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 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 int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 114 {
 115     const AVPixFmtDescriptor *desc;
 116     mfxSession session = NULL;
 117     int iopattern = 0;
 118     mfxVideoParam param = { 0 };
 119     int frame_width  = avctx->coded_width;
 120     int frame_height = avctx->coded_height;
 121     int ret;
 122
 123     desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->sw_pix_fmt);
 124     if (!desc)
 125         return AVERROR_BUG;
 126
 127     if (!q->async_fifo) {
 128         q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
 129                                       (sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*)));
 130         if (!q->async_fifo)
 131             return AVERROR(ENOMEM);
 132     }
 133
 134     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
 135         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
 136         session           = user_ctx->session;
 137         iopattern         = user_ctx->iopattern;
 138         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
 139         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
 140     }
 141
 142     if (avctx->hw_frames_ctx) {
 143         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 144         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
 145
 146         if (!iopattern) {
 147             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
 148                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
 149             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
 150                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
 151         }
 152
 153         frame_width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
 154         frame_height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
 155     }
 156
 157     if (!iopattern)
 158         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
 159     q->iopattern = iopattern;
 160
 161     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx, avctx->hw_device_ctx);
 162     if (ret < 0) {
 163         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
 164         return ret;
 165     }
 166
 167     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
 168     if (ret < 0)
 169         return ret;
 170
 171     param.mfx.CodecId      = ret;
 172     param.mfx.CodecProfile = ff_qsv_profile_to_mfx(avctx->codec_id, avctx->profile);
 173     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level == FF_LEVEL_UNKNOWN ? MFX_LEVEL_UNKNOWN : avctx->level;
 174
 175     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
 176     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
 177     param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
 178     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = q->fourcc;
 179     param.mfx.FrameInfo.Width          = frame_width;
 180     param.mfx.FrameInfo.Height         = frame_height;
 181     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 182
 183     switch (avctx->field_order) {
 184     case AV_FIELD_PROGRESSIVE:
 185         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
 186         break;
 187     case AV_FIELD_TT:
 188         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 189         break;
 190     case AV_FIELD_BB:
 191         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
 192         break;
 193     default:
 194         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_UNKNOWN;
 195         break;
 196     }
 197
 198     param.IOPattern   = q->iopattern;
 199     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
 200     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
 201     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
 202
 203     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
 204     if (ret < 0)
 205         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 206                                   "Error initializing the MFX video decoder");
 207
 208     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
 214 {
 215     int ret;
 216
 217     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 218     if (ret < 0)
 219         return ret;
 220
 221     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 222         frame->surface = *(mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
 223     } else {
 224         frame->surface.Info = q->frame_info;
 225
 226         frame->surface.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
 227         frame->surface.Data.Y        = frame->frame->data[0];
 228         frame->surface.Data.UV       = frame->frame->data[1];
 229     }
 230
 231     if (q->frames_ctx.mids) {
 232         ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, frame);
 233         if (ret < 0)
 234             return ret;
 235
 236         frame->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
 237     }
 238
 239     frame->used = 1;
 240
 241     return 0;
 242 }
 243
 244 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
 245 {
 246     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 247     while (cur) {
 248         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked && !cur->queued) {
 249             cur->used = 0;
 250             av_frame_unref(cur->frame);
 251         }
 252         cur = cur->next;
 253     }
 254 }
 255
 256 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
 257 {
 258     QSVFrame *frame, **last;
 259     int ret;
 260
 261     qsv_clear_unused_frames(q);
 262
 263     frame = q->work_frames;
 264     last  = &q->work_frames;
 265     while (frame) {
 266         if (!frame->used) {
 267             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 268             if (ret < 0)
 269                 return ret;
 270             *surf = &frame->surface;
 271             return 0;
 272         }
 273
 274         last  = &frame->next;
 275         frame = frame->next;
 276     }
 277
 278     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 279     if (!frame)
 280         return AVERROR(ENOMEM);
 281     frame->frame = av_frame_alloc();
 282     if (!frame->frame) {
 283         av_freep(&frame);
 284         return AVERROR(ENOMEM);
 285     }
 286     *last = frame;
 287
 288     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
 289     if (ret < 0)
 290         return ret;
 291
 292     *surf = &frame->surface;
 293
 294     return 0;
 295 }
 296
 297 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
 298 {
 299     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 300     while (cur) {
 301         if (surf == &cur->surface)
 302             return cur;
 303         cur = cur->next;
 304     }
 305     return NULL;
 306 }
 307
 308 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 309                       AVFrame *frame, int *got_frame,
 310                       AVPacket *avpkt)
 311 {
 312     QSVFrame *out_frame;
 313     mfxFrameSurface1 *insurf;
 314     mfxFrameSurface1 *outsurf;
 315     mfxSyncPoint *sync;
 316     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
 317     int ret;
 318
 319     if (avpkt->size) {
 320         bs.Data       = avpkt->data;
 321         bs.DataLength = avpkt->size;
 322         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
 323         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
 324     }
 325
 326     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
 327     if (!sync) {
 328         av_freep(&sync);
 329         return AVERROR(ENOMEM);
 330     }
 331
 332     do {
 333         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
 334         if (ret < 0) {
 335             av_freep(&sync);
 336             return ret;
 337         }
 338
 339         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
 340                                               insurf, &outsurf, sync);
 341         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 342             av_usleep(500);
 343
 344     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
 345
 346     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
 347         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
 348         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
 349         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
 350         av_freep(&sync);
 351         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
 352                                   "Error during QSV decoding.");
 353     }
 354
 355     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
 356      * did not consume any data and did not return anything */
 357     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
 358         bs.DataOffset = avpkt->size;
 359         ++q->zero_consume_run;
 360         if (q->zero_consume_run > 1)
 361             ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "A decode call did not consume any data");
 362     } else {
 363         q->zero_consume_run = 0;
 364     }
 365
 366     if (*sync) {
 367         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
 368
 369         if (!out_frame) {
 370             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 371                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
 372             av_freep(&sync);
 373             return AVERROR_BUG;
 374         }
 375
 376         out_frame->queued = 1;
 377         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 378         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 379     } else {
 380         av_freep(&sync);
 381     }
 382
 383     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 384         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 385         AVFrame *src_frame;
 386
 387         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 388         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 389         out_frame->queued = 0;
 390
 391         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_QSV) {
 392             do {
 393                 ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
 394             } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 395         }
 396
 397         av_freep(&sync);
 398
 399         src_frame = out_frame->frame;
 400
 401         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
 402         if (ret < 0)
 403             return ret;
 404
 405         outsurf = &out_frame->surface;
 406
 407 #if FF_API_PKT_PTS
 408 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 409         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 410 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 411 #endif
 412         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
 413
 414         frame->repeat_pict =
 415             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
 416             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
 417             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
 418         frame->top_field_first =
 419             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
 420         frame->interlaced_frame =
 421             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
 422
 423         /* update the surface properties */
 424         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV)
 425             ((mfxFrameSurface1*)frame->data[3])->Info = outsurf->Info;
 426
 427         *got_frame = 1;
 428     }
 429
 430     return bs.DataOffset;
 431 }
 432
 433 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
 434 {
 435     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 436
 437     if (q->session)
 438         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
 439
 440     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 441         QSVFrame *out_frame;
 442         mfxSyncPoint *sync;
 443
 444         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
 445         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
 446
 447         av_freep(&sync);
 448     }
 449
 450     while (cur) {
 451         q->work_frames = cur->next;
 452         av_frame_free(&cur->frame);
 453         av_freep(&cur);
 454         cur = q->work_frames;
 455     }
 456
 457     av_fifo_free(q->async_fifo);
 458     q->async_fifo = NULL;
 459
 460     av_parser_close(q->parser);
 461     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
 462
 463     if (q->internal_session)
 464         MFXClose(q->internal_session);
 465
 466     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
 467     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
 468
 469     return 0;
 470 }
 471
 472 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
 473                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
 474 {
 475     uint8_t *dummy_data;
 476     int dummy_size;
 477     int ret;
 478     const AVPixFmtDescriptor *desc;
 479
 480     if (!q->avctx_internal) {
 481         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
 482         if (!q->avctx_internal)
 483             return AVERROR(ENOMEM);
 484
 485         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
 486         if (!q->parser)
 487             return AVERROR(ENOMEM);
 488
 489         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
 490         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
 491     }
 492
 493     if (!pkt->size)
 494         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 495
 496     /* we assume the packets are already split properly and want
 497      * just the codec parameters here */
 498     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
 499                      &dummy_data, &dummy_size,
 500                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
 501                      pkt->pos);
 502
 503     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
 504     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
 505         FFALIGN(q->parser->coded_width, 16)  != FFALIGN(avctx->coded_width, 16) ||
 506         FFALIGN(q->parser->coded_height, 16) != FFALIGN(avctx->coded_height, 16)) {
 507         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
 508                                            AV_PIX_FMT_NONE,
 509                                            AV_PIX_FMT_NONE };
 510         enum AVPixelFormat qsv_format;
 511
 512         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
 513         if (qsv_format < 0) {
 514             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 515                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
 516                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
 517             ret = AVERROR(ENOSYS);
 518             goto reinit_fail;
 519         }
 520
 521         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
 522         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
 523         avctx->width        = q->parser->width;
 524         avctx->height       = q->parser->height;
 525         avctx->coded_width  = FFALIGN(q->parser->coded_width, 16);
 526         avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 16);
 527         avctx->field_order  = q->parser->field_order;
 528         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
 529         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
 530
 531         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
 532         if (ret < 0)
 533             goto reinit_fail;
 534
 535         avctx->pix_fmt = ret;
 536
 537         desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
 538         if (!desc)
 539             goto reinit_fail;
 540
 541          if (desc->comp[0].depth > 8) {
 542             avctx->coded_width =  FFALIGN(q->parser->coded_width, 32);
 543             avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 32);
 544         }
 545
 546         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
 547         if (ret < 0)
 548             goto reinit_fail;
 549     }
 550
 551     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
 552
 553 reinit_fail:
 554     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 555     return ret;
 556 }
 557
 558 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
 559 {
 560     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
 561 }