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