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 FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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/pixdesc.h"
  35 #include "libavutil/pixfmt.h"
  36 #include "libavutil/time.h"
  37
  38 #include "avcodec.h"
  39 #include "internal.h"
  40 #include "qsv.h"
  41 #include "qsv_internal.h"
  42 #include "qsvdec.h"
  43
  44 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
  45                             AVBufferRef *hw_frames_ref)
  46 {
  47     int ret;
  48
  49     if (session) {
  50         q->session = session;
  51     } else if (hw_frames_ref) {
  52         if (q->internal_session) {
  53             MFXClose(q->internal_session);
  54             q->internal_session = NULL;
  55         }
  56         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
  57
  58         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
  59         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
  60             return AVERROR(ENOMEM);
  61
  62         ret = ff_qsv_init_session_hwcontext(avctx, &q->internal_session,
  63                                             &q->frames_ctx, q->load_plugins,
  64                                             q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY);
  65         if (ret < 0) {
  66             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
  67             return ret;
  68         }
  69
  70         q->session = q->internal_session;
  71     } else {
  72         if (!q->internal_session) {
  73             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
  74                                                q->load_plugins);
  75             if (ret < 0)
  76                 return ret;
  77         }
  78
  79         q->session = q->internal_session;
  80     }
  81
  82     /* make sure the decoder is uninitialized */
  83     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
  84
  85     return 0;
  86 }
  87
  88 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
  89 {
  90     const AVPixFmtDescriptor *desc;
  91     mfxSession session = NULL;
  92     int iopattern = 0;
  93     mfxVideoParam param = { { 0 } };
  94     int frame_width  = avctx->coded_width;
  95     int frame_height = avctx->coded_height;
  96     int ret;
  97
  98     desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->sw_pix_fmt);
  99     if (!desc)
 100         return AVERROR_BUG;
 101
 102     if (!q->async_fifo) {
 103         q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
 104                                       (sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*)));
 105         if (!q->async_fifo)
 106             return AVERROR(ENOMEM);
 107     }
 108
 109     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
 110         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
 111         session           = user_ctx->session;
 112         iopattern         = user_ctx->iopattern;
 113         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
 114         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
 115     }
 116
 117     if (avctx->hw_frames_ctx) {
 118         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 119         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
 120
 121         if (!iopattern) {
 122             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
 123                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
 124             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
 125                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
 126         }
 127
 128         frame_width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
 129         frame_height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
 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 = ff_qsv_profile_to_mfx(avctx->codec_id, avctx->profile);
 148     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level == FF_LEVEL_UNKNOWN ? MFX_LEVEL_UNKNOWN : avctx->level;
 149
 150     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
 151     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
 152     param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
 153     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = q->fourcc;
 154     param.mfx.FrameInfo.Width          = frame_width;
 155     param.mfx.FrameInfo.Height         = frame_height;
 156     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 157
 158     switch (avctx->field_order) {
 159     case AV_FIELD_PROGRESSIVE:
 160         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
 161         break;
 162     case AV_FIELD_TT:
 163         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 164         break;
 165     case AV_FIELD_BB:
 166         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
 167         break;
 168     default:
 169         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_UNKNOWN;
 170         break;
 171     }
 172
 173     param.IOPattern   = q->iopattern;
 174     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
 175     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
 176     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
 177
 178     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
 179     if (ret < 0)
 180         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 181                                   "Error initializing the MFX video decoder");
 182
 183     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
 189 {
 190     int ret;
 191
 192     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 193     if (ret < 0)
 194         return ret;
 195
 196     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 197         frame->surface = (mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 198     } else {
 199         frame->surface_internal.Info = q->frame_info;
 200
 201         frame->surface_internal.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 202         frame->surface_internal.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 203         frame->surface_internal.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 204
 205         frame->surface = &frame->surface_internal;
 206     }
 207
 208     return 0;
 209 }
 210
 211 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 212 {
 213     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 214     while (cur) {
 215         if (cur->surface && !cur->surface->Data.Locked && !cur->queued) {
 216             cur->surface = NULL;
 217             av_frame_unref(cur->frame);
 218         }
 219         cur = cur->next;
 220     }
 221 }
 222
 223 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 224 {
 225     QSVFrame *frame, **last;
 226     int ret;
 227
 228     qsv_clear_unused_frames(q);
 229
 230     frame = q->work_frames;
 231     last  = &q->work_frames;
 232     while (frame) {
 233         if (!frame->surface) {
 234             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 235             if (ret < 0)
 236                 return ret;
 237             *surf = frame->surface;
 238             return 0;
 239         }
 240
 241         last  = &frame->next;
 242         frame = frame->next;
 243     }
 244
 245     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 246     if (!frame)
 247         return AVERROR(ENOMEM);
 248     frame->frame = av_frame_alloc();
 249     if (!frame->frame) {
 250         av_freep(&frame);
 251         return AVERROR(ENOMEM);
 252     }
 253     *last = frame;
 254
 255     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 256     if (ret < 0)
 257         return ret;
 258
 259     *surf = frame->surface;
 260
 261     return 0;
 262 }
 263
 264 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 265 {
 266     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 267     while (cur) {
 268         if (surf == cur->surface)
 269             return cur;
 270         cur = cur->next;
 271     }
 272     return NULL;
 273 }
 274
 275 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 276                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 277                       AVPacket *avpkt)
 278 {
 279     QSVFrame *out_frame;
 280     mfxFrameSurface1 *insurf;
 281     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 282     mfxSyncPoint *sync;
 283     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 284     int ret;
 285
 286     if (avpkt->size) {
 287         bs.Data       = avpkt->data;
 288         bs.DataLength = avpkt->size;
 289         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 290         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 291     }
 292
 293     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 294     if (!sync) {
 295         av_freep(&sync);
 296         return AVERROR(ENOMEM);
 297     }
 298
 299     do {
 300         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 301         if (ret < 0) {
 302             av_freep(&sync);
 303             return ret;
 304         }
 305
 306         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 307                                               insurf, &outsurf, sync);
 308         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 309             av_usleep(500);
 310
 311     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 312
 313     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 314         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 315         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 316         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 317         av_freep(&sync);
 318         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 319                                   "Error during QSV decoding.");
 320     }
 321
 322     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 323      * did not consume any data and did not return anything */
 324     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "A decode call did not consume any data\n");
 326         bs.DataOffset = avpkt->size;
 327     }
 328
 329     if (*sync) {
 330         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 331
 332         if (!out_frame) {
 333             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 334                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 335             av_freep(&sync);
 336             return AVERROR_BUG;
 337         }
 338
 339         out_frame->queued = 1;
 340         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 341         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 342     } else {
 343         av_freep(&sync);
 344     }
 345
 346     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 347         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 348         AVFrame *src_frame;
 349
 350         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 351         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 352         out_frame->queued = 0;
 353
 354         do {
 355             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 356         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 357
 358         av_freep(&sync);
 359
 360         src_frame = out_frame->frame;
 361
 362         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 363         if (ret < 0)
 364             return ret;
 365
 366         outsurf = out_frame->surface;
 367
 368 #if FF_API_PKT_PTS
 369 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 370         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 371 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 372 #endif
 373         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 374
 375         frame->repeat_pict =
 376             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 377             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 378             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 379         frame->top_field_first =
 380             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 381         frame->interlaced_frame =
 382             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 383
 384         *got_frame = 1;
 385     }
 386
 387     return bs.DataOffset;
 388 }
 389
 390 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 391 {
 392     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 393
 394     if (q->session)
 395         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 396
 397     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 398         QSVFrame *out_frame;
 399         mfxSyncPoint *sync;
 400
 401         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 402         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 403
 404         av_freep(&sync);
 405     }
 406
 407     while (cur) {
 408         q->work_frames = cur->next;
 409         av_frame_free(&cur->frame);
 410         av_freep(&cur);
 411         cur = q->work_frames;
 412     }
 413
 414     av_fifo_free(q->async_fifo);
 415     q->async_fifo = NULL;
 416
 417     av_parser_close(q->parser);
 418     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 419
 420     if (q->internal_session)
 421         MFXClose(q->internal_session);
 422
 423     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 424     av_freep(&q->frames_ctx.mids);
 425     q->frames_ctx.nb_mids = 0;
 426
 427     return 0;
 428 }
 429
 430 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 431                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 432 {
 433     uint8_t *dummy_data;
 434     int dummy_size;
 435     int ret;
 436
 437     if (!q->avctx_internal) {
 438         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 439         if (!q->avctx_internal)
 440             return AVERROR(ENOMEM);
 441
 442         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 443         if (!q->parser)
 444             return AVERROR(ENOMEM);
 445
 446         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 447         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 448     }
 449
 450     if (!pkt->size)
 451         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 452
 453     /* we assume the packets are already split properly and want
 454      * just the codec parameters here */
 455     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 456                      &dummy_data, &dummy_size,
 457                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 458                      pkt->pos);
 459
 460     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 461     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 462         q->parser->coded_width  != avctx->coded_width ||
 463         q->parser->coded_height != avctx->coded_height) {
 464         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 465                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 466                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 467         enum AVPixelFormat qsv_format;
 468
 469         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
 470         if (qsv_format < 0) {
 471             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 472                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
 473                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
 474             ret = AVERROR(ENOSYS);
 475             goto reinit_fail;
 476         }
 477
 478         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 479         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 480         avctx->width        = q->parser->width;
 481         avctx->height       = q->parser->height;
 482         avctx->coded_width  = q->parser->coded_width;
 483         avctx->coded_height = q->parser->coded_height;
 484         avctx->field_order  = q->parser->field_order;
 485         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 486         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 487
 488         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 489         if (ret < 0)
 490             goto reinit_fail;
 491
 492         avctx->pix_fmt = ret;
 493
 494         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 495         if (ret < 0)
 496             goto reinit_fail;
 497     }
 498
 499     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 500
 501 reinit_fail:
 502     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 503     return ret;
 504 }
 505
 506 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 507 {
 508     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 509 }