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

   1 /*
   2  * Intel MediaSDK QSV codec-independent code
   3  *
   4  * copyright (c) 2013 Luca Barbato
   5  * copyright (c) 2015 Anton Khirnov <anton@khirnov.net>
   6  *
   7  * This file is part of Libav.
   8  *
   9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include <string.h>
  25 #include <sys/types.h>
  26
  27 #include <mfx/mfxvideo.h>
  28
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "libavutil/hwcontext.h"
  31 #include "libavutil/hwcontext_qsv.h"
  32 #include "libavutil/mem.h"
  33 #include "libavutil/log.h"
  34 #include "libavutil/pixfmt.h"
  35 #include "libavutil/time.h"
  36
  37 #include "avcodec.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "qsv.h"
  40 #include "qsv_internal.h"
  41 #include "qsvdec.h"
  42
  43 int ff_qsv_map_pixfmt(enum AVPixelFormat format)
  44 {
  45     switch (format) {
  46     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
  47     case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
  48         return AV_PIX_FMT_NV12;
  49     default:
  50         return AVERROR(ENOSYS);
  51     }
  52 }
  53
  54 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
  55                             AVBufferRef *hw_frames_ref)
  56 {
  57     int ret;
  58
  59     if (session) {
  60         q->session = session;
  61     } else if (hw_frames_ref) {
  62         if (q->internal_session) {
  63             MFXClose(q->internal_session);
  64             q->internal_session = NULL;
  65         }
  66         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
  67
  68         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
  69         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
  70             return AVERROR(ENOMEM);
  71
  72         ret = ff_qsv_init_session_hwcontext(avctx, &q->internal_session,
  73                                             &q->frames_ctx, q->load_plugins,
  74                                             q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY);
  75         if (ret < 0) {
  76             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
  77             return ret;
  78         }
  79
  80         q->session = q->internal_session;
  81     } else {
  82         if (!q->internal_session) {
  83             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
  84                                                q->load_plugins);
  85             if (ret < 0)
  86                 return ret;
  87         }
  88
  89         q->session = q->internal_session;
  90     }
  91
  92     /* make sure the decoder is uninitialized */
  93     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
  94
  95     return 0;
  96 }
  97
  98 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
  99 {
 100     mfxSession session = NULL;
 101     int iopattern = 0;
 102     mfxVideoParam param = { { 0 } };
 103     int ret;
 104
 105     if (!q->async_fifo) {
 106         q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
 107                                       (sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*)));
 108         if (!q->async_fifo)
 109             return AVERROR(ENOMEM);
 110     }
 111
 112     if (avctx->hwaccel_context) {
 113         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
 114         session           = user_ctx->session;
 115         iopattern         = user_ctx->iopattern;
 116         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
 117         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
 118     }
 119
 120     if (avctx->hw_frames_ctx) {
 121         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 122         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
 123
 124         if (!iopattern) {
 125             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
 126                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
 127             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
 128                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
 129         }
 130     }
 131
 132     if (!iopattern)
 133         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
 134     q->iopattern = iopattern;
 135
 136     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx);
 137     if (ret < 0) {
 138         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
 139         return ret;
 140     }
 141
 142     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
 143     if (ret < 0)
 144         return ret;
 145
 146     param.mfx.CodecId      = ret;
 147     param.mfx.CodecProfile = avctx->profile;
 148     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level;
 149
 150     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = 8;
 151     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
 152     param.mfx.FrameInfo.Shift          = 0;
 153     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = MFX_FOURCC_NV12;
 154     param.mfx.FrameInfo.Width          = avctx->coded_width;
 155     param.mfx.FrameInfo.Height         = avctx->coded_height;
 156     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 157
 158     param.IOPattern   = q->iopattern;
 159     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
 160     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
 161     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
 162
 163     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
 164     if (ret < 0) {
 165         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing the MFX video decoder\n");
 166         return ff_qsv_error(ret);
 167     }
 168
 169     return 0;
 170 }
 171
 172 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVFrame *frame)
 173 {
 174     int ret;
 175
 176     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 177     if (ret < 0)
 178         return ret;
 179
 180     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 181         frame->surface = (mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 182     } else {
 183         frame->surface_internal.Info.BitDepthLuma   = 8;
 184         frame->surface_internal.Info.BitDepthChroma = 8;
 185         frame->surface_internal.Info.FourCC         = MFX_FOURCC_NV12;
 186         frame->surface_internal.Info.Width          = avctx->coded_width;
 187         frame->surface_internal.Info.Height         = avctx->coded_height;
 188         frame->surface_internal.Info.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 189
 190         frame->surface_internal.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 191         frame->surface_internal.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 192         frame->surface_internal.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 193
 194         frame->surface = &frame->surface_internal;
 195     }
 196
 197     return 0;
 198 }
 199
 200 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 201 {
 202     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 203     while (cur) {
 204         if (cur->surface && !cur->surface->Data.Locked && !cur->queued) {
 205             cur->surface = NULL;
 206             av_frame_unref(cur->frame);
 207         }
 208         cur = cur->next;
 209     }
 210 }
 211
 212 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 213 {
 214     QSVFrame *frame, **last;
 215     int ret;
 216
 217     qsv_clear_unused_frames(q);
 218
 219     frame = q->work_frames;
 220     last  = &q->work_frames;
 221     while (frame) {
 222         if (!frame->surface) {
 223             ret = alloc_frame(avctx, frame);
 224             if (ret < 0)
 225                 return ret;
 226             *surf = frame->surface;
 227             return 0;
 228         }
 229
 230         last  = &frame->next;
 231         frame = frame->next;
 232     }
 233
 234     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 235     if (!frame)
 236         return AVERROR(ENOMEM);
 237     frame->frame = av_frame_alloc();
 238     if (!frame->frame) {
 239         av_freep(&frame);
 240         return AVERROR(ENOMEM);
 241     }
 242     *last = frame;
 243
 244     ret = alloc_frame(avctx, frame);
 245     if (ret < 0)
 246         return ret;
 247
 248     *surf = frame->surface;
 249
 250     return 0;
 251 }
 252
 253 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 254 {
 255     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 256     while (cur) {
 257         if (surf == cur->surface)
 258             return cur;
 259         cur = cur->next;
 260     }
 261     return NULL;
 262 }
 263
 264 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 265                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 266                       AVPacket *avpkt)
 267 {
 268     QSVFrame *out_frame;
 269     mfxFrameSurface1 *insurf;
 270     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 271     mfxSyncPoint *sync;
 272     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 273     int ret;
 274
 275     if (avpkt->size) {
 276         bs.Data       = avpkt->data;
 277         bs.DataLength = avpkt->size;
 278         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 279         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 280     }
 281
 282     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 283     if (!sync) {
 284         av_freep(&sync);
 285         return AVERROR(ENOMEM);
 286     }
 287
 288     do {
 289         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 290         if (ret < 0)
 291             return ret;
 292
 293         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 294                                               insurf, &outsurf, sync);
 295         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 296             av_usleep(1);
 297
 298     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 299
 300     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 301         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 302         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 303         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 304         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during QSV decoding.\n");
 305         av_freep(&sync);
 306         return ff_qsv_error(ret);
 307     }
 308
 309     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 310      * did not consume any data and did not return anything */
 311     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 312         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "A decode call did not consume any data\n");
 313         bs.DataOffset = avpkt->size;
 314     }
 315
 316     if (*sync) {
 317         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 318
 319         if (!out_frame) {
 320             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 321                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 322             av_freep(&sync);
 323             return AVERROR_BUG;
 324         }
 325
 326         out_frame->queued = 1;
 327         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 328         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 329     } else {
 330         av_freep(&sync);
 331     }
 332
 333     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 334         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 335         AVFrame *src_frame;
 336
 337         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 338         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 339         out_frame->queued = 0;
 340
 341         do {
 342             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 343         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 344
 345         av_freep(&sync);
 346
 347         src_frame = out_frame->frame;
 348
 349         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 350         if (ret < 0)
 351             return ret;
 352
 353         outsurf = out_frame->surface;
 354
 355 #if FF_API_PKT_PTS
 356 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 357         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 358 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 359 #endif
 360         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 361
 362         frame->repeat_pict =
 363             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 364             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 365             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 366         frame->top_field_first =
 367             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 368         frame->interlaced_frame =
 369             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 370
 371         *got_frame = 1;
 372     }
 373
 374     return bs.DataOffset;
 375 }
 376
 377 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 378 {
 379     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 380
 381     if (q->session)
 382         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 383
 384     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 385         QSVFrame *out_frame;
 386         mfxSyncPoint *sync;
 387
 388         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 389         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 390
 391         av_freep(&sync);
 392     }
 393
 394     while (cur) {
 395         q->work_frames = cur->next;
 396         av_frame_free(&cur->frame);
 397         av_freep(&cur);
 398         cur = q->work_frames;
 399     }
 400
 401     av_fifo_free(q->async_fifo);
 402     q->async_fifo = NULL;
 403
 404     av_parser_close(q->parser);
 405     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 406
 407     if (q->internal_session)
 408         MFXClose(q->internal_session);
 409
 410     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 411     av_freep(&q->frames_ctx.mids);
 412     q->frames_ctx.nb_mids = 0;
 413
 414     return 0;
 415 }
 416
 417 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 418                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 419 {
 420     uint8_t *dummy_data;
 421     int dummy_size;
 422     int ret;
 423
 424     if (!q->avctx_internal) {
 425         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 426         if (!q->avctx_internal)
 427             return AVERROR(ENOMEM);
 428
 429         if (avctx->extradata) {
 430             q->avctx_internal->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 431             if (!q->avctx_internal->extradata)
 432                 return AVERROR(ENOMEM);
 433
 434             memcpy(q->avctx_internal->extradata, avctx->extradata,
 435                    avctx->extradata_size);
 436             q->avctx_internal->extradata_size = avctx->extradata_size;
 437         }
 438
 439         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 440         if (!q->parser)
 441             return AVERROR(ENOMEM);
 442
 443         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 444         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 445     }
 446
 447     if (!pkt->size)
 448         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 449
 450     /* we assume the packets are already split properly and want
 451      * just the codec parameters here */
 452     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 453                      &dummy_data, &dummy_size,
 454                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 455                      pkt->pos);
 456
 457     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 458     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 459         q->parser->coded_width  != avctx->coded_width ||
 460         q->parser->coded_height != avctx->coded_height) {
 461         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 462                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 463                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 464         enum AVPixelFormat qsv_format;
 465
 466         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format);
 467         if (qsv_format < 0) {
 468             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 469                    "Only 8-bit YUV420 streams are supported.\n");
 470             ret = AVERROR(ENOSYS);
 471             goto reinit_fail;
 472         }
 473
 474         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 475         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 476         avctx->width        = q->parser->width;
 477         avctx->height       = q->parser->height;
 478         avctx->coded_width  = q->parser->coded_width;
 479         avctx->coded_height = q->parser->coded_height;
 480         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 481         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 482
 483         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 484         if (ret < 0)
 485             goto reinit_fail;
 486
 487         avctx->pix_fmt = ret;
 488
 489         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 490         if (ret < 0)
 491             goto reinit_fail;
 492     }
 493
 494     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 495
 496 reinit_fail:
 497     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 498     return ret;
 499 }
 500
 501 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 502 {
 503     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 504 }