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