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