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