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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2004 Roman Shaposhnik
   3  * Copyright (c) 2008 Alexander Strange (astrange@ithinksw.com)
   4  *
   5  * Many thanks to Steven M. Schultz for providing clever ideas and
   6  * to Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at> for writing initial
   7  * implementation.
   8  *
   9  * This file is part of FFmpeg.
  10  *
  11  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  13  * License as published by the Free Software Foundation; either
  14  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  23  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  24  */
  25
  26 /**
  27  * @file
  28  * Multithreading support functions
  29  * @see doc/multithreading.txt
  30  */
  31
  32 #include "config.h"
  33
  34 #if HAVE_SCHED_GETAFFINITY
  35 #ifndef _GNU_SOURCE
  36 # define _GNU_SOURCE
  37 #endif
  38 #include <sched.h>
  39 #endif
  40 #if HAVE_GETPROCESSAFFINITYMASK
  41 #include <windows.h>
  42 #endif
  43 #if HAVE_SYSCTL
  44 #if HAVE_SYS_PARAM_H
  45 #include <sys/param.h>
  46 #endif
  47 #include <sys/types.h>
  48 #include <sys/param.h>
  49 #include <sys/sysctl.h>
  50 #endif
  51 #if HAVE_SYSCONF
  52 #include <unistd.h>
  53 #endif
  54
  55 #include "avcodec.h"
  56 #include "internal.h"
  57 #include "thread.h"
  58 #include "libavutil/common.h"
  59
  60 #if HAVE_PTHREADS
  61 #include <pthread.h>
  62 #elif HAVE_W32THREADS
  63 #include "w32pthreads.h"
  64 #elif HAVE_OS2THREADS
  65 #include "os2threads.h"
  66 #endif
  67
  68 typedef int (action_func)(AVCodecContext *c, void *arg);
  69 typedef int (action_func2)(AVCodecContext *c, void *arg, int jobnr, int threadnr);
  70
  71 typedef struct ThreadContext {
  72     pthread_t *workers;
  73     action_func *func;
  74     action_func2 *func2;
  75     void *args;
  76     int *rets;
  77     int rets_count;
  78     int job_count;
  79     int job_size;
  80
  81     pthread_cond_t last_job_cond;
  82     pthread_cond_t current_job_cond;
  83     pthread_mutex_t current_job_lock;
  84     int current_job;
  85     unsigned int current_execute;
  86     int done;
  87 } ThreadContext;
  88
  89 /// Max number of frame buffers that can be allocated when using frame threads.
  90 #define MAX_BUFFERS (34+1)
  91
  92 /**
  93  * Context used by codec threads and stored in their AVCodecContext thread_opaque.
  94  */
  95 typedef struct PerThreadContext {
  96     struct FrameThreadContext *parent;
  97
  98     pthread_t      thread;
  99     int            thread_init;
 100     pthread_cond_t input_cond;      ///< Used to wait for a new packet from the main thread.
 101     pthread_cond_t progress_cond;   ///< Used by child threads to wait for progress to change.
 102     pthread_cond_t output_cond;     ///< Used by the main thread to wait for frames to finish.
 103
 104     pthread_mutex_t mutex;          ///< Mutex used to protect the contents of the PerThreadContext.
 105     pthread_mutex_t progress_mutex; ///< Mutex used to protect frame progress values and progress_cond.
 106
 107     AVCodecContext *avctx;          ///< Context used to decode packets passed to this thread.
 108
 109     AVPacket       avpkt;           ///< Input packet (for decoding) or output (for encoding).
 110     int            allocated_buf_size; ///< Size allocated for avpkt.data
 111
 112     AVFrame frame;                  ///< Output frame (for decoding) or input (for encoding).
 113     int     got_frame;              ///< The output of got_picture_ptr from the last avcodec_decode_video() call.
 114     int     result;                 ///< The result of the last codec decode/encode() call.
 115
 116     enum {
 117         STATE_INPUT_READY,          ///< Set when the thread is awaiting a packet.
 118         STATE_SETTING_UP,           ///< Set before the codec has called ff_thread_finish_setup().
 119         STATE_GET_BUFFER,           /**<
 120                                      * Set when the codec calls get_buffer().
 121                                      * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
 122                                      */
 123         STATE_SETUP_FINISHED        ///< Set after the codec has called ff_thread_finish_setup().
 124     } state;
 125
 126     /**
 127      * Array of frames passed to ff_thread_release_buffer().
 128      * Frames are released after all threads referencing them are finished.
 129      */
 130     AVFrame released_buffers[MAX_BUFFERS];
 131     int     num_released_buffers;
 132
 133     /**
 134      * Array of progress values used by ff_thread_get_buffer().
 135      */
 136     volatile int     progress[MAX_BUFFERS][2];
 137     volatile uint8_t progress_used[MAX_BUFFERS];
 138
 139     AVFrame *requested_frame;       ///< AVFrame the codec passed to get_buffer()
 140 } PerThreadContext;
 141
 142 /**
 143  * Context stored in the client AVCodecContext thread_opaque.
 144  */
 145 typedef struct FrameThreadContext {
 146     PerThreadContext *threads;     ///< The contexts for each thread.
 147     PerThreadContext *prev_thread; ///< The last thread submit_packet() was called on.
 148
 149     pthread_mutex_t buffer_mutex;  ///< Mutex used to protect get/release_buffer().
 150
 151     int next_decoding;             ///< The next context to submit a packet to.
 152     int next_finished;             ///< The next context to return output from.
 153
 154     int delaying;                  /**<
 155                                     * Set for the first N packets, where N is the number of threads.
 156                                     * While it is set, ff_thread_en/decode_frame won't return any results.
 157                                     */
 158
 159     int die;                       ///< Set when threads should exit.
 160 } FrameThreadContext;
 161
 162
 163 /* H264 slice threading seems to be buggy with more than 16 threads,
 164  * limit the number of threads to 16 for automatic detection */
 165 #define MAX_AUTO_THREADS 16
 166
 167 int ff_get_logical_cpus(AVCodecContext *avctx)
 168 {
 169     int ret, nb_cpus = 1;
 170 #if HAVE_SCHED_GETAFFINITY && defined(CPU_COUNT)
 171     cpu_set_t cpuset;
 172
 173     CPU_ZERO(&cpuset);
 174
 175     ret = sched_getaffinity(0, sizeof(cpuset), &cpuset);
 176     if (!ret) {
 177         nb_cpus = CPU_COUNT(&cpuset);
 178     }
 179 #elif HAVE_GETPROCESSAFFINITYMASK
 180     DWORD_PTR proc_aff, sys_aff;
 181     ret = GetProcessAffinityMask(GetCurrentProcess(), &proc_aff, &sys_aff);
 182     if (ret)
 183         nb_cpus = av_popcount64(proc_aff);
 184 #elif HAVE_SYSCTL && defined(HW_NCPU)
 185     int mib[2] = { CTL_HW, HW_NCPU };
 186     size_t len = sizeof(nb_cpus);
 187
 188     ret = sysctl(mib, 2, &nb_cpus, &len, NULL, 0);
 189     if (ret == -1)
 190         nb_cpus = 0;
 191 #elif HAVE_SYSCONF && defined(_SC_NPROC_ONLN)
 192     nb_cpus = sysconf(_SC_NPROC_ONLN);
 193 #elif HAVE_SYSCONF && defined(_SC_NPROCESSORS_ONLN)
 194     nb_cpus = sysconf(_SC_NPROCESSORS_ONLN);
 195 #endif
 196     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "detected %d logical cores\n", nb_cpus);
 197
 198     if  (avctx->height)
 199         nb_cpus = FFMIN(nb_cpus, (avctx->height+15)/16);
 200
 201     return nb_cpus;
 202 }
 203
 204
 205 static void* attribute_align_arg worker(void *v)
 206 {
 207     AVCodecContext *avctx = v;
 208     ThreadContext *c = avctx->thread_opaque;
 209     int our_job = c->job_count;
 210     int last_execute = 0;
 211     int thread_count = avctx->thread_count;
 212     int self_id;
 213
 214     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
 215     self_id = c->current_job++;
 216     for (;;){
 217         while (our_job >= c->job_count) {
 218             if (c->current_job == thread_count + c->job_count)
 219                 pthread_cond_signal(&c->last_job_cond);
 220
 221             while (last_execute == c->current_execute && !c->done)
 222                 pthread_cond_wait(&c->current_job_cond, &c->current_job_lock);
 223             last_execute = c->current_execute;
 224             our_job = self_id;
 225
 226             if (c->done) {
 227                 pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
 228                 return NULL;
 229             }
 230         }
 231         pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
 232
 233         c->rets[our_job%c->rets_count] = c->func ? c->func(avctx, (char*)c->args + our_job*c->job_size):
 234                                                    c->func2(avctx, c->args, our_job, self_id);
 235
 236         pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
 237         our_job = c->current_job++;
 238     }
 239 }
 240
 241 static av_always_inline void avcodec_thread_park_workers(ThreadContext *c, int thread_count)
 242 {
 243     while (c->current_job != thread_count + c->job_count)
 244         pthread_cond_wait(&c->last_job_cond, &c->current_job_lock);
 245     pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
 246 }
 247
 248 static void thread_free(AVCodecContext *avctx)
 249 {
 250     ThreadContext *c = avctx->thread_opaque;
 251     int i;
 252
 253     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
 254     c->done = 1;
 255     pthread_cond_broadcast(&c->current_job_cond);
 256     pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
 257
 258     for (i=0; i<avctx->thread_count; i++)
 259          pthread_join(c->workers[i], NULL);
 260
 261     pthread_mutex_destroy(&c->current_job_lock);
 262     pthread_cond_destroy(&c->current_job_cond);
 263     pthread_cond_destroy(&c->last_job_cond);
 264     av_free(c->workers);
 265     av_freep(&avctx->thread_opaque);
 266 }
 267
 268 static int avcodec_thread_execute(AVCodecContext *avctx, action_func* func, void *arg, int *ret, int job_count, int job_size)
 269 {
 270     ThreadContext *c= avctx->thread_opaque;
 271     int dummy_ret;
 272
 273     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_SLICE) || avctx->thread_count <= 1)
 274         return avcodec_default_execute(avctx, func, arg, ret, job_count, job_size);
 275
 276     if (job_count <= 0)
 277         return 0;
 278
 279     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
 280
 281     c->current_job = avctx->thread_count;
 282     c->job_count = job_count;
 283     c->job_size = job_size;
 284     c->args = arg;
 285     c->func = func;
 286     if (ret) {
 287         c->rets = ret;
 288         c->rets_count = job_count;
 289     } else {
 290         c->rets = &dummy_ret;
 291         c->rets_count = 1;
 292     }
 293     c->current_execute++;
 294     pthread_cond_broadcast(&c->current_job_cond);
 295
 296     avcodec_thread_park_workers(c, avctx->thread_count);
 297
 298     return 0;
 299 }
 300
 301 static int avcodec_thread_execute2(AVCodecContext *avctx, action_func2* func2, void *arg, int *ret, int job_count)
 302 {
 303     ThreadContext *c= avctx->thread_opaque;
 304     c->func2 = func2;
 305     return avcodec_thread_execute(avctx, NULL, arg, ret, job_count, 0);
 306 }
 307
 308 static int thread_init(AVCodecContext *avctx)
 309 {
 310     int i;
 311     ThreadContext *c;
 312     int thread_count = avctx->thread_count;
 313
 314     if (!thread_count) {
 315         int nb_cpus = ff_get_logical_cpus(avctx);
 316         // use number of cores + 1 as thread count if there is more than one
 317         if (nb_cpus > 1)
 318             thread_count = avctx->thread_count = FFMIN(nb_cpus + 1, MAX_AUTO_THREADS);
 319         else
 320             thread_count = avctx->thread_count = 1;
 321     }
 322
 323     if (thread_count <= 1) {
 324         avctx->active_thread_type = 0;
 325         return 0;
 326     }
 327
 328     c = av_mallocz(sizeof(ThreadContext));
 329     if (!c)
 330         return -1;
 331
 332     c->workers = av_mallocz(sizeof(pthread_t)*thread_count);
 333     if (!c->workers) {
 334         av_free(c);
 335         return -1;
 336     }
 337
 338     avctx->thread_opaque = c;
 339     c->current_job = 0;
 340     c->job_count = 0;
 341     c->job_size = 0;
 342     c->done = 0;
 343     pthread_cond_init(&c->current_job_cond, NULL);
 344     pthread_cond_init(&c->last_job_cond, NULL);
 345     pthread_mutex_init(&c->current_job_lock, NULL);
 346     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
 347     for (i=0; i<thread_count; i++) {
 348         if(pthread_create(&c->workers[i], NULL, worker, avctx)) {
 349            avctx->thread_count = i;
 350            pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
 351            ff_thread_free(avctx);
 352            return -1;
 353         }
 354     }
 355
 356     avcodec_thread_park_workers(c, thread_count);
 357
 358     avctx->execute = avcodec_thread_execute;
 359     avctx->execute2 = avcodec_thread_execute2;
 360     return 0;
 361 }
 362
 363 /**
 364  * Codec worker thread.
 365  *
 366  * Automatically calls ff_thread_finish_setup() if the codec does
 367  * not provide an update_thread_context method, or if the codec returns
 368  * before calling it.
 369  */
 370 static attribute_align_arg void *frame_worker_thread(void *arg)
 371 {
 372     PerThreadContext *p = arg;
 373     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
 374     AVCodecContext *avctx = p->avctx;
 375     const AVCodec *codec = avctx->codec;
 376
 377     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
 378     while (1) {
 379         int i;
 380             while (p->state == STATE_INPUT_READY && !fctx->die)
 381                 pthread_cond_wait(&p->input_cond, &p->mutex);
 382
 383         if (fctx->die) break;
 384
 385         if (!codec->update_thread_context && (avctx->thread_safe_callbacks || avctx->get_buffer == avcodec_default_get_buffer))
 386             ff_thread_finish_setup(avctx);
 387
 388         avcodec_get_frame_defaults(&p->frame);
 389         p->got_frame = 0;
 390         p->result = codec->decode(avctx, &p->frame, &p->got_frame, &p->avpkt);
 391
 392         /* many decoders assign whole AVFrames, thus overwriting extended_data;
 393          * make sure it's set correctly */
 394         p->frame.extended_data = p->frame.data;
 395
 396         if (p->state == STATE_SETTING_UP) ff_thread_finish_setup(avctx);
 397
 398         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 399         for (i = 0; i < MAX_BUFFERS; i++)
 400             if (p->progress_used[i] && (p->got_frame || p->result<0 || avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_H264)) {
 401                 p->progress[i][0] = INT_MAX;
 402                 p->progress[i][1] = INT_MAX;
 403             }
 404         p->state = STATE_INPUT_READY;
 405
 406         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 407         pthread_cond_signal(&p->output_cond);
 408         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 409     }
 410     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 411
 412     return NULL;
 413 }
 414
 415 /**
 416  * Update the next thread's AVCodecContext with values from the reference thread's context.
 417  *
 418  * @param dst The destination context.
 419  * @param src The source context.
 420  * @param for_user 0 if the destination is a codec thread, 1 if the destination is the user's thread
 421  */
 422 static int update_context_from_thread(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src, int for_user)
 423 {
 424     int err = 0;
 425
 426     if (dst != src) {
 427         dst->time_base = src->time_base;
 428         dst->width     = src->width;
 429         dst->height    = src->height;
 430         dst->pix_fmt   = src->pix_fmt;
 431
 432         dst->coded_width  = src->coded_width;
 433         dst->coded_height = src->coded_height;
 434
 435         dst->has_b_frames = src->has_b_frames;
 436         dst->idct_algo    = src->idct_algo;
 437
 438         dst->bits_per_coded_sample = src->bits_per_coded_sample;
 439         dst->sample_aspect_ratio   = src->sample_aspect_ratio;
 440         dst->dtg_active_format     = src->dtg_active_format;
 441
 442         dst->profile = src->profile;
 443         dst->level   = src->level;
 444
 445         dst->bits_per_raw_sample = src->bits_per_raw_sample;
 446         dst->ticks_per_frame     = src->ticks_per_frame;
 447         dst->color_primaries     = src->color_primaries;
 448
 449         dst->color_trc   = src->color_trc;
 450         dst->colorspace  = src->colorspace;
 451         dst->color_range = src->color_range;
 452         dst->chroma_sample_location = src->chroma_sample_location;
 453     }
 454
 455     if (for_user) {
 456         dst->delay       = src->thread_count - 1;
 457         dst->coded_frame = src->coded_frame;
 458     } else {
 459         if (dst->codec->update_thread_context)
 460             err = dst->codec->update_thread_context(dst, src);
 461     }
 462
 463     return err;
 464 }
 465
 466 /**
 467  * Update the next thread's AVCodecContext with values set by the user.
 468  *
 469  * @param dst The destination context.
 470  * @param src The source context.
 471  * @return 0 on success, negative error code on failure
 472  */
 473 static int update_context_from_user(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src)
 474 {
 475 #define copy_fields(s, e) memcpy(&dst->s, &src->s, (char*)&dst->e - (char*)&dst->s);
 476     dst->flags          = src->flags;
 477
 478     dst->draw_horiz_band= src->draw_horiz_band;
 479     dst->get_buffer     = src->get_buffer;
 480     dst->release_buffer = src->release_buffer;
 481
 482     dst->opaque   = src->opaque;
 483     dst->debug    = src->debug;
 484     dst->debug_mv = src->debug_mv;
 485
 486     dst->slice_flags = src->slice_flags;
 487     dst->flags2      = src->flags2;
 488
 489     copy_fields(skip_loop_filter, subtitle_header);
 490
 491     dst->frame_number     = src->frame_number;
 492     dst->reordered_opaque = src->reordered_opaque;
 493     dst->thread_safe_callbacks = src->thread_safe_callbacks;
 494
 495     if (src->slice_count && src->slice_offset) {
 496         if (dst->slice_count < src->slice_count) {
 497             int *tmp = av_realloc(dst->slice_offset, src->slice_count *
 498                                   sizeof(*dst->slice_offset));
 499             if (!tmp) {
 500                 av_free(dst->slice_offset);
 501                 return AVERROR(ENOMEM);
 502             }
 503             dst->slice_offset = tmp;
 504         }
 505         memcpy(dst->slice_offset, src->slice_offset,
 506                src->slice_count * sizeof(*dst->slice_offset));
 507     }
 508     dst->slice_count = src->slice_count;
 509     return 0;
 510 #undef copy_fields
 511 }
 512
 513 static void free_progress(AVFrame *f)
 514 {
 515     PerThreadContext *p = f->owner->thread_opaque;
 516     volatile int *progress = f->thread_opaque;
 517
 518     p->progress_used[(progress - p->progress[0]) / 2] = 0;
 519 }
 520
 521 /// Releases the buffers that this decoding thread was the last user of.
 522 static void release_delayed_buffers(PerThreadContext *p)
 523 {
 524     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
 525
 526     while (p->num_released_buffers > 0) {
 527         AVFrame *f;
 528
 529         pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
 530         f = &p->released_buffers[--p->num_released_buffers];
 531         free_progress(f);
 532         f->thread_opaque = NULL;
 533
 534         f->owner->release_buffer(f->owner, f);
 535         pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
 536     }
 537 }
 538
 539 static int submit_packet(PerThreadContext *p, AVPacket *avpkt)
 540 {
 541     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
 542     PerThreadContext *prev_thread = fctx->prev_thread;
 543     const AVCodec *codec = p->avctx->codec;
 544     uint8_t *buf = p->avpkt.data;
 545
 546     if (!avpkt->size && !(codec->capabilities & CODEC_CAP_DELAY)) return 0;
 547
 548     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
 549
 550     release_delayed_buffers(p);
 551
 552     if (prev_thread) {
 553         int err;
 554         if (prev_thread->state == STATE_SETTING_UP) {
 555             pthread_mutex_lock(&prev_thread->progress_mutex);
 556             while (prev_thread->state == STATE_SETTING_UP)
 557                 pthread_cond_wait(&prev_thread->progress_cond, &prev_thread->progress_mutex);
 558             pthread_mutex_unlock(&prev_thread->progress_mutex);
 559         }
 560
 561         err = update_context_from_thread(p->avctx, prev_thread->avctx, 0);
 562         if (err) {
 563             pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 564             return err;
 565         }
 566     }
 567
 568     av_fast_malloc(&buf, &p->allocated_buf_size, avpkt->size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 569     p->avpkt = *avpkt;
 570     p->avpkt.data = buf;
 571     memcpy(buf, avpkt->data, avpkt->size);
 572     memset(buf + avpkt->size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 573
 574     p->state = STATE_SETTING_UP;
 575     pthread_cond_signal(&p->input_cond);
 576     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 577
 578     /*
 579      * If the client doesn't have a thread-safe get_buffer(),
 580      * then decoding threads call back to the main thread,
 581      * and it calls back to the client here.
 582      */
 583
 584     if (!p->avctx->thread_safe_callbacks &&
 585          p->avctx->get_buffer != avcodec_default_get_buffer) {
 586         while (p->state != STATE_SETUP_FINISHED && p->state != STATE_INPUT_READY) {
 587             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 588             while (p->state == STATE_SETTING_UP)
 589                 pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
 590
 591             if (p->state == STATE_GET_BUFFER) {
 592                 p->result = ff_get_buffer(p->avctx, p->requested_frame);
 593                 p->state  = STATE_SETTING_UP;
 594                 pthread_cond_signal(&p->progress_cond);
 595             }
 596             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 597         }
 598     }
 599
 600     fctx->prev_thread = p;
 601     fctx->next_decoding++;
 602
 603     return 0;
 604 }
 605
 606 int ff_thread_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 607                            AVFrame *picture, int *got_picture_ptr,
 608                            AVPacket *avpkt)
 609 {
 610     FrameThreadContext *fctx = avctx->thread_opaque;
 611     int finished = fctx->next_finished;
 612     PerThreadContext *p;
 613     int err;
 614
 615     /*
 616      * Submit a packet to the next decoding thread.
 617      */
 618
 619     p = &fctx->threads[fctx->next_decoding];
 620     err = update_context_from_user(p->avctx, avctx);
 621     if (err) return err;
 622     err = submit_packet(p, avpkt);
 623     if (err) return err;
 624
 625     /*
 626      * If we're still receiving the initial packets, don't return a frame.
 627      */
 628
 629     if (fctx->delaying) {
 630         if (fctx->next_decoding >= (avctx->thread_count-1)) fctx->delaying = 0;
 631
 632         *got_picture_ptr=0;
 633         if (avpkt->size)
 634             return avpkt->size;
 635     }
 636
 637     /*
 638      * Return the next available frame from the oldest thread.
 639      * If we're at the end of the stream, then we have to skip threads that
 640      * didn't output a frame, because we don't want to accidentally signal
 641      * EOF (avpkt->size == 0 && *got_picture_ptr == 0).
 642      */
 643
 644     do {
 645         p = &fctx->threads[finished++];
 646
 647         if (p->state != STATE_INPUT_READY) {
 648             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 649             while (p->state != STATE_INPUT_READY)
 650                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
 651             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 652         }
 653
 654         *picture = p->frame;
 655         *got_picture_ptr = p->got_frame;
 656         picture->pkt_dts = p->avpkt.dts;
 657
 658         /*
 659          * A later call with avkpt->size == 0 may loop over all threads,
 660          * including this one, searching for a frame to return before being
 661          * stopped by the "finished != fctx->next_finished" condition.
 662          * Make sure we don't mistakenly return the same frame again.
 663          */
 664         p->got_frame = 0;
 665
 666         if (finished >= avctx->thread_count) finished = 0;
 667     } while (!avpkt->size && !*got_picture_ptr && finished != fctx->next_finished);
 668
 669     update_context_from_thread(avctx, p->avctx, 1);
 670
 671     if (fctx->next_decoding >= avctx->thread_count) fctx->next_decoding = 0;
 672
 673     fctx->next_finished = finished;
 674
 675     /* return the size of the consumed packet if no error occurred */
 676     return (p->result >= 0) ? avpkt->size : p->result;
 677 }
 678
 679 void ff_thread_report_progress(AVFrame *f, int n, int field)
 680 {
 681     PerThreadContext *p;
 682     volatile int *progress = f->thread_opaque;
 683
 684     if (!progress || progress[field] >= n) return;
 685
 686     p = f->owner->thread_opaque;
 687
 688     if (f->owner->debug&FF_DEBUG_THREADS)
 689         av_log(f->owner, AV_LOG_DEBUG, "%p finished %d field %d\n", progress, n, field);
 690
 691     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 692     progress[field] = n;
 693     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 694     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 695 }
 696
 697 void ff_thread_await_progress(AVFrame *f, int n, int field)
 698 {
 699     PerThreadContext *p;
 700     volatile int *progress = f->thread_opaque;
 701
 702     if (!progress || progress[field] >= n) return;
 703
 704     p = f->owner->thread_opaque;
 705
 706     if (f->owner->debug&FF_DEBUG_THREADS)
 707         av_log(f->owner, AV_LOG_DEBUG, "thread awaiting %d field %d from %p\n", n, field, progress);
 708
 709     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 710     while (progress[field] < n)
 711         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
 712     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 713 }
 714
 715 void ff_thread_finish_setup(AVCodecContext *avctx) {
 716     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
 717
 718     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) return;
 719
 720     if(p->state == STATE_SETUP_FINISHED){
 721         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple ff_thread_finish_setup() calls\n");
 722     }
 723
 724     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 725     p->state = STATE_SETUP_FINISHED;
 726     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 727     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 728 }
 729
 730 /// Waits for all threads to finish.
 731 static void park_frame_worker_threads(FrameThreadContext *fctx, int thread_count)
 732 {
 733     int i;
 734
 735     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 736         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 737
 738         if (p->state != STATE_INPUT_READY) {
 739             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 740             while (p->state != STATE_INPUT_READY)
 741                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
 742             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 743         }
 744         p->got_frame = 0;
 745     }
 746 }
 747
 748 static void frame_thread_free(AVCodecContext *avctx, int thread_count)
 749 {
 750     FrameThreadContext *fctx = avctx->thread_opaque;
 751     const AVCodec *codec = avctx->codec;
 752     int i;
 753
 754     park_frame_worker_threads(fctx, thread_count);
 755
 756     if (fctx->prev_thread && fctx->prev_thread != fctx->threads)
 757         if (update_context_from_thread(fctx->threads->avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0) < 0) {
 758             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Final thread update failed\n");
 759             fctx->prev_thread->avctx->internal->is_copy = fctx->threads->avctx->internal->is_copy;
 760             fctx->threads->avctx->internal->is_copy = 1;
 761         }
 762
 763     fctx->die = 1;
 764
 765     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 766         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 767
 768         pthread_mutex_lock(&p->mutex);
 769         pthread_cond_signal(&p->input_cond);
 770         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 771
 772         if (p->thread_init)
 773             pthread_join(p->thread, NULL);
 774         p->thread_init=0;
 775
 776         if (codec->close)
 777             codec->close(p->avctx);
 778
 779         avctx->codec = NULL;
 780
 781         release_delayed_buffers(p);
 782     }
 783
 784     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 785         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 786
 787         avcodec_default_free_buffers(p->avctx);
 788
 789         pthread_mutex_destroy(&p->mutex);
 790         pthread_mutex_destroy(&p->progress_mutex);
 791         pthread_cond_destroy(&p->input_cond);
 792         pthread_cond_destroy(&p->progress_cond);
 793         pthread_cond_destroy(&p->output_cond);
 794         av_freep(&p->avpkt.data);
 795
 796         if (i) {
 797             av_freep(&p->avctx->priv_data);
 798             av_freep(&p->avctx->internal);
 799             av_freep(&p->avctx->slice_offset);
 800         }
 801
 802         av_freep(&p->avctx);
 803     }
 804
 805     av_freep(&fctx->threads);
 806     pthread_mutex_destroy(&fctx->buffer_mutex);
 807     av_freep(&avctx->thread_opaque);
 808 }
 809
 810 static int frame_thread_init(AVCodecContext *avctx)
 811 {
 812     int thread_count = avctx->thread_count;
 813     const AVCodec *codec = avctx->codec;
 814     AVCodecContext *src = avctx;
 815     FrameThreadContext *fctx;
 816     int i, err = 0;
 817
 818     if (!thread_count) {
 819         int nb_cpus = ff_get_logical_cpus(avctx);
 820         if ((avctx->debug & (FF_DEBUG_VIS_QP | FF_DEBUG_VIS_MB_TYPE)) || avctx->debug_mv)
 821             nb_cpus = 1;
 822         // use number of cores + 1 as thread count if there is more than one
 823         if (nb_cpus > 1)
 824             thread_count = avctx->thread_count = FFMIN(nb_cpus + 1, MAX_AUTO_THREADS);
 825         else
 826             thread_count = avctx->thread_count = 1;
 827     }
 828
 829     if (thread_count <= 1) {
 830         avctx->active_thread_type = 0;
 831         return 0;
 832     }
 833
 834     avctx->thread_opaque = fctx = av_mallocz(sizeof(FrameThreadContext));
 835
 836     fctx->threads = av_mallocz(sizeof(PerThreadContext) * thread_count);
 837     pthread_mutex_init(&fctx->buffer_mutex, NULL);
 838     fctx->delaying = 1;
 839
 840     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 841         AVCodecContext *copy = av_malloc(sizeof(AVCodecContext));
 842         PerThreadContext *p  = &fctx->threads[i];
 843
 844         pthread_mutex_init(&p->mutex, NULL);
 845         pthread_mutex_init(&p->progress_mutex, NULL);
 846         pthread_cond_init(&p->input_cond, NULL);
 847         pthread_cond_init(&p->progress_cond, NULL);
 848         pthread_cond_init(&p->output_cond, NULL);
 849
 850         p->parent = fctx;
 851         p->avctx  = copy;
 852
 853         if (!copy) {
 854             err = AVERROR(ENOMEM);
 855             goto error;
 856         }
 857
 858         *copy = *src;
 859         copy->thread_opaque = p;
 860         copy->pkt = &p->avpkt;
 861
 862         if (!i) {
 863             src = copy;
 864
 865             if (codec->init)
 866                 err = codec->init(copy);
 867
 868             update_context_from_thread(avctx, copy, 1);
 869         } else {
 870             copy->priv_data = av_malloc(codec->priv_data_size);
 871             if (!copy->priv_data) {
 872                 err = AVERROR(ENOMEM);
 873                 goto error;
 874             }
 875             memcpy(copy->priv_data, src->priv_data, codec->priv_data_size);
 876             copy->internal = av_malloc(sizeof(AVCodecInternal));
 877             if (!copy->internal) {
 878                 err = AVERROR(ENOMEM);
 879                 goto error;
 880             }
 881             *copy->internal = *src->internal;
 882             copy->internal->is_copy = 1;
 883
 884             if (codec->init_thread_copy)
 885                 err = codec->init_thread_copy(copy);
 886         }
 887
 888         if (err) goto error;
 889
 890         err = AVERROR(pthread_create(&p->thread, NULL, frame_worker_thread, p));
 891         p->thread_init= !err;
 892         if(!p->thread_init)
 893             goto error;
 894     }
 895
 896     return 0;
 897
 898 error:
 899     frame_thread_free(avctx, i+1);
 900
 901     return err;
 902 }
 903
 904 void ff_thread_flush(AVCodecContext *avctx)
 905 {
 906     int i;
 907     FrameThreadContext *fctx = avctx->thread_opaque;
 908
 909     if (!avctx->thread_opaque) return;
 910
 911     park_frame_worker_threads(fctx, avctx->thread_count);
 912     if (fctx->prev_thread) {
 913         if (fctx->prev_thread != &fctx->threads[0])
 914             update_context_from_thread(fctx->threads[0].avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0);
 915         if (avctx->codec->flush)
 916             avctx->codec->flush(fctx->threads[0].avctx);
 917     }
 918
 919     fctx->next_decoding = fctx->next_finished = 0;
 920     fctx->delaying = 1;
 921     fctx->prev_thread = NULL;
 922     for (i = 0; i < avctx->thread_count; i++) {
 923         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 924         // Make sure decode flush calls with size=0 won't return old frames
 925         p->got_frame = 0;
 926
 927         release_delayed_buffers(p);
 928     }
 929 }
 930
 931 static volatile int *allocate_progress(PerThreadContext *p)
 932 {
 933     int i;
 934
 935     for (i = 0; i < MAX_BUFFERS; i++)
 936         if (!p->progress_used[i]) break;
 937
 938     if (i == MAX_BUFFERS) {
 939         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "allocate_progress() overflow\n");
 940         return NULL;
 941     }
 942
 943     p->progress_used[i] = 1;
 944
 945     return p->progress[i];
 946 }
 947
 948 int ff_thread_can_start_frame(AVCodecContext *avctx)
 949 {
 950     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
 951     if ((avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME) && p->state != STATE_SETTING_UP &&
 952         (avctx->codec->update_thread_context || (!avctx->thread_safe_callbacks &&
 953                 avctx->get_buffer != avcodec_default_get_buffer))) {
 954         return 0;
 955     }
 956     return 1;
 957 }
 958
 959 int ff_thread_get_buffer(AVCodecContext *avctx, AVFrame *f)
 960 {
 961     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
 962     int err;
 963     volatile int *progress;
 964
 965     f->owner = avctx;
 966
 967     ff_init_buffer_info(avctx, f);
 968
 969     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) {
 970         f->thread_opaque = NULL;
 971         return ff_get_buffer(avctx, f);
 972     }
 973
 974     if (p->state != STATE_SETTING_UP &&
 975         (avctx->codec->update_thread_context || (!avctx->thread_safe_callbacks &&
 976                 avctx->get_buffer != avcodec_default_get_buffer))) {
 977         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
 978         return -1;
 979     }
 980
 981     pthread_mutex_lock(&p->parent->buffer_mutex);
 982     f->thread_opaque = (int*)(progress = allocate_progress(p));
 983
 984     if (!progress) {
 985         pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
 986         return -1;
 987     }
 988
 989     progress[0] =
 990     progress[1] = -1;
 991
 992     if (avctx->thread_safe_callbacks ||
 993         avctx->get_buffer == avcodec_default_get_buffer) {
 994         err = ff_get_buffer(avctx, f);
 995     } else {
 996         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 997         p->requested_frame = f;
 998         p->state = STATE_GET_BUFFER;
 999         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
1000
1001         while (p->state != STATE_SETTING_UP)
1002             pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
1003
1004         err = p->result;
1005
1006         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
1007
1008         if (!avctx->codec->update_thread_context)
1009             ff_thread_finish_setup(avctx);
1010     }
1011
1012     if (err) {
1013         free_progress(f);
1014         f->thread_opaque = NULL;
1015     }
1016     pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
1017
1018     return err;
1019 }
1020
1021 void ff_thread_release_buffer(AVCodecContext *avctx, AVFrame *f)
1022 {
1023     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
1024     FrameThreadContext *fctx;
1025
1026     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) {
1027         avctx->release_buffer(avctx, f);
1028         return;
1029     }
1030
1031     if (p->num_released_buffers >= MAX_BUFFERS) {
1032         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many thread_release_buffer calls!\n");
1033         return;
1034     }
1035
1036     if(avctx->debug & FF_DEBUG_BUFFERS)
1037         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "thread_release_buffer called on pic %p\n", f);
1038
1039     fctx = p->parent;
1040     pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
1041     p->released_buffers[p->num_released_buffers++] = *f;
1042     pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
1043     memset(f->data, 0, sizeof(f->data));
1044 }
1045
1046 /**
1047  * Set the threading algorithms used.
1048  *
1049  * Threading requires more than one thread.
1050  * Frame threading requires entire frames to be passed to the codec,
1051  * and introduces extra decoding delay, so is incompatible with low_delay.
1052  *
1053  * @param avctx The context.
1054  */
1055 static void validate_thread_parameters(AVCodecContext *avctx)
1056 {
1057     int frame_threading_supported = (avctx->codec->capabilities & CODEC_CAP_FRAME_THREADS)
1058                                 && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_TRUNCATED)
1059                                 && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_LOW_DELAY)
1060                                 && !(avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_CHUNKS);
1061     if (avctx->thread_count == 1) {
1062         avctx->active_thread_type = 0;
1063     } else if (frame_threading_supported && (avctx->thread_type & FF_THREAD_FRAME)) {
1064         avctx->active_thread_type = FF_THREAD_FRAME;
1065     } else if (avctx->codec->capabilities & CODEC_CAP_SLICE_THREADS &&
1066                avctx->thread_type & FF_THREAD_SLICE) {
1067         avctx->active_thread_type = FF_THREAD_SLICE;
1068     } else if (!(avctx->codec->capabilities & CODEC_CAP_AUTO_THREADS)) {
1069         avctx->thread_count       = 1;
1070         avctx->active_thread_type = 0;
1071     }
1072
1073     if (avctx->thread_count > MAX_AUTO_THREADS)
1074         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1075                "Application has requested %d threads. Using a thread count greater than %d is not recommended.\n",
1076                avctx->thread_count, MAX_AUTO_THREADS);
1077 }
1078
1079 int ff_thread_init(AVCodecContext *avctx)
1080 {
1081     if (avctx->thread_opaque) {
1082         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "avcodec_thread_init is ignored after avcodec_open\n");
1083         return -1;
1084     }
1085
1086 #if HAVE_W32THREADS
1087     w32thread_init();
1088 #endif
1089
1090     if (avctx->codec) {
1091         validate_thread_parameters(avctx);
1092
1093         if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_SLICE)
1094             return thread_init(avctx);
1095         else if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)
1096             return frame_thread_init(avctx);
1097     }
1098
1099     return 0;
1100 }
1101
1102 void ff_thread_free(AVCodecContext *avctx)
1103 {
1104     if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)
1105         frame_thread_free(avctx, avctx->thread_count);
1106     else
1107         thread_free(avctx);
1108 }