]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/qsvdec.c
lavc/qsvdec: add query function and provide error message
[ffmpeg] / 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 const AVCodecHWConfigInternal *ff_qsv_hw_configs[] = {
45     &(const AVCodecHWConfigInternal) {
46         .public = {
47             .pix_fmt     = AV_PIX_FMT_QSV,
48             .methods     = AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_HW_FRAMES_CTX |
49                            AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_AD_HOC,
50             .device_type = AV_HWDEVICE_TYPE_QSV,
51         },
52         .hwaccel = NULL,
53     },
54     NULL
55 };
56
57 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
58                             AVBufferRef *hw_frames_ref, AVBufferRef *hw_device_ref)
59 {
60     int ret;
61
62     if (session) {
63         q->session = session;
64     } else if (hw_frames_ref) {
65         if (q->internal_session) {
66             MFXClose(q->internal_session);
67             q->internal_session = NULL;
68         }
69         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
70
71         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
72         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
73             return AVERROR(ENOMEM);
74
75         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
76                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
77                                          q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY);
78         if (ret < 0) {
79             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
80             return ret;
81         }
82
83         q->session = q->internal_session;
84     } else if (hw_device_ref) {
85         if (q->internal_session) {
86             MFXClose(q->internal_session);
87             q->internal_session = NULL;
88         }
89
90         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
91                                          hw_device_ref, q->load_plugins);
92         if (ret < 0)
93             return ret;
94
95         q->session = q->internal_session;
96     } else {
97         if (!q->internal_session) {
98             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
99                                                q->load_plugins);
100             if (ret < 0)
101                 return ret;
102         }
103
104         q->session = q->internal_session;
105     }
106
107     /* make sure the decoder is uninitialized */
108     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
109
110     return 0;
111 }
112
113 static inline unsigned int qsv_fifo_item_size(void)
114 {
115     return sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*);
116 }
117
118 static inline unsigned int qsv_fifo_size(const AVFifoBuffer* fifo)
119 {
120     return av_fifo_size(fifo) / qsv_fifo_item_size();
121 }
122
123 static int check_dec_param(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxVideoParam *param_in)
124 {
125     mfxVideoParam param_out = { .mfx.CodecId = param_in->mfx.CodecId };
126     mfxStatus ret;
127
128 #define CHECK_MATCH(x) \
129     do { \
130       if (param_out.mfx.x != param_in->mfx.x) {   \
131           av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Required "#x" %d is unsupported\n", \
132           param_in->mfx.x); \
133       } \
134     } while (0)
135
136     ret = MFXVideoDECODE_Query(q->session, param_in, &param_out);
137
138     if (ret < 0) {
139         CHECK_MATCH(CodecId);
140         CHECK_MATCH(CodecProfile);
141         CHECK_MATCH(CodecLevel);
142         CHECK_MATCH(FrameInfo.Width);
143         CHECK_MATCH(FrameInfo.Height);
144 #undef CHECK_MATCH
145         return 0;
146     }
147     return 1;
148 }
149
150 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
151 {
152     const AVPixFmtDescriptor *desc;
153     mfxSession session = NULL;
154     int iopattern = 0;
155     mfxVideoParam param = { 0 };
156     int frame_width  = avctx->coded_width;
157     int frame_height = avctx->coded_height;
158     int ret;
159
160     desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->sw_pix_fmt);
161     if (!desc)
162         return AVERROR_BUG;
163
164     if (!q->async_fifo) {
165         q->async_fifo = av_fifo_alloc(q->async_depth * qsv_fifo_item_size());
166         if (!q->async_fifo)
167             return AVERROR(ENOMEM);
168     }
169
170     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
171         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
172         session           = user_ctx->session;
173         iopattern         = user_ctx->iopattern;
174         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
175         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
176     }
177
178     if (avctx->hw_frames_ctx) {
179         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
180         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
181
182         if (!iopattern) {
183             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
184                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
185             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
186                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
187         }
188     }
189
190     if (!iopattern)
191         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
192     q->iopattern = iopattern;
193
194     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx, avctx->hw_device_ctx);
195     if (ret < 0) {
196         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
197         return ret;
198     }
199
200     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
201     if (ret < 0)
202         return ret;
203
204     param.mfx.CodecId      = ret;
205     param.mfx.CodecProfile = ff_qsv_profile_to_mfx(avctx->codec_id, avctx->profile);
206     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level == FF_LEVEL_UNKNOWN ? MFX_LEVEL_UNKNOWN : avctx->level;
207
208     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
209     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
210     param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
211     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = q->fourcc;
212     param.mfx.FrameInfo.Width          = frame_width;
213     param.mfx.FrameInfo.Height         = frame_height;
214     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
215
216     switch (avctx->field_order) {
217     case AV_FIELD_PROGRESSIVE:
218         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
219         break;
220     case AV_FIELD_TT:
221         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
222         break;
223     case AV_FIELD_BB:
224         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
225         break;
226     default:
227         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_UNKNOWN;
228         break;
229     }
230
231     param.IOPattern   = q->iopattern;
232     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
233     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
234     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
235
236     if (!check_dec_param(avctx, q, &param)) {
237         //Just give a warning instead of an error since it is still decodable possibly.
238         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
239                "Current input bitstream is not supported by QSV decoder.\n");
240     }
241
242     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
243     if (ret < 0)
244         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
245                                   "Error initializing the MFX video decoder");
246
247     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
248
249     return 0;
250 }
251
252 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
253 {
254     int ret;
255
256     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
257     if (ret < 0)
258         return ret;
259
260     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
261         frame->surface = *(mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
262     } else {
263         frame->surface.Info = q->frame_info;
264
265         frame->surface.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
266         frame->surface.Data.Y        = frame->frame->data[0];
267         frame->surface.Data.UV       = frame->frame->data[1];
268     }
269
270     if (q->frames_ctx.mids) {
271         ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, frame);
272         if (ret < 0)
273             return ret;
274
275         frame->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
276     }
277     frame->surface.Data.ExtParam    = &frame->ext_param;
278     frame->surface.Data.NumExtParam = 1;
279     frame->ext_param                = (mfxExtBuffer*)&frame->dec_info;
280     frame->dec_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_DECODED_FRAME_INFO;
281     frame->dec_info.Header.BufferSz = sizeof(frame->dec_info);
282
283     frame->used = 1;
284
285     return 0;
286 }
287
288 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
289 {
290     QSVFrame *cur = q->work_frames;
291     while (cur) {
292         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked && !cur->queued) {
293             cur->used = 0;
294             av_frame_unref(cur->frame);
295         }
296         cur = cur->next;
297     }
298 }
299
300 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
301 {
302     QSVFrame *frame, **last;
303     int ret;
304
305     qsv_clear_unused_frames(q);
306
307     frame = q->work_frames;
308     last  = &q->work_frames;
309     while (frame) {
310         if (!frame->used) {
311             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
312             if (ret < 0)
313                 return ret;
314             *surf = &frame->surface;
315             return 0;
316         }
317
318         last  = &frame->next;
319         frame = frame->next;
320     }
321
322     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
323     if (!frame)
324         return AVERROR(ENOMEM);
325     frame->frame = av_frame_alloc();
326     if (!frame->frame) {
327         av_freep(&frame);
328         return AVERROR(ENOMEM);
329     }
330     *last = frame;
331
332     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
333     if (ret < 0)
334         return ret;
335
336     *surf = &frame->surface;
337
338     return 0;
339 }
340
341 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
342 {
343     QSVFrame *cur = q->work_frames;
344     while (cur) {
345         if (surf == &cur->surface)
346             return cur;
347         cur = cur->next;
348     }
349     return NULL;
350 }
351
352 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
353                       AVFrame *frame, int *got_frame,
354                       AVPacket *avpkt)
355 {
356     QSVFrame *out_frame;
357     mfxFrameSurface1 *insurf;
358     mfxFrameSurface1 *outsurf;
359     mfxSyncPoint *sync;
360     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
361     int ret;
362
363     if (avpkt->size) {
364         bs.Data       = avpkt->data;
365         bs.DataLength = avpkt->size;
366         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
367         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
368         if (avctx->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE)
369             bs.DataFlag   |= MFX_BITSTREAM_COMPLETE_FRAME;
370     }
371
372     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
373     if (!sync) {
374         av_freep(&sync);
375         return AVERROR(ENOMEM);
376     }
377
378     do {
379         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
380         if (ret < 0) {
381             av_freep(&sync);
382             return ret;
383         }
384
385         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
386                                               insurf, &outsurf, sync);
387         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
388             av_usleep(500);
389
390     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
391
392     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
393         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
394         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
395         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
396         av_freep(&sync);
397         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
398                                   "Error during QSV decoding.");
399     }
400
401     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
402      * did not consume any data and did not return anything */
403     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
404         bs.DataOffset = avpkt->size;
405         ++q->zero_consume_run;
406         if (q->zero_consume_run > 1)
407             ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "A decode call did not consume any data");
408     } else if (!*sync && bs.DataOffset) {
409         ++q->buffered_count;
410     } else {
411         q->zero_consume_run = 0;
412     }
413
414     if (*sync) {
415         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
416
417         if (!out_frame) {
418             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
419                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
420             av_freep(&sync);
421             return AVERROR_BUG;
422         }
423
424         out_frame->queued = 1;
425         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
426         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
427     } else {
428         av_freep(&sync);
429     }
430
431     if ((qsv_fifo_size(q->async_fifo) >= q->async_depth) ||
432         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
433         AVFrame *src_frame;
434
435         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
436         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
437         out_frame->queued = 0;
438
439         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_QSV) {
440             do {
441                 ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
442             } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
443         }
444
445         av_freep(&sync);
446
447         src_frame = out_frame->frame;
448
449         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
450         if (ret < 0)
451             return ret;
452
453         outsurf = &out_frame->surface;
454
455 #if FF_API_PKT_PTS
456 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
457         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
458 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
459 #endif
460         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
461
462         frame->repeat_pict =
463             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
464             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
465             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
466         frame->top_field_first =
467             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
468         frame->interlaced_frame =
469             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
470         frame->pict_type = ff_qsv_map_pictype(out_frame->dec_info.FrameType);
471         //Key frame is IDR frame is only suitable for H264. For HEVC, IRAPs are key frames.
472         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264)
473             frame->key_frame = !!(out_frame->dec_info.FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR);
474
475         /* update the surface properties */
476         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV)
477             ((mfxFrameSurface1*)frame->data[3])->Info = outsurf->Info;
478
479         *got_frame = 1;
480     }
481
482     return bs.DataOffset;
483 }
484
485 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
486 {
487     QSVFrame *cur = q->work_frames;
488
489     if (q->session)
490         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
491
492     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
493         QSVFrame *out_frame;
494         mfxSyncPoint *sync;
495
496         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
497         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
498
499         av_freep(&sync);
500     }
501
502     while (cur) {
503         q->work_frames = cur->next;
504         av_frame_free(&cur->frame);
505         av_freep(&cur);
506         cur = q->work_frames;
507     }
508
509     av_fifo_free(q->async_fifo);
510     q->async_fifo = NULL;
511
512     av_parser_close(q->parser);
513     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
514
515     if (q->internal_session)
516         MFXClose(q->internal_session);
517
518     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
519     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
520
521     return 0;
522 }
523
524 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
525                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
526 {
527     uint8_t *dummy_data;
528     int dummy_size;
529     int ret;
530     const AVPixFmtDescriptor *desc;
531
532     if (!q->avctx_internal) {
533         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
534         if (!q->avctx_internal)
535             return AVERROR(ENOMEM);
536
537         q->avctx_internal->codec_id = avctx->codec_id;
538
539         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
540         if (!q->parser)
541             return AVERROR(ENOMEM);
542
543         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
544         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
545     }
546
547     if (!pkt->size)
548         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
549
550     /* we assume the packets are already split properly and want
551      * just the codec parameters here */
552     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
553                      &dummy_data, &dummy_size,
554                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
555                      pkt->pos);
556
557     avctx->field_order  = q->parser->field_order;
558     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
559     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
560         FFALIGN(q->parser->coded_width, 16)  != FFALIGN(avctx->coded_width, 16) ||
561         FFALIGN(q->parser->coded_height, 16) != FFALIGN(avctx->coded_height, 16)) {
562         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
563                                            AV_PIX_FMT_NONE,
564                                            AV_PIX_FMT_NONE };
565         enum AVPixelFormat qsv_format;
566         AVPacket zero_pkt = {0};
567
568         if (q->buffered_count) {
569             q->reinit_flag = 1;
570             /* decode zero-size pkt to flush the buffered pkt before reinit */
571             q->buffered_count--;
572             return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, &zero_pkt);
573         }
574
575         q->reinit_flag = 0;
576
577         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
578         if (qsv_format < 0) {
579             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
580                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
581                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
582             ret = AVERROR(ENOSYS);
583             goto reinit_fail;
584         }
585
586         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
587         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
588         avctx->width        = q->parser->width;
589         avctx->height       = q->parser->height;
590         avctx->coded_width  = FFALIGN(q->parser->coded_width, 16);
591         avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 16);
592         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
593         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
594
595         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
596         if (ret < 0)
597             goto reinit_fail;
598
599         avctx->pix_fmt = ret;
600
601         desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
602         if (!desc)
603             goto reinit_fail;
604
605          if (desc->comp[0].depth > 8) {
606             avctx->coded_width =  FFALIGN(q->parser->coded_width, 32);
607             avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 32);
608         }
609
610         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
611         if (ret < 0)
612             goto reinit_fail;
613     }
614
615     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
616
617 reinit_fail:
618     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
619     return ret;
620 }
621
622 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
623 {
624     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
625 }