]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/hwcontext.h
aarch64: vp9itxfm: Restructure the idct32 store macros
[ffmpeg] / libavutil / hwcontext.h
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #ifndef AVUTIL_HWCONTEXT_H
20 #define AVUTIL_HWCONTEXT_H
21
22 #include "buffer.h"
23 #include "frame.h"
24 #include "log.h"
25 #include "pixfmt.h"
26
27 enum AVHWDeviceType {
28     AV_HWDEVICE_TYPE_VDPAU,
29     AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA,
30     AV_HWDEVICE_TYPE_VAAPI,
31     AV_HWDEVICE_TYPE_DXVA2,
32     AV_HWDEVICE_TYPE_QSV,
33 };
34
35 typedef struct AVHWDeviceInternal AVHWDeviceInternal;
36
37 /**
38  * This struct aggregates all the (hardware/vendor-specific) "high-level" state,
39  * i.e. state that is not tied to a concrete processing configuration.
40  * E.g., in an API that supports hardware-accelerated encoding and decoding,
41  * this struct will (if possible) wrap the state that is common to both encoding
42  * and decoding and from which specific instances of encoders or decoders can be
43  * derived.
44  *
45  * This struct is reference-counted with the AVBuffer mechanism. The
46  * av_hwdevice_ctx_alloc() constructor yields a reference, whose data field
47  * points to the actual AVHWDeviceContext. Further objects derived from
48  * AVHWDeviceContext (such as AVHWFramesContext, describing a frame pool with
49  * specific properties) will hold an internal reference to it. After all the
50  * references are released, the AVHWDeviceContext itself will be freed,
51  * optionally invoking a user-specified callback for uninitializing the hardware
52  * state.
53  */
54 typedef struct AVHWDeviceContext {
55     /**
56      * A class for logging. Set by av_hwdevice_ctx_alloc().
57      */
58     const AVClass *av_class;
59
60     /**
61      * Private data used internally by libavutil. Must not be accessed in any
62      * way by the caller.
63      */
64     AVHWDeviceInternal *internal;
65
66     /**
67      * This field identifies the underlying API used for hardware access.
68      *
69      * This field is set when this struct is allocated and never changed
70      * afterwards.
71      */
72     enum AVHWDeviceType type;
73
74     /**
75      * The format-specific data, allocated and freed by libavutil along with
76      * this context.
77      *
78      * Should be cast by the user to the format-specific context defined in the
79      * corresponding header (hwcontext_*.h) and filled as described in the
80      * documentation before calling av_hwdevice_ctx_init().
81      *
82      * After calling av_hwdevice_ctx_init() this struct should not be modified
83      * by the caller.
84      */
85     void *hwctx;
86
87     /**
88      * This field may be set by the caller before calling av_hwdevice_ctx_init().
89      *
90      * If non-NULL, this callback will be called when the last reference to
91      * this context is unreferenced, immediately before it is freed.
92      *
93      * @note when other objects (e.g an AVHWFramesContext) are derived from this
94      *       struct, this callback will be invoked after all such child objects
95      *       are fully uninitialized and their respective destructors invoked.
96      */
97     void (*free)(struct AVHWDeviceContext *ctx);
98
99     /**
100      * Arbitrary user data, to be used e.g. by the free() callback.
101      */
102     void *user_opaque;
103 } AVHWDeviceContext;
104
105 typedef struct AVHWFramesInternal AVHWFramesInternal;
106
107 /**
108  * This struct describes a set or pool of "hardware" frames (i.e. those with
109  * data not located in normal system memory). All the frames in the pool are
110  * assumed to be allocated in the same way and interchangeable.
111  *
112  * This struct is reference-counted with the AVBuffer mechanism and tied to a
113  * given AVHWDeviceContext instance. The av_hwframe_ctx_alloc() constructor
114  * yields a reference, whose data field points to the actual AVHWFramesContext
115  * struct.
116  */
117 typedef struct AVHWFramesContext {
118     /**
119      * A class for logging.
120      */
121     const AVClass *av_class;
122
123     /**
124      * Private data used internally by libavutil. Must not be accessed in any
125      * way by the caller.
126      */
127     AVHWFramesInternal *internal;
128
129     /**
130      * A reference to the parent AVHWDeviceContext. This reference is owned and
131      * managed by the enclosing AVHWFramesContext, but the caller may derive
132      * additional references from it.
133      */
134     AVBufferRef *device_ref;
135
136     /**
137      * The parent AVHWDeviceContext. This is simply a pointer to
138      * device_ref->data provided for convenience.
139      *
140      * Set by libavutil in av_hwframe_ctx_init().
141      */
142     AVHWDeviceContext *device_ctx;
143
144     /**
145      * The format-specific data, allocated and freed automatically along with
146      * this context.
147      *
148      * Should be cast by the user to the format-specific context defined in the
149      * corresponding header (hwframe_*.h) and filled as described in the
150      * documentation before calling av_hwframe_ctx_init().
151      *
152      * After any frames using this context are created, the contents of this
153      * struct should not be modified by the caller.
154      */
155     void *hwctx;
156
157     /**
158      * This field may be set by the caller before calling av_hwframe_ctx_init().
159      *
160      * If non-NULL, this callback will be called when the last reference to
161      * this context is unreferenced, immediately before it is freed.
162      */
163     void (*free)(struct AVHWFramesContext *ctx);
164
165     /**
166      * Arbitrary user data, to be used e.g. by the free() callback.
167      */
168     void *user_opaque;
169
170     /**
171      * A pool from which the frames are allocated by av_hwframe_get_buffer().
172      * This field may be set by the caller before calling av_hwframe_ctx_init().
173      * The buffers returned by calling av_buffer_pool_get() on this pool must
174      * have the properties described in the documentation in the corresponding hw
175      * type's header (hwcontext_*.h). The pool will be freed strictly before
176      * this struct's free() callback is invoked.
177      *
178      * This field may be NULL, then libavutil will attempt to allocate a pool
179      * internally. Note that certain device types enforce pools allocated at
180      * fixed size (frame count), which cannot be extended dynamically. In such a
181      * case, initial_pool_size must be set appropriately.
182      */
183     AVBufferPool *pool;
184
185     /**
186      * Initial size of the frame pool. If a device type does not support
187      * dynamically resizing the pool, then this is also the maximum pool size.
188      *
189      * May be set by the caller before calling av_hwframe_ctx_init(). Must be
190      * set if pool is NULL and the device type does not support dynamic pools.
191      */
192     int initial_pool_size;
193
194     /**
195      * The pixel format identifying the underlying HW surface type.
196      *
197      * Must be a hwaccel format, i.e. the corresponding descriptor must have the
198      * AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL flag set.
199      *
200      * Must be set by the user before calling av_hwframe_ctx_init().
201      */
202     enum AVPixelFormat format;
203
204     /**
205      * The pixel format identifying the actual data layout of the hardware
206      * frames.
207      *
208      * Must be set by the caller before calling av_hwframe_ctx_init().
209      *
210      * @note when the underlying API does not provide the exact data layout, but
211      * only the colorspace/bit depth, this field should be set to the fully
212      * planar version of that format (e.g. for 8-bit 420 YUV it should be
213      * AV_PIX_FMT_YUV420P, not AV_PIX_FMT_NV12 or anything else).
214      */
215     enum AVPixelFormat sw_format;
216
217     /**
218      * The allocated dimensions of the frames in this pool.
219      *
220      * Must be set by the user before calling av_hwframe_ctx_init().
221      */
222     int width, height;
223 } AVHWFramesContext;
224
225 /**
226  * Allocate an AVHWDeviceContext for a given pixel format.
227  *
228  * @return a reference to the newly created AVHWDeviceContext on success or NULL
229  *         on failure.
230  */
231 AVBufferRef *av_hwdevice_ctx_alloc(enum AVHWDeviceType type);
232
233 /**
234  * Finalize the device context before use. This function must be called after
235  * the context is filled with all the required information and before it is
236  * used in any way.
237  *
238  * @param ref a reference to the AVHWDeviceContext
239  * @return 0 on success, a negative AVERROR code on failure
240  */
241 int av_hwdevice_ctx_init(AVBufferRef *ref);
242
243 /**
244  * Open a device of the specified type and create an AVHWDeviceContext for it.
245  *
246  * This is a convenience function intended to cover the simple cases. Callers
247  * who need to fine-tune device creation/management should open the device
248  * manually and then wrap it in an AVHWDeviceContext using
249  * av_hwdevice_ctx_alloc()/av_hwdevice_ctx_init().
250  *
251  * The returned context is already initialized and ready for use, the caller
252  * should not call av_hwdevice_ctx_init() on it. The user_opaque/free fields of
253  * the created AVHWDeviceContext are set by this function and should not be
254  * touched by the caller.
255  *
256  * @param device_ctx On success, a reference to the newly-created device context
257  *                   will be written here. The reference is owned by the caller
258  *                   and must be released with av_buffer_unref() when no longer
259  *                   needed. On failure, NULL will be written to this pointer.
260  * @param type The type of the device to create.
261  * @param device A type-specific string identifying the device to open.
262  * @param opts A dictionary of additional (type-specific) options to use in
263  *             opening the device. The dictionary remains owned by the caller.
264  * @param flags currently unused
265  *
266  * @return 0 on success, a negative AVERROR code on failure.
267  */
268 int av_hwdevice_ctx_create(AVBufferRef **device_ctx, enum AVHWDeviceType type,
269                            const char *device, AVDictionary *opts, int flags);
270
271 /**
272  * Allocate an AVHWFramesContext tied to a given device context.
273  *
274  * @param device_ctx a reference to a AVHWDeviceContext. This function will make
275  *                   a new reference for internal use, the one passed to the
276  *                   function remains owned by the caller.
277  * @return a reference to the newly created AVHWFramesContext on success or NULL
278  *         on failure.
279  */
280 AVBufferRef *av_hwframe_ctx_alloc(AVBufferRef *device_ctx);
281
282 /**
283  * Finalize the context before use. This function must be called after the
284  * context is filled with all the required information and before it is attached
285  * to any frames.
286  *
287  * @param ref a reference to the AVHWFramesContext
288  * @return 0 on success, a negative AVERROR code on failure
289  */
290 int av_hwframe_ctx_init(AVBufferRef *ref);
291
292 /**
293  * Allocate a new frame attached to the given AVHWFramesContext.
294  *
295  * @param hwframe_ctx a reference to an AVHWFramesContext
296  * @param frame an empty (freshly allocated or unreffed) frame to be filled with
297  *              newly allocated buffers.
298  * @param flags currently unused, should be set to zero
299  * @return 0 on success, a negative AVERROR code on failure
300  */
301 int av_hwframe_get_buffer(AVBufferRef *hwframe_ctx, AVFrame *frame, int flags);
302
303 /**
304  * Copy data to or from a hw surface. At least one of dst/src must have an
305  * AVHWFramesContext attached.
306  *
307  * If src has an AVHWFramesContext attached, then the format of dst (if set)
308  * must use one of the formats returned by av_hwframe_transfer_get_formats(src,
309  * AV_HWFRAME_TRANSFER_DIRECTION_FROM).
310  * If dst has an AVHWFramesContext attached, then the format of src must use one
311  * of the formats returned by av_hwframe_transfer_get_formats(dst,
312  * AV_HWFRAME_TRANSFER_DIRECTION_TO)
313  *
314  * dst may be "clean" (i.e. with data/buf pointers unset), in which case the
315  * data buffers will be allocated by this function using av_frame_get_buffer().
316  * If dst->format is set, then this format will be used, otherwise (when
317  * dst->format is AV_PIX_FMT_NONE) the first acceptable format will be chosen.
318  *
319  * The two frames must have matching allocated dimensions (i.e. equal to
320  * AVHWFramesContext.width/height), since not all device types support
321  * transferring a sub-rectangle of the whole surface. The display dimensions
322  * (i.e. AVFrame.width/height) may be smaller than the allocated dimensions, but
323  * also have to be equal for both frames. When the display dimensions are
324  * smaller than the allocated dimensions, the content of the padding in the
325  * destination frame is unspecified.
326  *
327  * @param dst the destination frame. dst is not touched on failure.
328  * @param src the source frame.
329  * @param flags currently unused, should be set to zero
330  * @return 0 on success, a negative AVERROR error code on failure.
331  */
332 int av_hwframe_transfer_data(AVFrame *dst, const AVFrame *src, int flags);
333
334 enum AVHWFrameTransferDirection {
335     /**
336      * Transfer the data from the queried hw frame.
337      */
338     AV_HWFRAME_TRANSFER_DIRECTION_FROM,
339
340     /**
341      * Transfer the data to the queried hw frame.
342      */
343     AV_HWFRAME_TRANSFER_DIRECTION_TO,
344 };
345
346 /**
347  * Get a list of possible source or target formats usable in
348  * av_hwframe_transfer_data().
349  *
350  * @param hwframe_ctx the frame context to obtain the information for
351  * @param dir the direction of the transfer
352  * @param formats the pointer to the output format list will be written here.
353  *                The list is terminated with AV_PIX_FMT_NONE and must be freed
354  *                by the caller when no longer needed using av_free().
355  *                If this function returns successfully, the format list will
356  *                have at least one item (not counting the terminator).
357  *                On failure, the contents of this pointer are unspecified.
358  * @param flags currently unused, should be set to zero
359  * @return 0 on success, a negative AVERROR code on failure.
360  */
361 int av_hwframe_transfer_get_formats(AVBufferRef *hwframe_ctx,
362                                     enum AVHWFrameTransferDirection dir,
363                                     enum AVPixelFormat **formats, int flags);
364
365
366 /**
367  * This struct describes the constraints on hardware frames attached to
368  * a given device with a hardware-specific configuration.  This is returned
369  * by av_hwdevice_get_hwframe_constraints() and must be freed by
370  * av_hwframe_constraints_free() after use.
371  */
372 typedef struct AVHWFramesConstraints {
373     /**
374      * A list of possible values for format in the hw_frames_ctx,
375      * terminated by AV_PIX_FMT_NONE.  This member will always be filled.
376      */
377     enum AVPixelFormat *valid_hw_formats;
378
379     /**
380      * A list of possible values for sw_format in the hw_frames_ctx,
381      * terminated by AV_PIX_FMT_NONE.  Can be NULL if this information is
382      * not known.
383      */
384     enum AVPixelFormat *valid_sw_formats;
385
386     /**
387      * The minimum size of frames in this hw_frames_ctx.
388      * (Zero if not known.)
389      */
390     int min_width;
391     int min_height;
392
393     /**
394      * The maximum size of frames in this hw_frames_ctx.
395      * (INT_MAX if not known / no limit.)
396      */
397     int max_width;
398     int max_height;
399 } AVHWFramesConstraints;
400
401 /**
402  * Allocate a HW-specific configuration structure for a given HW device.
403  * After use, the user must free all members as required by the specific
404  * hardware structure being used, then free the structure itself with
405  * av_free().
406  *
407  * @param device_ctx a reference to the associated AVHWDeviceContext.
408  * @return The newly created HW-specific configuration structure on
409  *         success or NULL on failure.
410  */
411 void *av_hwdevice_hwconfig_alloc(AVBufferRef *device_ctx);
412
413 /**
414  * Get the constraints on HW frames given a device and the HW-specific
415  * configuration to be used with that device.  If no HW-specific
416  * configuration is provided, returns the maximum possible capabilities
417  * of the device.
418  *
419  * @param ref a reference to the associated AVHWDeviceContext.
420  * @param hwconfig a filled HW-specific configuration structure, or NULL
421  *        to return the maximum possible capabilities of the device.
422  * @return AVHWFramesConstraints structure describing the constraints
423  *         on the device, or NULL if not available.
424  */
425 AVHWFramesConstraints *av_hwdevice_get_hwframe_constraints(AVBufferRef *ref,
426                                                            const void *hwconfig);
427
428 /**
429  * Free an AVHWFrameConstraints structure.
430  *
431  * @param constraints The (filled or unfilled) AVHWFrameConstraints structure.
432  */
433 void av_hwframe_constraints_free(AVHWFramesConstraints **constraints);
434
435
436 /**
437  * Flags to apply to frame mappings.
438  */
439 enum {
440     /**
441      * The mapping must be readable.
442      */
443     AV_HWFRAME_MAP_READ      = 1 << 0,
444     /**
445      * The mapping must be writeable.
446      */
447     AV_HWFRAME_MAP_WRITE     = 1 << 1,
448     /**
449      * The mapped frame will be overwritten completely in subsequent
450      * operations, so the current frame data need not be loaded.  Any values
451      * which are not overwritten are unspecified.
452      */
453     AV_HWFRAME_MAP_OVERWRITE = 1 << 2,
454     /**
455      * The mapping must be direct.  That is, there must not be any copying in
456      * the map or unmap steps.  Note that performance of direct mappings may
457      * be much lower than normal memory.
458      */
459     AV_HWFRAME_MAP_DIRECT    = 1 << 3,
460 };
461
462 /**
463  * Map a hardware frame.
464  *
465  * This has a number of different possible effects, depending on the format
466  * and origin of the src and dst frames.  On input, src should be a usable
467  * frame with valid buffers and dst should be blank (typically as just created
468  * by av_frame_alloc()).  src should have an associated hwframe context, and
469  * dst may optionally have a format and associated hwframe context.
470  *
471  * If src was created by mapping a frame from the hwframe context of dst,
472  * then this function undoes the mapping - dst is replaced by a reference to
473  * the frame that src was originally mapped from.
474  *
475  * If both src and dst have an associated hwframe context, then this function
476  * attempts to map the src frame from its hardware context to that of dst and
477  * then fill dst with appropriate data to be usable there.  This will only be
478  * possible if the hwframe contexts and associated devices are compatible -
479  * given compatible devices, av_hwframe_ctx_create_derived() can be used to
480  * create a hwframe context for dst in which mapping should be possible.
481  *
482  * If src has a hwframe context but dst does not, then the src frame is
483  * mapped to normal memory and should thereafter be usable as a normal frame.
484  * If the format is set on dst, then the mapping will attempt to create dst
485  * with that format and fail if it is not possible.  If format is unset (is
486  * AV_PIX_FMT_NONE) then dst will be mapped with whatever the most appropriate
487  * format to use is (probably the sw_format of the src hwframe context).
488  *
489  * A return value of AVERROR(ENOSYS) indicates that the mapping is not
490  * possible with the given arguments and hwframe setup, while other return
491  * values indicate that it failed somehow.
492  *
493  * @param dst Destination frame, to contain the mapping.
494  * @param src Source frame, to be mapped.
495  * @param flags Some combination of AV_HWFRAME_MAP_* flags.
496  * @return Zero on success, negative AVERROR code on failure.
497  */
498 int av_hwframe_map(AVFrame *dst, const AVFrame *src, int flags);
499
500
501 /**
502  * Create and initialise an AVHWFramesContext as a mapping of another existing
503  * AVHWFramesContext on a different device.
504  *
505  * av_hwframe_ctx_init() should not be called after this.
506  *
507  * @param derived_frame_ctx  On success, a reference to the newly created
508  *                           AVHWFramesContext.
509  * @param derived_device_ctx A reference to the device to create the new
510  *                           AVHWFramesContext on.
511  * @param source_frame_ctx   A reference to an existing AVHWFramesContext
512  *                           which will be mapped to the derived context.
513  * @param flags  Currently unused; should be set to zero.
514  * @return       Zero on success, negative AVERROR code on failure.
515  */
516 int av_hwframe_ctx_create_derived(AVBufferRef **derived_frame_ctx,
517                                   enum AVPixelFormat format,
518                                   AVBufferRef *derived_device_ctx,
519                                   AVBufferRef *source_frame_ctx,
520                                   int flags);
521
522 #endif /* AVUTIL_HWCONTEXT_H */