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