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/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 = avctx->profile;
 148     param.mfx.CodecLevel   = 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     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         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 166                                   "Error initializing the MFX video decoder");
 167
 168     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
 169
 170     return 0;
 171 }
 172
 173 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
 174 {
 175     int ret;
 176
 177     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 178     if (ret < 0)
 179         return ret;
 180
 181     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 182         frame->surface = *(mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 183     } else {
 184         frame->surface.Info = q->frame_info;
 185
 186         frame->surface.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 187         frame->surface.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 188         frame->surface.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 189     }
 190
 191     if (q->frames_ctx.mids) {
 192         ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, frame);
 193         if (ret < 0)
 194             return ret;
 195
 196         frame->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
 197     }
 198
 199     frame->used = 1;
 200
 201     return 0;
 202 }
 203
 204 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 205 {
 206     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 207     while (cur) {
 208         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked && !cur->queued) {
 209             cur->used = 0;
 210             av_frame_unref(cur->frame);
 211         }
 212         cur = cur->next;
 213     }
 214 }
 215
 216 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 217 {
 218     QSVFrame *frame, **last;
 219     int ret;
 220
 221     qsv_clear_unused_frames(q);
 222
 223     frame = q->work_frames;
 224     last  = &q->work_frames;
 225     while (frame) {
 226         if (!frame->used) {
 227             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 228             if (ret < 0)
 229                 return ret;
 230             *surf = &frame->surface;
 231             return 0;
 232         }
 233
 234         last  = &frame->next;
 235         frame = frame->next;
 236     }
 237
 238     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 239     if (!frame)
 240         return AVERROR(ENOMEM);
 241     frame->frame = av_frame_alloc();
 242     if (!frame->frame) {
 243         av_freep(&frame);
 244         return AVERROR(ENOMEM);
 245     }
 246     *last = frame;
 247
 248     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 249     if (ret < 0)
 250         return ret;
 251
 252     *surf = &frame->surface;
 253
 254     return 0;
 255 }
 256
 257 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 258 {
 259     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 260     while (cur) {
 261         if (surf == &cur->surface)
 262             return cur;
 263         cur = cur->next;
 264     }
 265     return NULL;
 266 }
 267
 268 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 269                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 270                       AVPacket *avpkt)
 271 {
 272     QSVFrame *out_frame;
 273     mfxFrameSurface1 *insurf;
 274     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 275     mfxSyncPoint *sync;
 276     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 277     int ret;
 278
 279     if (avpkt->size) {
 280         bs.Data       = avpkt->data;
 281         bs.DataLength = avpkt->size;
 282         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 283         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 284     }
 285
 286     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 287     if (!sync) {
 288         av_freep(&sync);
 289         return AVERROR(ENOMEM);
 290     }
 291
 292     do {
 293         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 294         if (ret < 0)
 295             return ret;
 296
 297         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 298                                               insurf, &outsurf, sync);
 299         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 300             av_usleep(1);
 301
 302     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 303
 304     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 305         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 306         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 307         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 308         av_freep(&sync);
 309         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 310                                   "Error during QSV decoding.");
 311     }
 312
 313     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 314      * did not consume any data and did not return anything */
 315     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 316         ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "A decode call did not consume any data");
 317         bs.DataOffset = avpkt->size;
 318     }
 319
 320     if (*sync) {
 321         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 322
 323         if (!out_frame) {
 324             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 325                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 326             av_freep(&sync);
 327             return AVERROR_BUG;
 328         }
 329
 330         out_frame->queued = 1;
 331         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 332         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 333     } else {
 334         av_freep(&sync);
 335     }
 336
 337     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 338         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 339         AVFrame *src_frame;
 340
 341         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 342         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 343         out_frame->queued = 0;
 344
 345         do {
 346             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 347         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 348
 349         av_freep(&sync);
 350
 351         src_frame = out_frame->frame;
 352
 353         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 354         if (ret < 0)
 355             return ret;
 356
 357         outsurf = &out_frame->surface;
 358
 359 #if FF_API_PKT_PTS
 360 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 361         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 362 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 363 #endif
 364         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 365
 366         frame->repeat_pict =
 367             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 368             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 369             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 370         frame->top_field_first =
 371             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 372         frame->interlaced_frame =
 373             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 374
 375         /* update the surface properties */
 376         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV)
 377             ((mfxFrameSurface1*)frame->data[3])->Info = outsurf->Info;
 378
 379         *got_frame = 1;
 380     }
 381
 382     return bs.DataOffset;
 383 }
 384
 385 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 386 {
 387     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 388
 389     if (q->session)
 390         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 391
 392     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 393         QSVFrame *out_frame;
 394         mfxSyncPoint *sync;
 395
 396         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 397         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 398
 399         av_freep(&sync);
 400     }
 401
 402     while (cur) {
 403         q->work_frames = cur->next;
 404         av_frame_free(&cur->frame);
 405         av_freep(&cur);
 406         cur = q->work_frames;
 407     }
 408
 409     av_fifo_free(q->async_fifo);
 410     q->async_fifo = NULL;
 411
 412     av_parser_close(q->parser);
 413     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 414
 415     if (q->internal_session)
 416         MFXClose(q->internal_session);
 417
 418     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 419     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
 420
 421     return 0;
 422 }
 423
 424 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 425                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 426 {
 427     uint8_t *dummy_data;
 428     int dummy_size;
 429     int ret;
 430
 431     if (!q->avctx_internal) {
 432         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 433         if (!q->avctx_internal)
 434             return AVERROR(ENOMEM);
 435
 436         if (avctx->extradata) {
 437             q->avctx_internal->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 438             if (!q->avctx_internal->extradata)
 439                 return AVERROR(ENOMEM);
 440
 441             memcpy(q->avctx_internal->extradata, avctx->extradata,
 442                    avctx->extradata_size);
 443             q->avctx_internal->extradata_size = avctx->extradata_size;
 444         }
 445
 446         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 447         if (!q->parser)
 448             return AVERROR(ENOMEM);
 449
 450         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 451         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 452     }
 453
 454     if (!pkt->size)
 455         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 456
 457     /* we assume the packets are already split properly and want
 458      * just the codec parameters here */
 459     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 460                      &dummy_data, &dummy_size,
 461                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 462                      pkt->pos);
 463
 464     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 465     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 466         q->parser->coded_width  != avctx->coded_width ||
 467         q->parser->coded_height != avctx->coded_height) {
 468         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 469                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 470                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 471         enum AVPixelFormat qsv_format;
 472
 473         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
 474         if (qsv_format < 0) {
 475             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 476                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
 477                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
 478             ret = AVERROR(ENOSYS);
 479             goto reinit_fail;
 480         }
 481
 482         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 483         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 484         avctx->width        = q->parser->width;
 485         avctx->height       = q->parser->height;
 486         avctx->coded_width  = q->parser->coded_width;
 487         avctx->coded_height = q->parser->coded_height;
 488         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 489         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 490
 491         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 492         if (ret < 0)
 493             goto reinit_fail;
 494
 495         avctx->pix_fmt = ret;
 496
 497         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 498         if (ret < 0)
 499             goto reinit_fail;
 500     }
 501
 502     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 503
 504 reinit_fail:
 505     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 506     return ret;
 507 }
 508
 509 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 510 {
 511     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 512 }