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->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         if (MFX_ERR_INVALID_VIDEO_PARAM==ret) {
 181             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 182                    "Error initializing the MFX video decoder, unsupported video\n");
 183         } else {
 184             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 185                    "Error initializing the MFX video decoder %d\n", ret);
 186         }
 187         return ff_qsv_error(ret);
 188     }
 189
 190     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
 191
 192     return 0;
 193 }
 194
 195 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
 196 {
 197     int ret;
 198
 199     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 200     if (ret < 0)
 201         return ret;
 202
 203     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 204         frame->surface = (mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 205     } else {
 206         frame->surface_internal.Info = q->frame_info;
 207
 208         frame->surface_internal.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 209         frame->surface_internal.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 210         frame->surface_internal.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 211
 212         frame->surface = &frame->surface_internal;
 213     }
 214
 215     return 0;
 216 }
 217
 218 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 219 {
 220     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 221     while (cur) {
 222         if (cur->surface && !cur->surface->Data.Locked && !cur->queued) {
 223             cur->surface = NULL;
 224             av_frame_unref(cur->frame);
 225         }
 226         cur = cur->next;
 227     }
 228 }
 229
 230 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 231 {
 232     QSVFrame *frame, **last;
 233     int ret;
 234
 235     qsv_clear_unused_frames(q);
 236
 237     frame = q->work_frames;
 238     last  = &q->work_frames;
 239     while (frame) {
 240         if (!frame->surface) {
 241             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 242             if (ret < 0)
 243                 return ret;
 244             *surf = frame->surface;
 245             return 0;
 246         }
 247
 248         last  = &frame->next;
 249         frame = frame->next;
 250     }
 251
 252     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 253     if (!frame)
 254         return AVERROR(ENOMEM);
 255     frame->frame = av_frame_alloc();
 256     if (!frame->frame) {
 257         av_freep(&frame);
 258         return AVERROR(ENOMEM);
 259     }
 260     *last = frame;
 261
 262     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 263     if (ret < 0)
 264         return ret;
 265
 266     *surf = frame->surface;
 267
 268     return 0;
 269 }
 270
 271 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 272 {
 273     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 274     while (cur) {
 275         if (surf == cur->surface)
 276             return cur;
 277         cur = cur->next;
 278     }
 279     return NULL;
 280 }
 281
 282 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 283                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 284                       AVPacket *avpkt)
 285 {
 286     QSVFrame *out_frame;
 287     mfxFrameSurface1 *insurf;
 288     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 289     mfxSyncPoint *sync;
 290     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 291     int ret;
 292
 293     if (avpkt->size) {
 294         bs.Data       = avpkt->data;
 295         bs.DataLength = avpkt->size;
 296         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 297         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 298     }
 299
 300     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 301     if (!sync) {
 302         av_freep(&sync);
 303         return AVERROR(ENOMEM);
 304     }
 305
 306     do {
 307         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 308         if (ret < 0)
 309             return ret;
 310
 311         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 312                                               insurf, &outsurf, sync);
 313         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 314             av_usleep(500);
 315
 316     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 317
 318     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 319         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 320         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 321         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 322         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during QSV decoding.\n");
 323         av_freep(&sync);
 324         return ff_qsv_error(ret);
 325     }
 326
 327     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 328      * did not consume any data and did not return anything */
 329     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 330         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "A decode call did not consume any data\n");
 331         bs.DataOffset = avpkt->size;
 332     }
 333
 334     if (*sync) {
 335         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 336
 337         if (!out_frame) {
 338             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 339                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 340             av_freep(&sync);
 341             return AVERROR_BUG;
 342         }
 343
 344         out_frame->queued = 1;
 345         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 346         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 347     } else {
 348         av_freep(&sync);
 349     }
 350
 351     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 352         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 353         AVFrame *src_frame;
 354
 355         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 356         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 357         out_frame->queued = 0;
 358
 359         do {
 360             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 361         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 362
 363         av_freep(&sync);
 364
 365         src_frame = out_frame->frame;
 366
 367         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 368         if (ret < 0)
 369             return ret;
 370
 371         outsurf = out_frame->surface;
 372
 373 #if FF_API_PKT_PTS
 374 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 375         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 376 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 377 #endif
 378         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 379
 380         frame->repeat_pict =
 381             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 382             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 383             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 384         frame->top_field_first =
 385             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 386         frame->interlaced_frame =
 387             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 388
 389         *got_frame = 1;
 390     }
 391
 392     return bs.DataOffset;
 393 }
 394
 395 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 396 {
 397     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 398
 399     if (q->session)
 400         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 401
 402     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 403         QSVFrame *out_frame;
 404         mfxSyncPoint *sync;
 405
 406         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 407         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 408
 409         av_freep(&sync);
 410     }
 411
 412     while (cur) {
 413         q->work_frames = cur->next;
 414         av_frame_free(&cur->frame);
 415         av_freep(&cur);
 416         cur = q->work_frames;
 417     }
 418
 419     av_fifo_free(q->async_fifo);
 420     q->async_fifo = NULL;
 421
 422     av_parser_close(q->parser);
 423     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 424
 425     if (q->internal_session)
 426         MFXClose(q->internal_session);
 427
 428     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 429     av_freep(&q->frames_ctx.mids);
 430     q->frames_ctx.nb_mids = 0;
 431
 432     return 0;
 433 }
 434
 435 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 436                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 437 {
 438     uint8_t *dummy_data;
 439     int dummy_size;
 440     int ret;
 441
 442     if (!q->avctx_internal) {
 443         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 444         if (!q->avctx_internal)
 445             return AVERROR(ENOMEM);
 446
 447         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 448         if (!q->parser)
 449             return AVERROR(ENOMEM);
 450
 451         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 452         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 453     }
 454
 455     if (!pkt->size)
 456         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 457
 458     /* we assume the packets are already split properly and want
 459      * just the codec parameters here */
 460     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 461                      &dummy_data, &dummy_size,
 462                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 463                      pkt->pos);
 464
 465     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 466     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 467         q->parser->coded_width  != avctx->coded_width ||
 468         q->parser->coded_height != avctx->coded_height) {
 469         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 470                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 471                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 472         enum AVPixelFormat qsv_format;
 473
 474         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
 475         if (qsv_format < 0) {
 476             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 477                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
 478                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
 479             ret = AVERROR(ENOSYS);
 480             goto reinit_fail;
 481         }
 482
 483         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 484         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 485         avctx->width        = q->parser->width;
 486         avctx->height       = q->parser->height;
 487         avctx->coded_width  = q->parser->coded_width;
 488         avctx->coded_height = q->parser->coded_height;
 489         avctx->field_order  = q->parser->field_order;
 490         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 491         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 492
 493         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 494         if (ret < 0)
 495             goto reinit_fail;
 496
 497         avctx->pix_fmt = ret;
 498
 499         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 500         if (ret < 0)
 501             goto reinit_fail;
 502     }
 503
 504     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 505
 506 reinit_fail:
 507     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 508     return ret;
 509 }
 510
 511 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 512 {
 513     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 514 }