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