git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_scale_vaapi.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 #include <string.h>
  20
  21 #include <va/va.h>
  22 #include <va/va_vpp.h>
  23
  24 #include "libavutil/avassert.h"
  25 #include "libavutil/hwcontext.h"
  26 #include "libavutil/hwcontext_vaapi.h"
  27 #include "libavutil/mem.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "libavutil/pixdesc.h"
  30
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "formats.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "scale.h"
  35 #include "video.h"
  36
  37 typedef struct ScaleVAAPIContext {
  38     const AVClass *class;
  39
  40     AVVAAPIDeviceContext *hwctx;
  41     AVBufferRef *device_ref;
  42
  43     int valid_ids;
  44     VAConfigID  va_config;
  45     VAContextID va_context;
  46
  47     AVBufferRef       *input_frames_ref;
  48     AVHWFramesContext *input_frames;
  49
  50     AVBufferRef       *output_frames_ref;
  51     AVHWFramesContext *output_frames;
  52
  53     char *output_format_string;
  54     enum AVPixelFormat output_format;
  55
  56     char *w_expr;      // width expression string
  57     char *h_expr;      // height expression string
  58
  59     int output_width;  // computed width
  60     int output_height; // computed height
  61 } ScaleVAAPIContext;
  62
  63
  64 static int scale_vaapi_query_formats(AVFilterContext *avctx)
  65 {
  66     enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  67         AV_PIX_FMT_VAAPI, AV_PIX_FMT_NONE,
  68     };
  69     int err;
  70
  71     if ((err = ff_formats_ref(ff_make_format_list(pix_fmts),
  72                               &avctx->inputs[0]->out_formats)) < 0)
  73         return err;
  74     if ((err = ff_formats_ref(ff_make_format_list(pix_fmts),
  75                               &avctx->outputs[0]->in_formats)) < 0)
  76         return err;
  77
  78     return 0;
  79 }
  80
  81 static int scale_vaapi_pipeline_uninit(ScaleVAAPIContext *ctx)
  82 {
  83     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
  84         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
  85         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
  86     }
  87
  88     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
  89         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
  90         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
  91     }
  92
  93     av_buffer_unref(&ctx->output_frames_ref);
  94     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
  95     ctx->hwctx = 0;
  96
  97     return 0;
  98 }
  99
 100 static int scale_vaapi_config_input(AVFilterLink *inlink)
 101 {
 102     AVFilterContext *avctx = inlink->dst;
 103     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
 104
 105     scale_vaapi_pipeline_uninit(ctx);
 106
 107     if (!inlink->hw_frames_ctx) {
 108         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
 109                "required to associate the processing device.\n");
 110         return AVERROR(EINVAL);
 111     }
 112
 113     ctx->input_frames_ref = av_buffer_ref(inlink->hw_frames_ctx);
 114     ctx->input_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->input_frames_ref->data;
 115
 116     return 0;
 117 }
 118
 119 static int scale_vaapi_config_output(AVFilterLink *outlink)
 120 {
 121     AVFilterLink *inlink = outlink->src->inputs[0];
 122     AVFilterContext *avctx = outlink->src;
 123     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
 124     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
 125     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
 126     AVVAAPIFramesContext *va_frames;
 127     VAStatus vas;
 128     int err, i;
 129
 130     scale_vaapi_pipeline_uninit(ctx);
 131
 132     ctx->device_ref = av_buffer_ref(ctx->input_frames->device_ref);
 133     ctx->hwctx = ((AVHWDeviceContext*)ctx->device_ref->data)->hwctx;
 134
 135     av_assert0(ctx->va_config == VA_INVALID_ID);
 136     vas = vaCreateConfig(ctx->hwctx->display, VAProfileNone,
 137                          VAEntrypointVideoProc, 0, 0, &ctx->va_config);
 138     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 139         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create processing pipeline "
 140                "config: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 141         err = AVERROR(EIO);
 142         goto fail;
 143     }
 144
 145     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
 146     if (!hwconfig) {
 147         err = AVERROR(ENOMEM);
 148         goto fail;
 149     }
 150     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
 151
 152     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
 153                                                       hwconfig);
 154     if (!constraints) {
 155         err = AVERROR(ENOMEM);
 156         goto fail;
 157     }
 158
 159     if (ctx->output_format == AV_PIX_FMT_NONE)
 160         ctx->output_format = ctx->input_frames->sw_format;
 161     if (constraints->valid_sw_formats) {
 162         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
 163             if (ctx->output_format == constraints->valid_sw_formats[i])
 164                 break;
 165         }
 166         if (constraints->valid_sw_formats[i] == AV_PIX_FMT_NONE) {
 167             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support output "
 168                    "format %s.\n", av_get_pix_fmt_name(ctx->output_format));
 169             err = AVERROR(EINVAL);
 170             goto fail;
 171         }
 172     }
 173
 174     if ((err = ff_scale_eval_dimensions(ctx,
 175                                         ctx->w_expr, ctx->h_expr,
 176                                         inlink, outlink,
 177                                         &ctx->output_width, &ctx->output_height)) < 0)
 178         goto fail;
 179
 180     if (ctx->output_width  < constraints->min_width  ||
 181         ctx->output_height < constraints->min_height ||
 182         ctx->output_width  > constraints->max_width  ||
 183         ctx->output_height > constraints->max_height) {
 184         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support scaling to "
 185                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
 186                ctx->output_width, ctx->output_height,
 187                constraints->min_width,  constraints->max_width,
 188                constraints->min_height, constraints->max_height);
 189         err = AVERROR(EINVAL);
 190         goto fail;
 191     }
 192
 193     ctx->output_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
 194     if (!ctx->output_frames_ref) {
 195         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create HW frame context "
 196                "for output.\n");
 197         err = AVERROR(ENOMEM);
 198         goto fail;
 199     }
 200
 201     ctx->output_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->output_frames_ref->data;
 202
 203     ctx->output_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
 204     ctx->output_frames->sw_format = ctx->output_format;
 205     ctx->output_frames->width     = ctx->output_width;
 206     ctx->output_frames->height    = ctx->output_height;
 207
 208     // The number of output frames we need is determined by what follows
 209     // the filter.  If it's an encoder with complex frame reference
 210     // structures then this could be very high.
 211     ctx->output_frames->initial_pool_size = 10;
 212
 213     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->output_frames_ref);
 214     if (err < 0) {
 215         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise VAAPI frame "
 216                "context for output: %d\n", err);
 217         goto fail;
 218     }
 219
 220     va_frames = ctx->output_frames->hwctx;
 221
 222     av_assert0(ctx->va_context == VA_INVALID_ID);
 223     vas = vaCreateContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_config,
 224                           ctx->output_width, ctx->output_height,
 225                           VA_PROGRESSIVE,
 226                           va_frames->surface_ids, va_frames->nb_surfaces,
 227                           &ctx->va_context);
 228     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 229         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create processing pipeline "
 230                "context: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 231         return AVERROR(EIO);
 232     }
 233
 234     outlink->w = ctx->output_width;
 235     outlink->h = ctx->output_height;
 236
 237     outlink->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(ctx->output_frames_ref);
 238     if (!outlink->hw_frames_ctx) {
 239         err = AVERROR(ENOMEM);
 240         goto fail;
 241     }
 242
 243     if (inlink->sample_aspect_ratio.num)
 244         outlink->sample_aspect_ratio = av_mul_q((AVRational){outlink->h * inlink->w, outlink->w * inlink->h}, inlink->sample_aspect_ratio);
 245     else
 246         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 247
 248     av_freep(&hwconfig);
 249     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
 250     return 0;
 251
 252 fail:
 253     av_buffer_unref(&ctx->output_frames_ref);
 254     av_freep(&hwconfig);
 255     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
 256     return err;
 257 }
 258
 259 static int vaapi_proc_colour_standard(enum AVColorSpace av_cs)
 260 {
 261     switch(av_cs) {
 262 #define CS(av, va) case AVCOL_SPC_ ## av: return VAProcColorStandard ## va;
 263         CS(BT709,     BT709);
 264         CS(BT470BG,   BT601);
 265         CS(SMPTE170M, SMPTE170M);
 266         CS(SMPTE240M, SMPTE240M);
 267 #undef CS
 268     default:
 269         return VAProcColorStandardNone;
 270     }
 271 }
 272
 273 static int scale_vaapi_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *input_frame)
 274 {
 275     AVFilterContext *avctx = inlink->dst;
 276     AVFilterLink *outlink = avctx->outputs[0];
 277     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
 278     AVFrame *output_frame = NULL;
 279     VASurfaceID input_surface, output_surface;
 280     VAProcPipelineParameterBuffer params;
 281     VABufferID params_id;
 282     VARectangle input_region;
 283     VAStatus vas;
 284     int err;
 285
 286     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Filter input: %s, %ux%u (%"PRId64").\n",
 287            av_get_pix_fmt_name(input_frame->format),
 288            input_frame->width, input_frame->height, input_frame->pts);
 289
 290     if (ctx->va_context == VA_INVALID_ID)
 291         return AVERROR(EINVAL);
 292
 293     input_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)input_frame->data[3];
 294     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Using surface %#x for scale input.\n",
 295            input_surface);
 296
 297     output_frame = ff_get_video_buffer(outlink, ctx->output_width,
 298                                        ctx->output_height);
 299     if (!output_frame) {
 300         err = AVERROR(ENOMEM);
 301         goto fail;
 302     }
 303
 304     output_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)output_frame->data[3];
 305     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Using surface %#x for scale output.\n",
 306            output_surface);
 307
 308     memset(&params, 0, sizeof(params));
 309
 310     // If there were top/left cropping, it could be taken into
 311     // account here.
 312     input_region = (VARectangle) {
 313         .x      = 0,
 314         .y      = 0,
 315         .width  = input_frame->width,
 316         .height = input_frame->height,
 317     };
 318
 319     params.surface = input_surface;
 320     params.surface_region = &input_region;
 321     params.surface_color_standard =
 322         vaapi_proc_colour_standard(input_frame->colorspace);
 323
 324     params.output_region = 0;
 325     params.output_background_color = 0xff000000;
 326     params.output_color_standard = params.surface_color_standard;
 327
 328     params.pipeline_flags = 0;
 329     params.filter_flags = VA_FILTER_SCALING_HQ;
 330
 331     vas = vaBeginPicture(ctx->hwctx->display,
 332                          ctx->va_context, output_surface);
 333     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 334         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to attach new picture: "
 335                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 336         err = AVERROR(EIO);
 337         goto fail;
 338     }
 339
 340     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
 341                          VAProcPipelineParameterBufferType,
 342                          sizeof(params), 1, &params, &params_id);
 343     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 344         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer: "
 345                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 346         err = AVERROR(EIO);
 347         goto fail_after_begin;
 348     }
 349     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Pipeline parameter buffer is %#x.\n",
 350            params_id);
 351
 352     vas = vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
 353                           &params_id, 1);
 354     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 355         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to render parameter buffer: "
 356                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 357         err = AVERROR(EIO);
 358         goto fail_after_begin;
 359     }
 360
 361     vas = vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
 362     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 363         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to start picture processing: "
 364                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 365         err = AVERROR(EIO);
 366         goto fail_after_render;
 367     }
 368
 369     if (CONFIG_VAAPI_1 || ctx->hwctx->driver_quirks &
 370         AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS) {
 371         vas = vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, params_id);
 372         if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 373             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to free parameter buffer: "
 374                    "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 375             // And ignore.
 376         }
 377     }
 378
 379     av_frame_copy_props(output_frame, input_frame);
 380     av_frame_free(&input_frame);
 381
 382     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "Filter output: %s, %ux%u (%"PRId64").\n",
 383            av_get_pix_fmt_name(output_frame->format),
 384            output_frame->width, output_frame->height, output_frame->pts);
 385
 386     return ff_filter_frame(outlink, output_frame);
 387
 388     // We want to make sure that if vaBeginPicture has been called, we also
 389     // call vaRenderPicture and vaEndPicture.  These calls may well fail or
 390     // do something else nasty, but once we're in this failure case there
 391     // isn't much else we can do.
 392 fail_after_begin:
 393     vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context, &params_id, 1);
 394 fail_after_render:
 395     vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
 396 fail:
 397     av_frame_free(&input_frame);
 398     av_frame_free(&output_frame);
 399     return err;
 400 }
 401
 402 static av_cold int scale_vaapi_init(AVFilterContext *avctx)
 403 {
 404     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
 405
 406     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
 407     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
 408     ctx->valid_ids  = 1;
 409
 410     if (ctx->output_format_string) {
 411         ctx->output_format = av_get_pix_fmt(ctx->output_format_string);
 412         if (ctx->output_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
 413             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid output format.\n");
 414             return AVERROR(EINVAL);
 415         }
 416     } else {
 417         // Use the input format once that is configured.
 418         ctx->output_format = AV_PIX_FMT_NONE;
 419     }
 420
 421     return 0;
 422 }
 423
 424 static av_cold void scale_vaapi_uninit(AVFilterContext *avctx)
 425 {
 426     ScaleVAAPIContext *ctx = avctx->priv;
 427
 428     if (ctx->valid_ids)
 429         scale_vaapi_pipeline_uninit(ctx);
 430
 431     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
 432     av_buffer_unref(&ctx->output_frames_ref);
 433     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
 434 }
 435
 436
 437 #define OFFSET(x) offsetof(ScaleVAAPIContext, x)
 438 #define FLAGS (AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM)
 439 static const AVOption scale_vaapi_options[] = {
 440     { "w", "Output video width",
 441       OFFSET(w_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "iw"}, .flags = FLAGS },
 442     { "h", "Output video height",
 443       OFFSET(h_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "ih"}, .flags = FLAGS },
 444     { "format", "Output video format (software format of hardware frames)",
 445       OFFSET(output_format_string), AV_OPT_TYPE_STRING, .flags = FLAGS },
 446     { NULL },
 447 };
 448
 449 static const AVClass scale_vaapi_class = {
 450     .class_name = "scale_vaapi",
 451     .item_name  = av_default_item_name,
 452     .option     = scale_vaapi_options,
 453     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 454 };
 455
 456 static const AVFilterPad scale_vaapi_inputs[] = {
 457     {
 458         .name         = "default",
 459         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 460         .filter_frame = &scale_vaapi_filter_frame,
 461         .config_props = &scale_vaapi_config_input,
 462     },
 463     { NULL }
 464 };
 465
 466 static const AVFilterPad scale_vaapi_outputs[] = {
 467     {
 468         .name = "default",
 469         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 470         .config_props = &scale_vaapi_config_output,
 471     },
 472     { NULL }
 473 };
 474
 475 AVFilter ff_vf_scale_vaapi = {
 476     .name          = "scale_vaapi",
 477     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Scale to/from VAAPI surfaces."),
 478     .priv_size     = sizeof(ScaleVAAPIContext),
 479     .init          = &scale_vaapi_init,
 480     .uninit        = &scale_vaapi_uninit,
 481     .query_formats = &scale_vaapi_query_formats,
 482     .inputs        = scale_vaapi_inputs,
 483     .outputs       = scale_vaapi_outputs,
 484     .priv_class    = &scale_vaapi_class,
 485     .flags_internal = FF_FILTER_FLAG_HWFRAME_AWARE,
 486 };