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