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/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 = 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   = 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     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     return 0;
 191 }
 192
 193 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVFrame *frame)
 194 {
 195     int ret;
 196
 197     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 198     if (ret < 0)
 199         return ret;
 200
 201     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 202         frame->surface = (mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 203     } else {
 204         frame->surface_internal.Info.BitDepthLuma   = 8;
 205         frame->surface_internal.Info.BitDepthChroma = 8;
 206         frame->surface_internal.Info.FourCC         = MFX_FOURCC_NV12;
 207         frame->surface_internal.Info.Width          = avctx->coded_width;
 208         frame->surface_internal.Info.Height         = avctx->coded_height;
 209         frame->surface_internal.Info.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 210
 211         frame->surface_internal.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 212         frame->surface_internal.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 213         frame->surface_internal.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 214
 215         frame->surface = &frame->surface_internal;
 216     }
 217
 218     return 0;
 219 }
 220
 221 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 222 {
 223     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 224     while (cur) {
 225         if (cur->surface && !cur->surface->Data.Locked && !cur->queued) {
 226             cur->surface = NULL;
 227             av_frame_unref(cur->frame);
 228         }
 229         cur = cur->next;
 230     }
 231 }
 232
 233 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 234 {
 235     QSVFrame *frame, **last;
 236     int ret;
 237
 238     qsv_clear_unused_frames(q);
 239
 240     frame = q->work_frames;
 241     last  = &q->work_frames;
 242     while (frame) {
 243         if (!frame->surface) {
 244             ret = alloc_frame(avctx, frame);
 245             if (ret < 0)
 246                 return ret;
 247             *surf = frame->surface;
 248             return 0;
 249         }
 250
 251         last  = &frame->next;
 252         frame = frame->next;
 253     }
 254
 255     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 256     if (!frame)
 257         return AVERROR(ENOMEM);
 258     frame->frame = av_frame_alloc();
 259     if (!frame->frame) {
 260         av_freep(&frame);
 261         return AVERROR(ENOMEM);
 262     }
 263     *last = frame;
 264
 265     ret = alloc_frame(avctx, frame);
 266     if (ret < 0)
 267         return ret;
 268
 269     *surf = frame->surface;
 270
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 275 {
 276     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 277     while (cur) {
 278         if (surf == cur->surface)
 279             return cur;
 280         cur = cur->next;
 281     }
 282     return NULL;
 283 }
 284
 285 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 286                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 287                       AVPacket *avpkt)
 288 {
 289     QSVFrame *out_frame;
 290     mfxFrameSurface1 *insurf;
 291     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 292     mfxSyncPoint *sync;
 293     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 294     int ret;
 295
 296     if (avpkt->size) {
 297         bs.Data       = avpkt->data;
 298         bs.DataLength = avpkt->size;
 299         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 300         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 301     }
 302
 303     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 304     if (!sync) {
 305         av_freep(&sync);
 306         return AVERROR(ENOMEM);
 307     }
 308
 309     do {
 310         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 311         if (ret < 0)
 312             return ret;
 313
 314         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 315                                               insurf, &outsurf, sync);
 316         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 317             av_usleep(500);
 318
 319     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 320
 321     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 322         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 323         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 324         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 325         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error during QSV decoding.\n");
 326         av_freep(&sync);
 327         return ff_qsv_error(ret);
 328     }
 329
 330     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 331      * did not consume any data and did not return anything */
 332     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 333         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "A decode call did not consume any data\n");
 334         bs.DataOffset = avpkt->size;
 335     }
 336
 337     if (*sync) {
 338         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 339
 340         if (!out_frame) {
 341             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 342                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 343             av_freep(&sync);
 344             return AVERROR_BUG;
 345         }
 346
 347         out_frame->queued = 1;
 348         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 349         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 350     } else {
 351         av_freep(&sync);
 352     }
 353
 354     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 355         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 356         AVFrame *src_frame;
 357
 358         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 359         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 360         out_frame->queued = 0;
 361
 362         do {
 363             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 364         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 365
 366         av_freep(&sync);
 367
 368         src_frame = out_frame->frame;
 369
 370         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 371         if (ret < 0)
 372             return ret;
 373
 374         outsurf = out_frame->surface;
 375
 376 #if FF_API_PKT_PTS
 377 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 378         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 379 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 380 #endif
 381         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 382
 383         frame->repeat_pict =
 384             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 385             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 386             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 387         frame->top_field_first =
 388             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 389         frame->interlaced_frame =
 390             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 391
 392         *got_frame = 1;
 393     }
 394
 395     return bs.DataOffset;
 396 }
 397
 398 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 399 {
 400     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 401
 402     if (q->session)
 403         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 404
 405     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 406         QSVFrame *out_frame;
 407         mfxSyncPoint *sync;
 408
 409         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 410         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 411
 412         av_freep(&sync);
 413     }
 414
 415     while (cur) {
 416         q->work_frames = cur->next;
 417         av_frame_free(&cur->frame);
 418         av_freep(&cur);
 419         cur = q->work_frames;
 420     }
 421
 422     av_fifo_free(q->async_fifo);
 423     q->async_fifo = NULL;
 424
 425     av_parser_close(q->parser);
 426     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 427
 428     if (q->internal_session)
 429         MFXClose(q->internal_session);
 430
 431     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 432     av_freep(&q->frames_ctx.mids);
 433     q->frames_ctx.nb_mids = 0;
 434
 435     return 0;
 436 }
 437
 438 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 439                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 440 {
 441     uint8_t *dummy_data;
 442     int dummy_size;
 443     int ret;
 444
 445     if (!q->avctx_internal) {
 446         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 447         if (!q->avctx_internal)
 448             return AVERROR(ENOMEM);
 449
 450         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 451         if (!q->parser)
 452             return AVERROR(ENOMEM);
 453
 454         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 455         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 456     }
 457
 458     if (!pkt->size)
 459         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 460
 461     /* we assume the packets are already split properly and want
 462      * just the codec parameters here */
 463     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 464                      &dummy_data, &dummy_size,
 465                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 466                      pkt->pos);
 467
 468     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 469     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 470         q->parser->coded_width  != avctx->coded_width ||
 471         q->parser->coded_height != avctx->coded_height) {
 472         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 473                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 474                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 475         enum AVPixelFormat qsv_format;
 476
 477         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format);
 478         if (qsv_format < 0) {
 479             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 480                    "Only 8-bit YUV420 streams are supported.\n");
 481             ret = AVERROR(ENOSYS);
 482             goto reinit_fail;
 483         }
 484
 485         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 486         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 487         avctx->width        = q->parser->width;
 488         avctx->height       = q->parser->height;
 489         avctx->coded_width  = q->parser->coded_width;
 490         avctx->coded_height = q->parser->coded_height;
 491         avctx->field_order  = q->parser->field_order;
 492         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 493         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 494
 495         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 496         if (ret < 0)
 497             goto reinit_fail;
 498
 499         avctx->pix_fmt = ret;
 500
 501         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 502         if (ret < 0)
 503             goto reinit_fail;
 504     }
 505
 506     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 507
 508 reinit_fail:
 509     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 510     return ret;
 511 }
 512
 513 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 514 {
 515     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 516 }