git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_deinterlace_qsv.c

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 /**
  20  * @file
  21  * deinterlace video filter - QSV
  22  */
  23
  24 #include <mfx/mfxvideo.h>
  25
  26 #include <stdio.h>
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include "libavutil/avstring.h"
  30 #include "libavutil/common.h"
  31 #include "libavutil/hwcontext.h"
  32 #include "libavutil/hwcontext_qsv.h"
  33 #include "libavutil/internal.h"
  34 #include "libavutil/mathematics.h"
  35 #include "libavutil/opt.h"
  36 #include "libavutil/pixdesc.h"
  37 #include "libavutil/time.h"
  38
  39 #include "avfilter.h"
  40 #include "formats.h"
  41 #include "internal.h"
  42 #include "video.h"
  43
  44 enum {
  45     QSVDEINT_MORE_OUTPUT = 1,
  46     QSVDEINT_MORE_INPUT,
  47 };
  48
  49 typedef struct QSVFrame {
  50     AVFrame *frame;
  51     mfxFrameSurface1 surface;
  52     int used;
  53
  54     struct QSVFrame *next;
  55 } QSVFrame;
  56
  57 typedef struct QSVDeintContext {
  58     const AVClass *class;
  59
  60     AVBufferRef *hw_frames_ctx;
  61     /* a clone of the main session, used internally for deinterlacing */
  62     mfxSession   session;
  63
  64     mfxMemId *mem_ids;
  65     int    nb_mem_ids;
  66
  67     mfxFrameSurface1 **surface_ptrs;
  68     int             nb_surface_ptrs;
  69
  70     mfxExtOpaqueSurfaceAlloc opaque_alloc;
  71     mfxExtBuffer            *ext_buffers[1];
  72
  73     QSVFrame *work_frames;
  74
  75     int64_t last_pts;
  76
  77     int eof;
  78 } QSVDeintContext;
  79
  80 static void qsvdeint_uninit(AVFilterContext *ctx)
  81 {
  82     QSVDeintContext *s = ctx->priv;
  83     QSVFrame *cur;
  84
  85     if (s->session) {
  86         MFXClose(s->session);
  87         s->session = NULL;
  88     }
  89     av_buffer_unref(&s->hw_frames_ctx);
  90
  91     cur = s->work_frames;
  92     while (cur) {
  93         s->work_frames = cur->next;
  94         av_frame_free(&cur->frame);
  95         av_freep(&cur);
  96         cur = s->work_frames;
  97     }
  98
  99     av_freep(&s->mem_ids);
 100     s->nb_mem_ids = 0;
 101
 102     av_freep(&s->surface_ptrs);
 103     s->nb_surface_ptrs = 0;
 104 }
 105
 106 static int qsvdeint_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 107 {
 108     static const enum AVPixelFormat pixel_formats[] = {
 109         AV_PIX_FMT_QSV, AV_PIX_FMT_NONE,
 110     };
 111     AVFilterFormats *pix_fmts  = ff_make_format_list(pixel_formats);
 112     int ret;
 113
 114     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, pix_fmts)) < 0)
 115         return ret;
 116
 117     return 0;
 118 }
 119
 120 static mfxStatus frame_alloc(mfxHDL pthis, mfxFrameAllocRequest *req,
 121                              mfxFrameAllocResponse *resp)
 122 {
 123     AVFilterContext *ctx = pthis;
 124     QSVDeintContext   *s = ctx->priv;
 125
 126     if (!(req->Type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_PROCESSOR_TARGET) ||
 127         !(req->Type & (MFX_MEMTYPE_FROM_VPPIN | MFX_MEMTYPE_FROM_VPPOUT)) ||
 128         !(req->Type & MFX_MEMTYPE_EXTERNAL_FRAME))
 129         return MFX_ERR_UNSUPPORTED;
 130
 131     resp->mids           = s->mem_ids;
 132     resp->NumFrameActual = s->nb_mem_ids;
 133
 134     return MFX_ERR_NONE;
 135 }
 136
 137 static mfxStatus frame_free(mfxHDL pthis, mfxFrameAllocResponse *resp)
 138 {
 139     return MFX_ERR_NONE;
 140 }
 141
 142 static mfxStatus frame_lock(mfxHDL pthis, mfxMemId mid, mfxFrameData *ptr)
 143 {
 144     return MFX_ERR_UNSUPPORTED;
 145 }
 146
 147 static mfxStatus frame_unlock(mfxHDL pthis, mfxMemId mid, mfxFrameData *ptr)
 148 {
 149     return MFX_ERR_UNSUPPORTED;
 150 }
 151
 152 static mfxStatus frame_get_hdl(mfxHDL pthis, mfxMemId mid, mfxHDL *hdl)
 153 {
 154     *hdl = mid;
 155     return MFX_ERR_NONE;
 156 }
 157
 158 static const mfxHandleType handle_types[] = {
 159     MFX_HANDLE_VA_DISPLAY,
 160     MFX_HANDLE_D3D9_DEVICE_MANAGER,
 161     MFX_HANDLE_D3D11_DEVICE,
 162 };
 163
 164 static int init_out_session(AVFilterContext *ctx)
 165 {
 166
 167     QSVDeintContext                  *s = ctx->priv;
 168     AVHWFramesContext    *hw_frames_ctx = (AVHWFramesContext*)s->hw_frames_ctx->data;
 169     AVQSVFramesContext *hw_frames_hwctx = hw_frames_ctx->hwctx;
 170     AVQSVDeviceContext    *device_hwctx = hw_frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 171
 172     int opaque = !!(hw_frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME);
 173
 174     mfxHDL handle = NULL;
 175     mfxHandleType handle_type;
 176     mfxVersion ver;
 177     mfxIMPL impl;
 178     mfxVideoParam par;
 179     mfxStatus err;
 180     int i;
 181
 182     /* extract the properties of the "master" session given to us */
 183     err = MFXQueryIMPL(device_hwctx->session, &impl);
 184     if (err == MFX_ERR_NONE)
 185         err = MFXQueryVersion(device_hwctx->session, &ver);
 186     if (err != MFX_ERR_NONE) {
 187         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error querying the session attributes\n");
 188         return AVERROR_UNKNOWN;
 189     }
 190
 191     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(handle_types); i++) {
 192         err = MFXVideoCORE_GetHandle(device_hwctx->session, handle_types[i], &handle);
 193         if (err == MFX_ERR_NONE) {
 194             handle_type = handle_types[i];
 195             break;
 196         }
 197     }
 198
 199     /* create a "slave" session with those same properties, to be used for
 200      * actual deinterlacing */
 201     err = MFXInit(impl, &ver, &s->session);
 202     if (err != MFX_ERR_NONE) {
 203         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing a session for deinterlacing\n");
 204         return AVERROR_UNKNOWN;
 205     }
 206
 207     if (handle) {
 208         err = MFXVideoCORE_SetHandle(s->session, handle_type, handle);
 209         if (err != MFX_ERR_NONE)
 210             return AVERROR_UNKNOWN;
 211     }
 212
 213     memset(&par, 0, sizeof(par));
 214
 215     if (opaque) {
 216         s->surface_ptrs = av_mallocz_array(hw_frames_hwctx->nb_surfaces,
 217                                            sizeof(*s->surface_ptrs));
 218         if (!s->surface_ptrs)
 219             return AVERROR(ENOMEM);
 220         for (i = 0; i < hw_frames_hwctx->nb_surfaces; i++)
 221             s->surface_ptrs[i] = hw_frames_hwctx->surfaces + i;
 222         s->nb_surface_ptrs = hw_frames_hwctx->nb_surfaces;
 223
 224         s->opaque_alloc.In.Surfaces   = s->surface_ptrs;
 225         s->opaque_alloc.In.NumSurface = s->nb_surface_ptrs;
 226         s->opaque_alloc.In.Type       = hw_frames_hwctx->frame_type;
 227
 228         s->opaque_alloc.Out = s->opaque_alloc.In;
 229
 230         s->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
 231         s->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(s->opaque_alloc);
 232
 233         s->ext_buffers[0] = (mfxExtBuffer*)&s->opaque_alloc;
 234
 235         par.ExtParam    = s->ext_buffers;
 236         par.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(s->ext_buffers);
 237
 238         par.IOPattern = MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY | MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
 239     } else {
 240         mfxFrameAllocator frame_allocator = {
 241             .pthis  = ctx,
 242             .Alloc  = frame_alloc,
 243             .Lock   = frame_lock,
 244             .Unlock = frame_unlock,
 245             .GetHDL = frame_get_hdl,
 246             .Free   = frame_free,
 247         };
 248
 249         s->mem_ids = av_mallocz_array(hw_frames_hwctx->nb_surfaces,
 250                                       sizeof(*s->mem_ids));
 251         if (!s->mem_ids)
 252             return AVERROR(ENOMEM);
 253         for (i = 0; i < hw_frames_hwctx->nb_surfaces; i++)
 254             s->mem_ids[i] = hw_frames_hwctx->surfaces[i].Data.MemId;
 255         s->nb_mem_ids = hw_frames_hwctx->nb_surfaces;
 256
 257         err = MFXVideoCORE_SetFrameAllocator(s->session, &frame_allocator);
 258         if (err != MFX_ERR_NONE)
 259             return AVERROR_UNKNOWN;
 260
 261         par.IOPattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY | MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
 262     }
 263
 264     par.AsyncDepth = 1;    // TODO async
 265
 266     par.vpp.In = hw_frames_hwctx->surfaces[0].Info;
 267
 268     par.vpp.In.CropW = ctx->inputs[0]->w;
 269     par.vpp.In.CropH = ctx->inputs[0]->h;
 270
 271     if (ctx->inputs[0]->frame_rate.num) {
 272         par.vpp.In.FrameRateExtN = ctx->inputs[0]->frame_rate.num;
 273         par.vpp.In.FrameRateExtD = ctx->inputs[0]->frame_rate.den;
 274     } else {
 275         par.vpp.In.FrameRateExtN = ctx->inputs[0]->time_base.num;
 276         par.vpp.In.FrameRateExtD = ctx->inputs[0]->time_base.den;
 277     }
 278
 279     par.vpp.Out = par.vpp.In;
 280
 281     if (ctx->outputs[0]->frame_rate.num) {
 282         par.vpp.Out.FrameRateExtN = ctx->outputs[0]->frame_rate.num;
 283         par.vpp.Out.FrameRateExtD = ctx->outputs[0]->frame_rate.den;
 284     } else {
 285         par.vpp.Out.FrameRateExtN = ctx->outputs[0]->time_base.num;
 286         par.vpp.Out.FrameRateExtD = ctx->outputs[0]->time_base.den;
 287     }
 288
 289     err = MFXVideoVPP_Init(s->session, &par);
 290     if (err != MFX_ERR_NONE) {
 291         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error opening the VPP for deinterlacing: %d\n", err);
 292         return AVERROR_UNKNOWN;
 293     }
 294
 295     return 0;
 296 }
 297
 298 static int qsvdeint_config_props(AVFilterLink *outlink)
 299 {
 300     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 301     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 302     QSVDeintContext  *s = ctx->priv;
 303     int ret;
 304
 305     qsvdeint_uninit(ctx);
 306
 307     s->last_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 308     outlink->frame_rate = av_mul_q(inlink->frame_rate,
 309                                    (AVRational){ 2, 1 });
 310     outlink->time_base  = av_mul_q(inlink->time_base,
 311                                    (AVRational){ 1, 2 });
 312
 313     /* check that we have a hw context */
 314     if (!inlink->hw_frames_ctx) {
 315         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "No hw context provided on input\n");
 316         return AVERROR(EINVAL);
 317     }
 318
 319     s->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(inlink->hw_frames_ctx);
 320     if (!s->hw_frames_ctx)
 321         return AVERROR(ENOMEM);
 322
 323     av_buffer_unref(&outlink->hw_frames_ctx);
 324     outlink->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(inlink->hw_frames_ctx);
 325     if (!outlink->hw_frames_ctx) {
 326         qsvdeint_uninit(ctx);
 327         return AVERROR(ENOMEM);
 328     }
 329
 330     ret = init_out_session(ctx);
 331     if (ret < 0)
 332         return ret;
 333
 334
 335     return 0;
 336 }
 337
 338 static void clear_unused_frames(QSVDeintContext *s)
 339 {
 340     QSVFrame *cur = s->work_frames;
 341     while (cur) {
 342         if (!cur->surface.Data.Locked) {
 343             av_frame_free(&cur->frame);
 344             cur->used = 0;
 345         }
 346         cur = cur->next;
 347     }
 348 }
 349
 350 static int get_free_frame(QSVDeintContext *s, QSVFrame **f)
 351 {
 352     QSVFrame *frame, **last;
 353
 354     clear_unused_frames(s);
 355
 356     frame = s->work_frames;
 357     last  = &s->work_frames;
 358     while (frame) {
 359         if (!frame->used) {
 360             *f = frame;
 361             return 0;
 362         }
 363
 364         last  = &frame->next;
 365         frame = frame->next;
 366     }
 367
 368     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 369     if (!frame)
 370         return AVERROR(ENOMEM);
 371     *last = frame;
 372     *f    = frame;
 373
 374     return 0;
 375 }
 376
 377 static int submit_frame(AVFilterContext *ctx, AVFrame *frame,
 378                         mfxFrameSurface1 **surface)
 379 {
 380     QSVDeintContext *s = ctx->priv;
 381     QSVFrame *qf;
 382     int ret;
 383
 384     ret = get_free_frame(s, &qf);
 385     if (ret < 0)
 386         return ret;
 387
 388     qf->frame = frame;
 389
 390     qf->surface = *(mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
 391
 392     qf->surface.Data.Locked = 0;
 393     qf->surface.Info.CropW  = qf->frame->width;
 394     qf->surface.Info.CropH  = qf->frame->height;
 395
 396     qf->surface.Info.PicStruct = !qf->frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
 397                                  (qf->frame->top_field_first ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
 398                                                            MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF);
 399     if (qf->frame->repeat_pict == 1)
 400         qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
 401     else if (qf->frame->repeat_pict == 2)
 402         qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
 403     else if (qf->frame->repeat_pict == 4)
 404         qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
 405
 406     if (ctx->inputs[0]->frame_rate.num) {
 407         qf->surface.Info.FrameRateExtN = ctx->inputs[0]->frame_rate.num;
 408         qf->surface.Info.FrameRateExtD = ctx->inputs[0]->frame_rate.den;
 409     } else {
 410         qf->surface.Info.FrameRateExtN = ctx->inputs[0]->time_base.num;
 411         qf->surface.Info.FrameRateExtD = ctx->inputs[0]->time_base.den;
 412     }
 413
 414     qf->surface.Data.TimeStamp = av_rescale_q(qf->frame->pts,
 415                                               ctx->inputs[0]->time_base,
 416                                               (AVRational){1, 90000});
 417
 418     *surface = &qf->surface;
 419     qf->used = 1;
 420
 421     return 0;
 422 }
 423
 424 static int process_frame(AVFilterContext *ctx, const AVFrame *in,
 425                          mfxFrameSurface1 *surf_in)
 426 {
 427     QSVDeintContext    *s = ctx->priv;
 428     AVFilterLink  *inlink = ctx->inputs[0];
 429     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 430
 431     AVFrame *out;
 432     mfxFrameSurface1 *surf_out;
 433     mfxSyncPoint sync = NULL;
 434     mfxStatus err;
 435     int ret, again = 0;
 436
 437     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 438     if (!out) {
 439         ret = AVERROR(ENOMEM);
 440         goto fail;
 441     }
 442
 443     surf_out = (mfxFrameSurface1*)out->data[3];
 444     surf_out->Info.CropW     = outlink->w;
 445     surf_out->Info.CropH     = outlink->h;
 446     surf_out->Info.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
 447
 448     do {
 449         err = MFXVideoVPP_RunFrameVPPAsync(s->session, surf_in, surf_out,
 450                                            NULL, &sync);
 451         if (err == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 452             av_usleep(1);
 453     } while (err == MFX_WRN_DEVICE_BUSY);
 454
 455     if (err == MFX_ERR_MORE_DATA) {
 456         av_frame_free(&out);
 457         return QSVDEINT_MORE_INPUT;
 458     }
 459
 460     if ((err < 0 && err != MFX_ERR_MORE_SURFACE) || !sync) {
 461         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error during deinterlacing: %d\n", err);
 462         ret = AVERROR_UNKNOWN;
 463         goto fail;
 464     }
 465     if (err == MFX_ERR_MORE_SURFACE)
 466         again = 1;
 467
 468     do {
 469         err = MFXVideoCORE_SyncOperation(s->session, sync, 1000);
 470     } while (err == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
 471     if (err < 0) {
 472         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error synchronizing the operation: %d\n", err);
 473         ret = AVERROR_UNKNOWN;
 474         goto fail;
 475     }
 476
 477     ret = av_frame_copy_props(out, in);
 478     if (ret < 0)
 479         goto fail;
 480
 481     out->width            = outlink->w;
 482     out->height           = outlink->h;
 483     out->interlaced_frame = 0;
 484
 485     out->pts = av_rescale_q(out->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 486     if (out->pts == s->last_pts)
 487         out->pts++;
 488     s->last_pts = out->pts;
 489
 490     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 491     if (ret < 0)
 492         return ret;
 493
 494     return again ? QSVDEINT_MORE_OUTPUT : 0;
 495 fail:
 496     av_frame_free(&out);
 497     return ret;
 498 }
 499
 500 static int qsvdeint_filter_frame(AVFilterLink *link, AVFrame *in)
 501 {
 502     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 503
 504     mfxFrameSurface1 *surf_in;
 505     int ret;
 506
 507     ret = submit_frame(ctx, in, &surf_in);
 508     if (ret < 0) {
 509         av_frame_free(&in);
 510         return ret;
 511     }
 512
 513     do {
 514         ret = process_frame(ctx, in, surf_in);
 515         if (ret < 0)
 516             return ret;
 517     } while (ret == QSVDEINT_MORE_OUTPUT);
 518
 519     return 0;
 520 }
 521
 522 static int qsvdeint_request_frame(AVFilterLink *outlink)
 523 {
 524     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 525
 526     return ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
 527 }
 528
 529 #define OFFSET(x) offsetof(QSVDeintContext, x)
 530 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 531 static const AVOption options[] = {
 532     { NULL },
 533 };
 534
 535 static const AVClass qsvdeint_class = {
 536     .class_name = "deinterlace_qsv",
 537     .item_name  = av_default_item_name,
 538     .option     = options,
 539     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 540 };
 541
 542 static const AVFilterPad qsvdeint_inputs[] = {
 543     {
 544         .name         = "default",
 545         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 546         .filter_frame = qsvdeint_filter_frame,
 547     },
 548     { NULL }
 549 };
 550
 551 static const AVFilterPad qsvdeint_outputs[] = {
 552     {
 553         .name          = "default",
 554         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 555         .config_props  = qsvdeint_config_props,
 556         .request_frame = qsvdeint_request_frame,
 557     },
 558     { NULL }
 559 };
 560
 561 AVFilter ff_vf_deinterlace_qsv = {
 562     .name      = "deinterlace_qsv",
 563     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("QuickSync video deinterlacing"),
 564
 565     .uninit        = qsvdeint_uninit,
 566     .query_formats = qsvdeint_query_formats,
 567
 568     .priv_size = sizeof(QSVDeintContext),
 569     .priv_class = &qsvdeint_class,
 570
 571     .inputs    = qsvdeint_inputs,
 572     .outputs   = qsvdeint_outputs,
 573
 574     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
 575 };