git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/hwcontext_cuda.c

   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 #include "buffer.h"
  20 #include "common.h"
  21 #include "hwcontext.h"
  22 #include "hwcontext_internal.h"
  23 #include "hwcontext_cuda.h"
  24 #include "mem.h"
  25 #include "pixdesc.h"
  26 #include "pixfmt.h"
  27
  28 typedef struct CUDAFramesContext {
  29     int shift_width, shift_height;
  30 } CUDAFramesContext;
  31
  32 static const enum AVPixelFormat supported_formats[] = {
  33     AV_PIX_FMT_NV12,
  34     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  35     AV_PIX_FMT_P010,
  36     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  37     AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  38 };
  39
  40 static void cuda_buffer_free(void *opaque, uint8_t *data)
  41 {
  42     AVHWFramesContext *ctx = opaque;
  43     AVCUDADeviceContext *hwctx = ctx->device_ctx->hwctx;
  44
  45     CUcontext dummy;
  46
  47     cuCtxPushCurrent(hwctx->cuda_ctx);
  48
  49     cuMemFree((CUdeviceptr)data);
  50
  51     cuCtxPopCurrent(&dummy);
  52 }
  53
  54 static AVBufferRef *cuda_pool_alloc(void *opaque, int size)
  55 {
  56     AVHWFramesContext     *ctx = opaque;
  57     AVCUDADeviceContext *hwctx = ctx->device_ctx->hwctx;
  58
  59     AVBufferRef *ret = NULL;
  60     CUcontext dummy = NULL;
  61     CUdeviceptr data;
  62     CUresult err;
  63
  64     err = cuCtxPushCurrent(hwctx->cuda_ctx);
  65     if (err != CUDA_SUCCESS) {
  66         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting current CUDA context\n");
  67         return NULL;
  68     }
  69
  70     err = cuMemAlloc(&data, size);
  71     if (err != CUDA_SUCCESS)
  72         goto fail;
  73
  74     ret = av_buffer_create((uint8_t*)data, size, cuda_buffer_free, ctx, 0);
  75     if (!ret) {
  76         cuMemFree(data);
  77         goto fail;
  78     }
  79
  80 fail:
  81     cuCtxPopCurrent(&dummy);
  82     return ret;
  83 }
  84
  85 static int cuda_frames_init(AVHWFramesContext *ctx)
  86 {
  87     CUDAFramesContext *priv = ctx->internal->priv;
  88     int i;
  89
  90     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(supported_formats); i++) {
  91         if (ctx->sw_format == supported_formats[i])
  92             break;
  93     }
  94     if (i == FF_ARRAY_ELEMS(supported_formats)) {
  95         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Pixel format '%s' is not supported\n",
  96                av_get_pix_fmt_name(ctx->sw_format));
  97         return AVERROR(ENOSYS);
  98     }
  99
 100     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(ctx->sw_format, &priv->shift_width, &priv->shift_height);
 101
 102     if (!ctx->pool) {
 103         int size;
 104
 105         switch (ctx->sw_format) {
 106         case AV_PIX_FMT_NV12:
 107         case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 108             size = ctx->width * ctx->height * 3 / 2;
 109             break;
 110         case AV_PIX_FMT_P010:
 111             size = ctx->width * ctx->height * 3;
 112             break;
 113         case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 114             size = ctx->width * ctx->height * 3;
 115             break;
 116         case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 117             size = ctx->width * ctx->height * 6;
 118             break;
 119         }
 120
 121         ctx->internal->pool_internal = av_buffer_pool_init2(size, ctx, cuda_pool_alloc, NULL);
 122         if (!ctx->internal->pool_internal)
 123             return AVERROR(ENOMEM);
 124     }
 125
 126     return 0;
 127 }
 128
 129 static int cuda_get_buffer(AVHWFramesContext *ctx, AVFrame *frame)
 130 {
 131     frame->buf[0] = av_buffer_pool_get(ctx->pool);
 132     if (!frame->buf[0])
 133         return AVERROR(ENOMEM);
 134
 135     switch (ctx->sw_format) {
 136     case AV_PIX_FMT_NV12:
 137         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 138         frame->data[1]     = frame->data[0] + ctx->width * ctx->height;
 139         frame->linesize[0] = ctx->width;
 140         frame->linesize[1] = ctx->width;
 141         break;
 142     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 143         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 144         frame->data[2]     = frame->data[0] + ctx->width * ctx->height;
 145         frame->data[1]     = frame->data[2] + ctx->width * ctx->height / 4;
 146         frame->linesize[0] = ctx->width;
 147         frame->linesize[1] = ctx->width / 2;
 148         frame->linesize[2] = ctx->width / 2;
 149         break;
 150     case AV_PIX_FMT_P010:
 151         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 152         frame->data[1]     = frame->data[0] + 2 * ctx->width * ctx->height;
 153         frame->linesize[0] = 2 * ctx->width;
 154         frame->linesize[1] = 2 * ctx->width;
 155         break;
 156     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 157         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 158         frame->data[1]     = frame->data[0] + ctx->width * ctx->height;
 159         frame->data[2]     = frame->data[1] + ctx->width * ctx->height;
 160         frame->linesize[0] = ctx->width;
 161         frame->linesize[1] = ctx->width;
 162         frame->linesize[2] = ctx->width;
 163         break;
 164     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
 165         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 166         frame->data[1]     = frame->data[0] + 2 * ctx->width * ctx->height;
 167         frame->data[2]     = frame->data[1] + 2 * ctx->width * ctx->height;
 168         frame->linesize[0] = 2 * ctx->width;
 169         frame->linesize[1] = 2 * ctx->width;
 170         frame->linesize[2] = 2 * ctx->width;
 171         break;
 172     default:
 173         av_frame_unref(frame);
 174         return AVERROR_BUG;
 175     }
 176
 177     frame->format = AV_PIX_FMT_CUDA;
 178     frame->width  = ctx->width;
 179     frame->height = ctx->height;
 180
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 static int cuda_transfer_get_formats(AVHWFramesContext *ctx,
 185                                      enum AVHWFrameTransferDirection dir,
 186                                      enum AVPixelFormat **formats)
 187 {
 188     enum AVPixelFormat *fmts;
 189
 190     fmts = av_malloc_array(2, sizeof(*fmts));
 191     if (!fmts)
 192         return AVERROR(ENOMEM);
 193
 194     fmts[0] = ctx->sw_format;
 195     fmts[1] = AV_PIX_FMT_NONE;
 196
 197     *formats = fmts;
 198
 199     return 0;
 200 }
 201
 202 static int cuda_transfer_data_from(AVHWFramesContext *ctx, AVFrame *dst,
 203                                    const AVFrame *src)
 204 {
 205     CUDAFramesContext           *priv = ctx->internal->priv;
 206     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = ctx->device_ctx->hwctx;
 207
 208     CUcontext dummy;
 209     CUresult err;
 210     int i;
 211
 212     err = cuCtxPushCurrent(device_hwctx->cuda_ctx);
 213     if (err != CUDA_SUCCESS)
 214         return AVERROR_UNKNOWN;
 215
 216     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(src->data) && src->data[i]; i++) {
 217         CUDA_MEMCPY2D cpy = {
 218             .srcMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
 219             .dstMemoryType = CU_MEMORYTYPE_HOST,
 220             .srcDevice     = (CUdeviceptr)src->data[i],
 221             .dstHost       = dst->data[i],
 222             .srcPitch      = src->linesize[i],
 223             .dstPitch      = dst->linesize[i],
 224             .WidthInBytes  = FFMIN(src->linesize[i], dst->linesize[i]),
 225             .Height        = src->height >> (i ? priv->shift_height : 0),
 226         };
 227
 228         err = cuMemcpy2D(&cpy);
 229         if (err != CUDA_SUCCESS) {
 230             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error transferring the data from the CUDA frame\n");
 231             return AVERROR_UNKNOWN;
 232         }
 233     }
 234
 235     cuCtxPopCurrent(&dummy);
 236
 237     return 0;
 238 }
 239
 240 static int cuda_transfer_data_to(AVHWFramesContext *ctx, AVFrame *dst,
 241                                  const AVFrame *src)
 242 {
 243     CUDAFramesContext           *priv = ctx->internal->priv;
 244     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = ctx->device_ctx->hwctx;
 245
 246     CUcontext dummy;
 247     CUresult err;
 248     int i;
 249
 250     err = cuCtxPushCurrent(device_hwctx->cuda_ctx);
 251     if (err != CUDA_SUCCESS)
 252         return AVERROR_UNKNOWN;
 253
 254     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(src->data) && src->data[i]; i++) {
 255         CUDA_MEMCPY2D cpy = {
 256             .srcMemoryType = CU_MEMORYTYPE_HOST,
 257             .dstMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
 258             .srcHost       = src->data[i],
 259             .dstDevice     = (CUdeviceptr)dst->data[i],
 260             .srcPitch      = src->linesize[i],
 261             .dstPitch      = dst->linesize[i],
 262             .WidthInBytes  = FFMIN(src->linesize[i], dst->linesize[i]),
 263             .Height        = src->height >> (i ? priv->shift_height : 0),
 264         };
 265
 266         err = cuMemcpy2D(&cpy);
 267         if (err != CUDA_SUCCESS) {
 268             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error transferring the data from the CUDA frame\n");
 269             return AVERROR_UNKNOWN;
 270         }
 271     }
 272
 273     cuCtxPopCurrent(&dummy);
 274
 275     return 0;
 276 }
 277
 278 static void cuda_device_free(AVHWDeviceContext *ctx)
 279 {
 280     AVCUDADeviceContext *hwctx = ctx->hwctx;
 281     cuCtxDestroy(hwctx->cuda_ctx);
 282 }
 283
 284 static int cuda_device_create(AVHWDeviceContext *ctx, const char *device,
 285                               AVDictionary *opts, int flags)
 286 {
 287     AVCUDADeviceContext *hwctx = ctx->hwctx;
 288     CUdevice cu_device;
 289     CUcontext dummy;
 290     CUresult err;
 291     int device_idx = 0;
 292
 293     if (device)
 294         device_idx = strtol(device, NULL, 0);
 295
 296     err = cuInit(0);
 297     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 298         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Could not initialize the CUDA driver API\n");
 299         return AVERROR_UNKNOWN;
 300     }
 301
 302     err = cuDeviceGet(&cu_device, device_idx);
 303     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 304         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get the device number %d\n", device_idx);
 305         return AVERROR_UNKNOWN;
 306     }
 307
 308     err = cuCtxCreate(&hwctx->cuda_ctx, 0, cu_device);
 309     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 310         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating a CUDA context\n");
 311         return AVERROR_UNKNOWN;
 312     }
 313
 314     cuCtxPopCurrent(&dummy);
 315
 316     ctx->free = cuda_device_free;
 317
 318     return 0;
 319 }
 320
 321 const HWContextType ff_hwcontext_type_cuda = {
 322     .type                 = AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA,
 323     .name                 = "CUDA",
 324
 325     .device_hwctx_size    = sizeof(AVCUDADeviceContext),
 326     .frames_priv_size     = sizeof(CUDAFramesContext),
 327
 328     .device_create        = cuda_device_create,
 329     .frames_init          = cuda_frames_init,
 330     .frames_get_buffer    = cuda_get_buffer,
 331     .transfer_get_formats = cuda_transfer_get_formats,
 332     .transfer_data_to     = cuda_transfer_data_to,
 333     .transfer_data_from   = cuda_transfer_data_from,
 334
 335     .pix_fmts             = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_CUDA, AV_PIX_FMT_NONE },
 336 };