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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 /**
  20  * @file
  21  * Frame multithreading support functions
  22  * @see doc/multithreading.txt
  23  */
  24
  25 #include "config.h"
  26
  27 #include <stdatomic.h>
  28 #include <stdint.h>
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "hwaccel.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "pthread_internal.h"
  34 #include "thread.h"
  35 #include "version.h"
  36
  37 #include "libavutil/avassert.h"
  38 #include "libavutil/buffer.h"
  39 #include "libavutil/common.h"
  40 #include "libavutil/cpu.h"
  41 #include "libavutil/frame.h"
  42 #include "libavutil/internal.h"
  43 #include "libavutil/log.h"
  44 #include "libavutil/mem.h"
  45 #include "libavutil/opt.h"
  46 #include "libavutil/thread.h"
  47
  48 enum {
  49     ///< Set when the thread is awaiting a packet.
  50     STATE_INPUT_READY,
  51     ///< Set before the codec has called ff_thread_finish_setup().
  52     STATE_SETTING_UP,
  53     /**
  54      * Set when the codec calls get_buffer().
  55      * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
  56      */
  57     STATE_GET_BUFFER,
  58      /**
  59       * Set when the codec calls get_format().
  60       * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
  61       */
  62     STATE_GET_FORMAT,
  63     ///< Set after the codec has called ff_thread_finish_setup().
  64     STATE_SETUP_FINISHED,
  65 };
  66
  67 /**
  68  * Context used by codec threads and stored in their AVCodecInternal thread_ctx.
  69  */
  70 typedef struct PerThreadContext {
  71     struct FrameThreadContext *parent;
  72
  73     pthread_t      thread;
  74     int            thread_init;
  75     pthread_cond_t input_cond;      ///< Used to wait for a new packet from the main thread.
  76     pthread_cond_t progress_cond;   ///< Used by child threads to wait for progress to change.
  77     pthread_cond_t output_cond;     ///< Used by the main thread to wait for frames to finish.
  78
  79     pthread_mutex_t mutex;          ///< Mutex used to protect the contents of the PerThreadContext.
  80     pthread_mutex_t progress_mutex; ///< Mutex used to protect frame progress values and progress_cond.
  81
  82     AVCodecContext *avctx;          ///< Context used to decode packets passed to this thread.
  83
  84     AVPacket       avpkt;           ///< Input packet (for decoding) or output (for encoding).
  85
  86     AVFrame *frame;                 ///< Output frame (for decoding) or input (for encoding).
  87     int     got_frame;              ///< The output of got_picture_ptr from the last avcodec_decode_video() call.
  88     int     result;                 ///< The result of the last codec decode/encode() call.
  89
  90     atomic_int state;
  91
  92     /**
  93      * Array of frames passed to ff_thread_release_buffer().
  94      * Frames are released after all threads referencing them are finished.
  95      */
  96     AVFrame *released_buffers;
  97     int  num_released_buffers;
  98     int      released_buffers_allocated;
  99
 100     AVFrame *requested_frame;       ///< AVFrame the codec passed to get_buffer()
 101     int      requested_flags;       ///< flags passed to get_buffer() for requested_frame
 102
 103     const enum AVPixelFormat *available_formats; ///< Format array for get_format()
 104     enum AVPixelFormat result_format;            ///< get_format() result
 105
 106     int die;                        ///< Set when the thread should exit.
 107
 108     int hwaccel_serializing;
 109     int async_serializing;
 110
 111     atomic_int debug_threads;       ///< Set if the FF_DEBUG_THREADS option is set.
 112 } PerThreadContext;
 113
 114 /**
 115  * Context stored in the client AVCodecInternal thread_ctx.
 116  */
 117 typedef struct FrameThreadContext {
 118     PerThreadContext *threads;     ///< The contexts for each thread.
 119     PerThreadContext *prev_thread; ///< The last thread submit_packet() was called on.
 120
 121     pthread_mutex_t buffer_mutex;  ///< Mutex used to protect get/release_buffer().
 122     /**
 123      * This lock is used for ensuring threads run in serial when hwaccel
 124      * is used.
 125      */
 126     pthread_mutex_t hwaccel_mutex;
 127     pthread_mutex_t async_mutex;
 128     pthread_cond_t async_cond;
 129     int async_lock;
 130
 131     int next_decoding;             ///< The next context to submit a packet to.
 132     int next_finished;             ///< The next context to return output from.
 133
 134     int delaying;                  /**<
 135                                     * Set for the first N packets, where N is the number of threads.
 136                                     * While it is set, ff_thread_en/decode_frame won't return any results.
 137                                     */
 138 } FrameThreadContext;
 139
 140 #define THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx) \
 141 ((avctx)->thread_safe_callbacks || (avctx)->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2)
 142
 143 static void async_lock(FrameThreadContext *fctx)
 144 {
 145     pthread_mutex_lock(&fctx->async_mutex);
 146     while (fctx->async_lock)
 147         pthread_cond_wait(&fctx->async_cond, &fctx->async_mutex);
 148     fctx->async_lock = 1;
 149     pthread_mutex_unlock(&fctx->async_mutex);
 150 }
 151
 152 static void async_unlock(FrameThreadContext *fctx)
 153 {
 154     pthread_mutex_lock(&fctx->async_mutex);
 155     av_assert0(fctx->async_lock);
 156     fctx->async_lock = 0;
 157     pthread_cond_broadcast(&fctx->async_cond);
 158     pthread_mutex_unlock(&fctx->async_mutex);
 159 }
 160
 161 /**
 162  * Codec worker thread.
 163  *
 164  * Automatically calls ff_thread_finish_setup() if the codec does
 165  * not provide an update_thread_context method, or if the codec returns
 166  * before calling it.
 167  */
 168 static attribute_align_arg void *frame_worker_thread(void *arg)
 169 {
 170     PerThreadContext *p = arg;
 171     AVCodecContext *avctx = p->avctx;
 172     const AVCodec *codec = avctx->codec;
 173
 174     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
 175     while (1) {
 176         while (atomic_load(&p->state) == STATE_INPUT_READY && !p->die)
 177             pthread_cond_wait(&p->input_cond, &p->mutex);
 178
 179         if (p->die) break;
 180
 181         if (!codec->update_thread_context && THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))
 182             ff_thread_finish_setup(avctx);
 183
 184         /* If a decoder supports hwaccel, then it must call ff_get_format().
 185          * Since that call must happen before ff_thread_finish_setup(), the
 186          * decoder is required to implement update_thread_context() and call
 187          * ff_thread_finish_setup() manually. Therefore the above
 188          * ff_thread_finish_setup() call did not happen and hwaccel_serializing
 189          * cannot be true here. */
 190         av_assert0(!p->hwaccel_serializing);
 191
 192         /* if the previous thread uses hwaccel then we take the lock to ensure
 193          * the threads don't run concurrently */
 194         if (avctx->hwaccel) {
 195             pthread_mutex_lock(&p->parent->hwaccel_mutex);
 196             p->hwaccel_serializing = 1;
 197         }
 198
 199         av_frame_unref(p->frame);
 200         p->got_frame = 0;
 201         p->result = codec->decode(avctx, p->frame, &p->got_frame, &p->avpkt);
 202
 203         if ((p->result < 0 || !p->got_frame) && p->frame->buf[0]) {
 204             if (avctx->internal->allocate_progress)
 205                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A frame threaded decoder did not "
 206                        "free the frame on failure. This is a bug, please report it.\n");
 207             av_frame_unref(p->frame);
 208         }
 209
 210         if (atomic_load(&p->state) == STATE_SETTING_UP)
 211             ff_thread_finish_setup(avctx);
 212
 213         if (p->hwaccel_serializing) {
 214             p->hwaccel_serializing = 0;
 215             pthread_mutex_unlock(&p->parent->hwaccel_mutex);
 216         }
 217
 218         if (p->async_serializing) {
 219             p->async_serializing = 0;
 220
 221             async_unlock(p->parent);
 222         }
 223
 224         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 225
 226         atomic_store(&p->state, STATE_INPUT_READY);
 227
 228         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 229         pthread_cond_signal(&p->output_cond);
 230         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 231     }
 232     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 233
 234     return NULL;
 235 }
 236
 237 /**
 238  * Update the next thread's AVCodecContext with values from the reference thread's context.
 239  *
 240  * @param dst The destination context.
 241  * @param src The source context.
 242  * @param for_user 0 if the destination is a codec thread, 1 if the destination is the user's thread
 243  * @return 0 on success, negative error code on failure
 244  */
 245 static int update_context_from_thread(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src, int for_user)
 246 {
 247     int err = 0;
 248
 249     if (dst != src && (for_user || !(av_codec_get_codec_descriptor(src)->props & AV_CODEC_PROP_INTRA_ONLY))) {
 250         dst->time_base = src->time_base;
 251         dst->framerate = src->framerate;
 252         dst->width     = src->width;
 253         dst->height    = src->height;
 254         dst->pix_fmt   = src->pix_fmt;
 255         dst->sw_pix_fmt = src->sw_pix_fmt;
 256
 257         dst->coded_width  = src->coded_width;
 258         dst->coded_height = src->coded_height;
 259
 260         dst->has_b_frames = src->has_b_frames;
 261         dst->idct_algo    = src->idct_algo;
 262
 263         dst->bits_per_coded_sample = src->bits_per_coded_sample;
 264         dst->sample_aspect_ratio   = src->sample_aspect_ratio;
 265 #if FF_API_AFD
 266 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 267         dst->dtg_active_format     = src->dtg_active_format;
 268 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 269 #endif /* FF_API_AFD */
 270
 271         dst->profile = src->profile;
 272         dst->level   = src->level;
 273
 274         dst->bits_per_raw_sample = src->bits_per_raw_sample;
 275         dst->ticks_per_frame     = src->ticks_per_frame;
 276         dst->color_primaries     = src->color_primaries;
 277
 278         dst->color_trc   = src->color_trc;
 279         dst->colorspace  = src->colorspace;
 280         dst->color_range = src->color_range;
 281         dst->chroma_sample_location = src->chroma_sample_location;
 282
 283         dst->hwaccel = src->hwaccel;
 284         dst->hwaccel_context = src->hwaccel_context;
 285
 286         dst->channels       = src->channels;
 287         dst->sample_rate    = src->sample_rate;
 288         dst->sample_fmt     = src->sample_fmt;
 289         dst->channel_layout = src->channel_layout;
 290         dst->internal->hwaccel_priv_data = src->internal->hwaccel_priv_data;
 291
 292         if (!!dst->hw_frames_ctx != !!src->hw_frames_ctx ||
 293             (dst->hw_frames_ctx && dst->hw_frames_ctx->data != src->hw_frames_ctx->data)) {
 294             av_buffer_unref(&dst->hw_frames_ctx);
 295
 296             if (src->hw_frames_ctx) {
 297                 dst->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(src->hw_frames_ctx);
 298                 if (!dst->hw_frames_ctx)
 299                     return AVERROR(ENOMEM);
 300             }
 301         }
 302
 303         dst->hwaccel_flags = src->hwaccel_flags;
 304     }
 305
 306     if (for_user) {
 307         dst->delay       = src->thread_count - 1;
 308 #if FF_API_CODED_FRAME
 309 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 310         dst->coded_frame = src->coded_frame;
 311 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 312 #endif
 313     } else {
 314         if (dst->codec->update_thread_context)
 315             err = dst->codec->update_thread_context(dst, src);
 316     }
 317
 318     return err;
 319 }
 320
 321 /**
 322  * Update the next thread's AVCodecContext with values set by the user.
 323  *
 324  * @param dst The destination context.
 325  * @param src The source context.
 326  * @return 0 on success, negative error code on failure
 327  */
 328 static int update_context_from_user(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src)
 329 {
 330 #define copy_fields(s, e) memcpy(&dst->s, &src->s, (char*)&dst->e - (char*)&dst->s);
 331     dst->flags          = src->flags;
 332
 333     dst->draw_horiz_band= src->draw_horiz_band;
 334     dst->get_buffer2    = src->get_buffer2;
 335
 336     dst->opaque   = src->opaque;
 337     dst->debug    = src->debug;
 338     dst->debug_mv = src->debug_mv;
 339
 340     dst->slice_flags = src->slice_flags;
 341     dst->flags2      = src->flags2;
 342
 343     copy_fields(skip_loop_filter, subtitle_header);
 344
 345     dst->frame_number     = src->frame_number;
 346     dst->reordered_opaque = src->reordered_opaque;
 347     dst->thread_safe_callbacks = src->thread_safe_callbacks;
 348
 349     if (src->slice_count && src->slice_offset) {
 350         if (dst->slice_count < src->slice_count) {
 351             int err = av_reallocp_array(&dst->slice_offset, src->slice_count,
 352                                         sizeof(*dst->slice_offset));
 353             if (err < 0)
 354                 return err;
 355         }
 356         memcpy(dst->slice_offset, src->slice_offset,
 357                src->slice_count * sizeof(*dst->slice_offset));
 358     }
 359     dst->slice_count = src->slice_count;
 360     return 0;
 361 #undef copy_fields
 362 }
 363
 364 /// Releases the buffers that this decoding thread was the last user of.
 365 static void release_delayed_buffers(PerThreadContext *p)
 366 {
 367     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
 368
 369     while (p->num_released_buffers > 0) {
 370         AVFrame *f;
 371
 372         pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
 373
 374         // fix extended data in case the caller screwed it up
 375         av_assert0(p->avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ||
 376                    p->avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
 377         f = &p->released_buffers[--p->num_released_buffers];
 378         f->extended_data = f->data;
 379         av_frame_unref(f);
 380
 381         pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
 382     }
 383 }
 384
 385 static int submit_packet(PerThreadContext *p, AVCodecContext *user_avctx,
 386                          AVPacket *avpkt)
 387 {
 388     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
 389     PerThreadContext *prev_thread = fctx->prev_thread;
 390     const AVCodec *codec = p->avctx->codec;
 391     int ret;
 392
 393     if (!avpkt->size && !(codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_DELAY))
 394         return 0;
 395
 396     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
 397
 398     ret = update_context_from_user(p->avctx, user_avctx);
 399     if (ret) {
 400         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 401         return ret;
 402     }
 403     atomic_store_explicit(&p->debug_threads,
 404                           (p->avctx->debug & FF_DEBUG_THREADS) != 0,
 405                           memory_order_relaxed);
 406
 407     release_delayed_buffers(p);
 408
 409     if (prev_thread) {
 410         int err;
 411         if (atomic_load(&prev_thread->state) == STATE_SETTING_UP) {
 412             pthread_mutex_lock(&prev_thread->progress_mutex);
 413             while (atomic_load(&prev_thread->state) == STATE_SETTING_UP)
 414                 pthread_cond_wait(&prev_thread->progress_cond, &prev_thread->progress_mutex);
 415             pthread_mutex_unlock(&prev_thread->progress_mutex);
 416         }
 417
 418         err = update_context_from_thread(p->avctx, prev_thread->avctx, 0);
 419         if (err) {
 420             pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 421             return err;
 422         }
 423     }
 424
 425     av_packet_unref(&p->avpkt);
 426     ret = av_packet_ref(&p->avpkt, avpkt);
 427     if (ret < 0) {
 428         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 429         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "av_packet_ref() failed in submit_packet()\n");
 430         return ret;
 431     }
 432
 433     atomic_store(&p->state, STATE_SETTING_UP);
 434     pthread_cond_signal(&p->input_cond);
 435     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 436
 437     /*
 438      * If the client doesn't have a thread-safe get_buffer(),
 439      * then decoding threads call back to the main thread,
 440      * and it calls back to the client here.
 441      */
 442
 443     if (!p->avctx->thread_safe_callbacks && (
 444          p->avctx->get_format != avcodec_default_get_format ||
 445          p->avctx->get_buffer2 != avcodec_default_get_buffer2)) {
 446         while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETUP_FINISHED && atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
 447             int call_done = 1;
 448             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 449             while (atomic_load(&p->state) == STATE_SETTING_UP)
 450                 pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
 451
 452             switch (atomic_load_explicit(&p->state, memory_order_acquire)) {
 453             case STATE_GET_BUFFER:
 454                 p->result = ff_get_buffer(p->avctx, p->requested_frame, p->requested_flags);
 455                 break;
 456             case STATE_GET_FORMAT:
 457                 p->result_format = ff_get_format(p->avctx, p->available_formats);
 458                 break;
 459             default:
 460                 call_done = 0;
 461                 break;
 462             }
 463             if (call_done) {
 464                 atomic_store(&p->state, STATE_SETTING_UP);
 465                 pthread_cond_signal(&p->progress_cond);
 466             }
 467             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 468         }
 469     }
 470
 471     fctx->prev_thread = p;
 472     fctx->next_decoding++;
 473
 474     return 0;
 475 }
 476
 477 int ff_thread_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
 478                            AVFrame *picture, int *got_picture_ptr,
 479                            AVPacket *avpkt)
 480 {
 481     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
 482     int finished = fctx->next_finished;
 483     PerThreadContext *p;
 484     int err;
 485
 486     /* release the async lock, permitting blocked hwaccel threads to
 487      * go forward while we are in this function */
 488     async_unlock(fctx);
 489
 490     /*
 491      * Submit a packet to the next decoding thread.
 492      */
 493
 494     p = &fctx->threads[fctx->next_decoding];
 495     err = submit_packet(p, avctx, avpkt);
 496     if (err)
 497         goto finish;
 498
 499     /*
 500      * If we're still receiving the initial packets, don't return a frame.
 501      */
 502
 503     if (fctx->next_decoding > (avctx->thread_count-1-(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_FFV1)))
 504         fctx->delaying = 0;
 505
 506     if (fctx->delaying) {
 507         *got_picture_ptr=0;
 508         if (avpkt->size) {
 509             err = avpkt->size;
 510             goto finish;
 511         }
 512     }
 513
 514     /*
 515      * Return the next available frame from the oldest thread.
 516      * If we're at the end of the stream, then we have to skip threads that
 517      * didn't output a frame/error, because we don't want to accidentally signal
 518      * EOF (avpkt->size == 0 && *got_picture_ptr == 0 && err >= 0).
 519      */
 520
 521     do {
 522         p = &fctx->threads[finished++];
 523
 524         if (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
 525             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 526             while (atomic_load_explicit(&p->state, memory_order_relaxed) != STATE_INPUT_READY)
 527                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
 528             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 529         }
 530
 531         av_frame_move_ref(picture, p->frame);
 532         *got_picture_ptr = p->got_frame;
 533         picture->pkt_dts = p->avpkt.dts;
 534         err = p->result;
 535
 536         /*
 537          * A later call with avkpt->size == 0 may loop over all threads,
 538          * including this one, searching for a frame/error to return before being
 539          * stopped by the "finished != fctx->next_finished" condition.
 540          * Make sure we don't mistakenly return the same frame/error again.
 541          */
 542         p->got_frame = 0;
 543         p->result = 0;
 544
 545         if (finished >= avctx->thread_count) finished = 0;
 546     } while (!avpkt->size && !*got_picture_ptr && err >= 0 && finished != fctx->next_finished);
 547
 548     update_context_from_thread(avctx, p->avctx, 1);
 549
 550     if (fctx->next_decoding >= avctx->thread_count) fctx->next_decoding = 0;
 551
 552     fctx->next_finished = finished;
 553
 554     /* return the size of the consumed packet if no error occurred */
 555     if (err >= 0)
 556         err = avpkt->size;
 557 finish:
 558     async_lock(fctx);
 559     return err;
 560 }
 561
 562 void ff_thread_report_progress(ThreadFrame *f, int n, int field)
 563 {
 564     PerThreadContext *p;
 565     atomic_int *progress = f->progress ? (atomic_int*)f->progress->data : NULL;
 566
 567     if (!progress ||
 568         atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_relaxed) >= n)
 569         return;
 570
 571     p = f->owner[field]->internal->thread_ctx;
 572
 573     if (atomic_load_explicit(&p->debug_threads, memory_order_relaxed))
 574         av_log(f->owner[field], AV_LOG_DEBUG,
 575                "%p finished %d field %d\n", progress, n, field);
 576
 577     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 578
 579     atomic_store_explicit(&progress[field], n, memory_order_release);
 580
 581     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 582     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 583 }
 584
 585 void ff_thread_await_progress(ThreadFrame *f, int n, int field)
 586 {
 587     PerThreadContext *p;
 588     atomic_int *progress = f->progress ? (atomic_int*)f->progress->data : NULL;
 589
 590     if (!progress ||
 591         atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_acquire) >= n)
 592         return;
 593
 594     p = f->owner[field]->internal->thread_ctx;
 595
 596     if (atomic_load_explicit(&p->debug_threads, memory_order_relaxed))
 597         av_log(f->owner[field], AV_LOG_DEBUG,
 598                "thread awaiting %d field %d from %p\n", n, field, progress);
 599
 600     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 601     while (atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_relaxed) < n)
 602         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
 603     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 604 }
 605
 606 void ff_thread_finish_setup(AVCodecContext *avctx) {
 607     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
 608
 609     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) return;
 610
 611     if (avctx->hwaccel && !p->hwaccel_serializing) {
 612         pthread_mutex_lock(&p->parent->hwaccel_mutex);
 613         p->hwaccel_serializing = 1;
 614     }
 615
 616     /* this assumes that no hwaccel calls happen before ff_thread_finish_setup() */
 617     if (avctx->hwaccel &&
 618         !(avctx->hwaccel->caps_internal & HWACCEL_CAP_ASYNC_SAFE)) {
 619         p->async_serializing = 1;
 620
 621         async_lock(p->parent);
 622     }
 623
 624     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 625     if(atomic_load(&p->state) == STATE_SETUP_FINISHED){
 626         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple ff_thread_finish_setup() calls\n");
 627     }
 628
 629     atomic_store(&p->state, STATE_SETUP_FINISHED);
 630
 631     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 632     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 633 }
 634
 635 /// Waits for all threads to finish.
 636 static void park_frame_worker_threads(FrameThreadContext *fctx, int thread_count)
 637 {
 638     int i;
 639
 640     async_unlock(fctx);
 641
 642     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 643         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 644
 645         if (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
 646             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 647             while (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY)
 648                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
 649             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 650         }
 651         p->got_frame = 0;
 652     }
 653
 654     async_lock(fctx);
 655 }
 656
 657 void ff_frame_thread_free(AVCodecContext *avctx, int thread_count)
 658 {
 659     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
 660     const AVCodec *codec = avctx->codec;
 661     int i;
 662
 663     park_frame_worker_threads(fctx, thread_count);
 664
 665     if (fctx->prev_thread && fctx->prev_thread != fctx->threads)
 666         if (update_context_from_thread(fctx->threads->avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0) < 0) {
 667             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Final thread update failed\n");
 668             fctx->prev_thread->avctx->internal->is_copy = fctx->threads->avctx->internal->is_copy;
 669             fctx->threads->avctx->internal->is_copy = 1;
 670         }
 671
 672     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 673         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 674
 675         pthread_mutex_lock(&p->mutex);
 676         p->die = 1;
 677         pthread_cond_signal(&p->input_cond);
 678         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
 679
 680         if (p->thread_init)
 681             pthread_join(p->thread, NULL);
 682         p->thread_init=0;
 683
 684         if (codec->close && p->avctx)
 685             codec->close(p->avctx);
 686
 687         release_delayed_buffers(p);
 688         av_frame_free(&p->frame);
 689     }
 690
 691     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 692         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 693
 694         pthread_mutex_destroy(&p->mutex);
 695         pthread_mutex_destroy(&p->progress_mutex);
 696         pthread_cond_destroy(&p->input_cond);
 697         pthread_cond_destroy(&p->progress_cond);
 698         pthread_cond_destroy(&p->output_cond);
 699         av_packet_unref(&p->avpkt);
 700         av_freep(&p->released_buffers);
 701
 702         if (i && p->avctx) {
 703             av_freep(&p->avctx->priv_data);
 704             av_freep(&p->avctx->slice_offset);
 705         }
 706
 707         if (p->avctx) {
 708             av_freep(&p->avctx->internal);
 709             av_buffer_unref(&p->avctx->hw_frames_ctx);
 710         }
 711
 712         av_freep(&p->avctx);
 713     }
 714
 715     av_freep(&fctx->threads);
 716     pthread_mutex_destroy(&fctx->buffer_mutex);
 717     pthread_mutex_destroy(&fctx->hwaccel_mutex);
 718     pthread_mutex_destroy(&fctx->async_mutex);
 719     pthread_cond_destroy(&fctx->async_cond);
 720
 721     av_freep(&avctx->internal->thread_ctx);
 722
 723     if (avctx->priv_data && avctx->codec && avctx->codec->priv_class)
 724         av_opt_free(avctx->priv_data);
 725     avctx->codec = NULL;
 726 }
 727
 728 int ff_frame_thread_init(AVCodecContext *avctx)
 729 {
 730     int thread_count = avctx->thread_count;
 731     const AVCodec *codec = avctx->codec;
 732     AVCodecContext *src = avctx;
 733     FrameThreadContext *fctx;
 734     int i, err = 0;
 735
 736 #if HAVE_W32THREADS
 737     w32thread_init();
 738 #endif
 739
 740     if (!thread_count) {
 741         int nb_cpus = av_cpu_count();
 742 #if FF_API_DEBUG_MV
 743         if ((avctx->debug & (FF_DEBUG_VIS_QP | FF_DEBUG_VIS_MB_TYPE)) || avctx->debug_mv)
 744             nb_cpus = 1;
 745 #endif
 746         // use number of cores + 1 as thread count if there is more than one
 747         if (nb_cpus > 1)
 748             thread_count = avctx->thread_count = FFMIN(nb_cpus + 1, MAX_AUTO_THREADS);
 749         else
 750             thread_count = avctx->thread_count = 1;
 751     }
 752
 753     if (thread_count <= 1) {
 754         avctx->active_thread_type = 0;
 755         return 0;
 756     }
 757
 758     avctx->internal->thread_ctx = fctx = av_mallocz(sizeof(FrameThreadContext));
 759     if (!fctx)
 760         return AVERROR(ENOMEM);
 761
 762     fctx->threads = av_mallocz_array(thread_count, sizeof(PerThreadContext));
 763     if (!fctx->threads) {
 764         av_freep(&avctx->internal->thread_ctx);
 765         return AVERROR(ENOMEM);
 766     }
 767
 768     pthread_mutex_init(&fctx->buffer_mutex, NULL);
 769     pthread_mutex_init(&fctx->hwaccel_mutex, NULL);
 770     pthread_mutex_init(&fctx->async_mutex, NULL);
 771     pthread_cond_init(&fctx->async_cond, NULL);
 772
 773     fctx->async_lock = 1;
 774     fctx->delaying = 1;
 775
 776     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
 777         AVCodecContext *copy = av_malloc(sizeof(AVCodecContext));
 778         PerThreadContext *p  = &fctx->threads[i];
 779
 780         pthread_mutex_init(&p->mutex, NULL);
 781         pthread_mutex_init(&p->progress_mutex, NULL);
 782         pthread_cond_init(&p->input_cond, NULL);
 783         pthread_cond_init(&p->progress_cond, NULL);
 784         pthread_cond_init(&p->output_cond, NULL);
 785
 786         p->frame = av_frame_alloc();
 787         if (!p->frame) {
 788             av_freep(&copy);
 789             err = AVERROR(ENOMEM);
 790             goto error;
 791         }
 792
 793         p->parent = fctx;
 794         p->avctx  = copy;
 795
 796         if (!copy) {
 797             err = AVERROR(ENOMEM);
 798             goto error;
 799         }
 800
 801         *copy = *src;
 802
 803         copy->internal = av_malloc(sizeof(AVCodecInternal));
 804         if (!copy->internal) {
 805             copy->priv_data = NULL;
 806             err = AVERROR(ENOMEM);
 807             goto error;
 808         }
 809         *copy->internal = *src->internal;
 810         copy->internal->thread_ctx = p;
 811         copy->internal->last_pkt_props = &p->avpkt;
 812
 813         if (!i) {
 814             src = copy;
 815
 816             if (codec->init)
 817                 err = codec->init(copy);
 818
 819             update_context_from_thread(avctx, copy, 1);
 820         } else {
 821             copy->priv_data = av_malloc(codec->priv_data_size);
 822             if (!copy->priv_data) {
 823                 err = AVERROR(ENOMEM);
 824                 goto error;
 825             }
 826             memcpy(copy->priv_data, src->priv_data, codec->priv_data_size);
 827             copy->internal->is_copy = 1;
 828
 829             if (codec->init_thread_copy)
 830                 err = codec->init_thread_copy(copy);
 831         }
 832
 833         if (err) goto error;
 834
 835         atomic_init(&p->debug_threads, (copy->debug & FF_DEBUG_THREADS) != 0);
 836
 837         err = AVERROR(pthread_create(&p->thread, NULL, frame_worker_thread, p));
 838         p->thread_init= !err;
 839         if(!p->thread_init)
 840             goto error;
 841     }
 842
 843     return 0;
 844
 845 error:
 846     ff_frame_thread_free(avctx, i+1);
 847
 848     return err;
 849 }
 850
 851 void ff_thread_flush(AVCodecContext *avctx)
 852 {
 853     int i;
 854     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
 855
 856     if (!fctx) return;
 857
 858     park_frame_worker_threads(fctx, avctx->thread_count);
 859     if (fctx->prev_thread) {
 860         if (fctx->prev_thread != &fctx->threads[0])
 861             update_context_from_thread(fctx->threads[0].avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0);
 862     }
 863
 864     fctx->next_decoding = fctx->next_finished = 0;
 865     fctx->delaying = 1;
 866     fctx->prev_thread = NULL;
 867     for (i = 0; i < avctx->thread_count; i++) {
 868         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
 869         // Make sure decode flush calls with size=0 won't return old frames
 870         p->got_frame = 0;
 871         av_frame_unref(p->frame);
 872         p->result = 0;
 873
 874         release_delayed_buffers(p);
 875
 876         if (avctx->codec->flush)
 877             avctx->codec->flush(p->avctx);
 878     }
 879 }
 880
 881 int ff_thread_can_start_frame(AVCodecContext *avctx)
 882 {
 883     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
 884     if ((avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME) && atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP &&
 885         (avctx->codec->update_thread_context || !THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))) {
 886         return 0;
 887     }
 888     return 1;
 889 }
 890
 891 static int thread_get_buffer_internal(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f, int flags)
 892 {
 893     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
 894     int err;
 895
 896     f->owner[0] = f->owner[1] = avctx;
 897
 898     ff_init_buffer_info(avctx, f->f);
 899
 900     if (!(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME))
 901         return ff_get_buffer(avctx, f->f, flags);
 902
 903     if (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP &&
 904         (avctx->codec->update_thread_context || !THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))) {
 905         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
 906         return -1;
 907     }
 908
 909     if (avctx->internal->allocate_progress) {
 910         atomic_int *progress;
 911         f->progress = av_buffer_alloc(2 * sizeof(*progress));
 912         if (!f->progress) {
 913             return AVERROR(ENOMEM);
 914         }
 915         progress = (atomic_int*)f->progress->data;
 916
 917         atomic_init(&progress[0], -1);
 918         atomic_init(&progress[1], -1);
 919     }
 920
 921     pthread_mutex_lock(&p->parent->buffer_mutex);
 922     if (avctx->thread_safe_callbacks ||
 923         avctx->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2) {
 924         err = ff_get_buffer(avctx, f->f, flags);
 925     } else {
 926         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 927         p->requested_frame = f->f;
 928         p->requested_flags = flags;
 929         atomic_store_explicit(&p->state, STATE_GET_BUFFER, memory_order_release);
 930         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 931
 932         while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP)
 933             pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
 934
 935         err = p->result;
 936
 937         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 938
 939     }
 940     if (!THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx) && !avctx->codec->update_thread_context)
 941         ff_thread_finish_setup(avctx);
 942     if (err)
 943         av_buffer_unref(&f->progress);
 944
 945     pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
 946
 947     return err;
 948 }
 949
 950 enum AVPixelFormat ff_thread_get_format(AVCodecContext *avctx, const enum AVPixelFormat *fmt)
 951 {
 952     enum AVPixelFormat res;
 953     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
 954     if (!(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) || avctx->thread_safe_callbacks ||
 955         avctx->get_format == avcodec_default_get_format)
 956         return ff_get_format(avctx, fmt);
 957     if (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP) {
 958         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_format() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
 959         return -1;
 960     }
 961     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
 962     p->available_formats = fmt;
 963     atomic_store(&p->state, STATE_GET_FORMAT);
 964     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
 965
 966     while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP)
 967         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
 968
 969     res = p->result_format;
 970
 971     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
 972
 973     return res;
 974 }
 975
 976 int ff_thread_get_buffer(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f, int flags)
 977 {
 978     int ret = thread_get_buffer_internal(avctx, f, flags);
 979     if (ret < 0)
 980         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "thread_get_buffer() failed\n");
 981     return ret;
 982 }
 983
 984 void ff_thread_release_buffer(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f)
 985 {
 986     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
 987     FrameThreadContext *fctx;
 988     AVFrame *dst, *tmp;
 989     int can_direct_free = !(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) ||
 990                           avctx->thread_safe_callbacks                   ||
 991                           avctx->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2;
 992
 993     if (!f->f || !f->f->buf[0])
 994         return;
 995
 996     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BUFFERS)
 997         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "thread_release_buffer called on pic %p\n", f);
 998
 999     av_buffer_unref(&f->progress);
1000     f->owner[0] = f->owner[1] = NULL;
1001
1002     if (can_direct_free) {
1003         av_frame_unref(f->f);
1004         return;
1005     }
1006
1007     fctx = p->parent;
1008     pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
1009
1010     if (p->num_released_buffers + 1 >= INT_MAX / sizeof(*p->released_buffers))
1011         goto fail;
1012     tmp = av_fast_realloc(p->released_buffers, &p->released_buffers_allocated,
1013                           (p->num_released_buffers + 1) *
1014                           sizeof(*p->released_buffers));
1015     if (!tmp)
1016         goto fail;
1017     p->released_buffers = tmp;
1018
1019     dst = &p->released_buffers[p->num_released_buffers];
1020     av_frame_move_ref(dst, f->f);
1021
1022     p->num_released_buffers++;
1023
1024 fail:
1025     pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
1026 }