      = av_buffer_allocz((big_mb_num + mb_stride) *
 196                                              sizeof(uint32_t));
 197     if (!pic->mbskip_table_buf || !pic->qscale_table_buf || !pic->mb_type_buf)
 198         return AVERROR(ENOMEM);
 199
 200     if (encoding) {
 201         pic->mb_var_buf    = av_buffer_allocz(mb_array_size * sizeof(int16_t));
 202         pic->mc_mb_var_buf = av_buffer_allocz(mb_array_size * sizeof(int16_t));
 203         pic->mb_mean_buf   = av_buffer_allocz(mb_array_size);
 204         if (!pic->mb_var_buf || !pic->mc_mb_var_buf || !pic->mb_mean_buf)
 205             return AVERROR(ENOMEM);
 206     }
 207
 208     if (out_format == FMT_H263 || encoding ||
 209         (avctx->export_side_data & AV_CODEC_EXPORT_DATA_MVS)) {
 210         int mv_size        = 2 * (b8_array_size + 4) * sizeof(int16_t);
 211         int ref_index_size = 4 * mb_array_size;
 212
 213         for (i = 0; mv_size && i < 2; i++) {
 214             pic->motion_val_buf[i] = av_buffer_allocz(mv_size);
 215             pic->ref_index_buf[i]  = av_buffer_allocz(ref_index_size);
 216             if (!pic->motion_val_buf[i] || !pic->ref_index_buf[i])
 217                 return AVERROR(ENOMEM);
 218         }
 219     }
 220
 221     pic->alloc_mb_width  = mb_width;
 222     pic->alloc_mb_height = mb_height;
 223     pic->alloc_mb_stride = mb_stride;
 224
 225     return 0;
 226 }
 227
 228 /**
 229  * Allocate a Picture.
 230  * The pixels are allocated/set by calling get_buffer() if shared = 0
 231  */
 232 int ff_alloc_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *pic, MotionEstContext *me,
 233                      ScratchpadContext *sc, int shared, int encoding,
 234                      int chroma_x_shift, int chroma_y_shift, int out_format,
 235                      int mb_stride, int mb_width, int mb_height, int b8_stride,
 236                      ptrdiff_t *linesize, ptrdiff_t *uvlinesize)
 237 {
 238     int i, ret;
 239
 240     if (pic->qscale_table_buf)
 241         if (   pic->alloc_mb_width  != mb_width
 242             || pic->alloc_mb_height != mb_height)
 243             ff_free_picture_tables(pic);
 244
 245     if (shared) {
 246         av_assert0(pic->f->data[0]);
 247         pic->shared = 1;
 248     } else {
 249         av_assert0(!pic->f->buf[0]);
 250         if (alloc_frame_buffer(avctx, pic, me, sc,
 251                                chroma_x_shift, chroma_y_shift,
 252                                *linesize, *uvlinesize) < 0)
 253             return -1;
 254
 255         *linesize   = pic->f->linesize[0];
 256         *uvlinesize = pic->f->linesize[1];
 257     }
 258
 259     if (!pic->qscale_table_buf)
 260         ret = alloc_picture_tables(avctx, pic, encoding, out_format,
 261                                    mb_stride, mb_width, mb_height, b8_stride);
 262     else
 263         ret = make_tables_writable(pic);
 264     if (ret < 0)
 265         goto fail;
 266
 267     if (encoding) {
 268         pic->mb_var    = (uint16_t*)pic->mb_var_buf->data;
 269         pic->mc_mb_var = (uint16_t*)pic->mc_mb_var_buf->data;
 270         pic->mb_mean   = pic->mb_mean_buf->data;
 271     }
 272
 273     pic->mbskip_table = pic->mbskip_table_buf->data;
 274     pic->qscale_table = pic->qscale_table_buf->data + 2 * mb_stride + 1;
 275     pic->mb_type      = (uint32_t*)pic->mb_type_buf->data + 2 * mb_stride + 1;
 276
 277     if (pic->motion_val_buf[0]) {
 278         for (i = 0; i < 2; i++) {
 279             pic->motion_val[i] = (int16_t (*)[2])pic->motion_val_buf[i]->data + 4;
 280             pic->ref_index[i]  = pic->ref_index_buf[i]->data;
 281         }
 282     }
 283
 284     return 0;
 285 fail:
 286     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating a picture.\n");
 287     ff_mpeg_unref_picture(avctx, pic);
 288     ff_free_picture_tables(pic);
 289     return AVERROR(ENOMEM);
 290 }
 291
 292 /**
 293  * Deallocate a picture.
 294  */
 295 void ff_mpeg_unref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *pic)
 296 {
 297     int off = offsetof(Picture, mb_mean) + sizeof(pic->mb_mean);
 298
 299     pic->tf.f = pic->f;
 300     /* WM Image / Screen codecs allocate internal buffers with different
 301      * dimensions / colorspaces; ignore user-defined callbacks for these. */
 302     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_WMV3IMAGE &&
 303         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_VC1IMAGE  &&
 304         avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MSS2)
 305         ff_thread_release_buffer(avctx, &pic->tf);
 306     else if (pic->f)
 307         av_frame_unref(pic->f);
 308
 309     av_buffer_unref(&pic->hwaccel_priv_buf);
 310
 311     if (pic->needs_realloc)
 312         ff_free_picture_tables(pic);
 313
 314     memset((uint8_t*)pic + off, 0, sizeof(*pic) - off);
 315 }
 316
 317 int ff_update_picture_tables(Picture *dst, Picture *src)
 318 {
 319     int i, ret;
 320
 321     ret  = av_buffer_replace(&dst->mb_var_buf,       src->mb_var_buf);
 322     ret |= av_buffer_replace(&dst->mc_mb_var_buf,    src->mc_mb_var_buf);
 323     ret |= av_buffer_replace(&dst->mb_mean_buf,      src->mb_mean_buf);
 324     ret |= av_buffer_replace(&dst->mbskip_table_buf, src->mbskip_table_buf);
 325     ret |= av_buffer_replace(&dst->qscale_table_buf, src->qscale_table_buf);
 326     ret |= av_buffer_replace(&dst->mb_type_buf,      src->mb_type_buf);
 327     for (i = 0; i < 2; i++) {
 328         ret |= av_buffer_replace(&dst->motion_val_buf[i], src->motion_val_buf[i]);
 329         ret |= av_buffer_replace(&dst->ref_index_buf[i],  src->ref_index_buf[i]);
 330     }
 331
 332     if (ret < 0) {
 333         ff_free_picture_tables(dst);
 334         return ret;
 335     }
 336
 337     dst->mb_var        = src->mb_var;
 338     dst->mc_mb_var     = src->mc_mb_var;
 339     dst->mb_mean       = src->mb_mean;
 340     dst->mbskip_table  = src->mbskip_table;
 341     dst->qscale_table  = src->qscale_table;
 342     dst->mb_type       = src->mb_type;
 343     for (i = 0; i < 2; i++) {
 344         dst->motion_val[i] = src->motion_val[i];
 345         dst->ref_index[i]  = src->ref_index[i];
 346     }
 347
 348     dst->alloc_mb_width  = src->alloc_mb_width;
 349     dst->alloc_mb_height = src->alloc_mb_height;
 350     dst->alloc_mb_stride = src->alloc_mb_stride;
 351
 352     return 0;
 353 }
 354
 355 int ff_mpeg_ref_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *dst, Picture *src)
 356 {
 357     int ret;
 358
 359     av_assert0(!dst->f->buf[0]);
 360     av_assert0(src->f->buf[0]);
 361
 362     src->tf.f = src->f;
 363     dst->tf.f = dst->f;
 364     ret = ff_thread_ref_frame(&dst->tf, &src->tf);
 365     if (ret < 0)
 366         goto fail;
 367
 368     ret = ff_update_picture_tables(dst, src);
 369     if (ret < 0)
 370         goto fail;
 371
 372     if (src->hwaccel_picture_private) {
 373         dst->hwaccel_priv_buf = av_buffer_ref(src->hwaccel_priv_buf);
 374         if (!dst->hwaccel_priv_buf) {
 375             ret = AVERROR(ENOMEM);
 376             goto fail;
 377         }
 378         dst->hwaccel_picture_private = dst->hwaccel_priv_buf->data;
 379     }
 380
 381     dst->field_picture           = src->field_picture;
 382     dst->mb_var_sum              = src->mb_var_sum;
 383     dst->mc_mb_var_sum           = src->mc_mb_var_sum;
 384     dst->b_frame_score           = src->b_frame_score;
 385     dst->needs_realloc           = src->needs_realloc;
 386     dst->reference               = src->reference;
 387     dst->shared                  = src->shared;
 388
 389     memcpy(dst->encoding_error, src->encoding_error,
 390            sizeof(dst->encoding_error));
 391
 392     return 0;
 393 fail:
 394     ff_mpeg_unref_picture(avctx, dst);
 395     return ret;
 396 }
 397
 398 static inline int pic_is_unused(Picture *pic)
 399 {
 400     if (!pic->f->buf[0])
 401         return 1;
 402     if (pic->needs_realloc && !(pic->reference & DELAYED_PIC_REF))
 403         return 1;
 404     return 0;
 405 }
 406
 407 static int find_unused_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture, int shared)
 408 {
 409     int i;
 410
 411     if (shared) {
 412         for (i = 0; i < MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 413             if (!picture[i].f->buf[0])
 414                 return i;
 415         }
 416     } else {
 417         for (i = 0; i < MAX_PICTURE_COUNT; i++) {
 418             if (pic_is_unused(&picture[i]))
 419                 return i;
 420         }
 421     }
 422
 423     av_log(avctx, AV_LOG_FATAL,
 424            "Internal error, picture buffer overflow\n");
 425     /* We could return -1, but the codec would crash trying to draw into a
 426      * non-existing frame anyway. This is safer than waiting for a random crash.
 427      * Also the return of this is never useful, an encoder must only allocate
 428      * as much as allowed in the specification. This has no relationship to how
 429      * much libavcodec could allocate (and MAX_PICTURE_COUNT is always large
 430      * enough for such valid streams).
 431      * Plus, a decoder has to check stream validity and remove frames if too
 432      * many reference frames are around. Waiting for "OOM" is not correct at
 433      * all. Similarly, missing reference frames have to be replaced by
 434      * interpolated/MC frames, anything else is a bug in the codec ...
 435      */
 436     abort();
 437     return -1;
 438 }
 439
 440 int ff_find_unused_picture(AVCodecContext *avctx, Picture *picture, int shared)
 441 {
 442     int ret = find_unused_picture(avctx, picture, shared);
 443
 444     if (ret >= 0 && ret < MAX_PICTURE_COUNT) {
 445         if (picture[ret].needs_realloc) {
 446             picture[ret].needs_realloc = 0;
 447             ff_free_picture_tables(&picture[ret]);
 448             ff_mpeg_unref_picture(avctx, &picture[ret]);
 449         }
 450     }
 451     return ret;
 452 }
 453
 454 void ff_free_picture_tables(Picture *pic)
 455 {
 456     int i;
 457
 458     pic->alloc_mb_width  =
 459     pic->alloc_mb_height = 0;
 460
 461     av_buffer_unref(&pic->mb_var_buf);
 462     av_buffer_unref(&pic->mc_mb_var_buf);
 463     av_buffer_unref(&pic->mb_mean_buf);
 464     av_buffer_unref(&pic->mbskip_table_buf);
 465     av_buffer_unref(&pic->qscale_table_buf);
 466     av_buffer_unref(&pic->mb_type_buf);
 467
 468     for (i = 0; i < 2; i++) {
 469         av_buffer_unref(&pic->motion_val_buf[i]);
 470         av_buffer_unref(&pic->ref_index_buf[i]);
 471     }
 472 }