git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/hwcontext_cuda.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 "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 #define CUDA_FRAME_ALIGNMENT 256
  29
  30 typedef struct CUDAFramesContext {
  31     int shift_width, shift_height;
  32 } CUDAFramesContext;
  33
  34 static const enum AVPixelFormat supported_formats[] = {
  35     AV_PIX_FMT_NV12,
  36     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  37     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  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 aligned_width = FFALIGN(ctx->width, CUDA_FRAME_ALIGNMENT);
  89     int i;
  90
  91     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(supported_formats); i++) {
  92         if (ctx->sw_format == supported_formats[i])
  93             break;
  94     }
  95     if (i == FF_ARRAY_ELEMS(supported_formats)) {
  96         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Pixel format '%s' is not supported\n",
  97                av_get_pix_fmt_name(ctx->sw_format));
  98         return AVERROR(ENOSYS);
  99     }
 100
 101     av_pix_fmt_get_chroma_sub_sample(ctx->sw_format, &priv->shift_width, &priv->shift_height);
 102
 103     if (!ctx->pool) {
 104         int size;
 105
 106         switch (ctx->sw_format) {
 107         case AV_PIX_FMT_NV12:
 108         case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 109             size = aligned_width * ctx->height * 3 / 2;
 110             break;
 111         case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 112             size = aligned_width * ctx->height * 3;
 113             break;
 114         }
 115
 116         ctx->internal->pool_internal = av_buffer_pool_init2(size, ctx, cuda_pool_alloc, NULL);
 117         if (!ctx->internal->pool_internal)
 118             return AVERROR(ENOMEM);
 119     }
 120
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 static int cuda_get_buffer(AVHWFramesContext *ctx, AVFrame *frame)
 125 {
 126     int aligned_width = FFALIGN(ctx->width, CUDA_FRAME_ALIGNMENT);
 127
 128     frame->buf[0] = av_buffer_pool_get(ctx->pool);
 129     if (!frame->buf[0])
 130         return AVERROR(ENOMEM);
 131
 132     switch (ctx->sw_format) {
 133     case AV_PIX_FMT_NV12:
 134         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 135         frame->data[1]     = frame->data[0] + aligned_width * ctx->height;
 136         frame->linesize[0] = aligned_width;
 137         frame->linesize[1] = aligned_width;
 138         break;
 139     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 140         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 141         frame->data[2]     = frame->data[0] + aligned_width * ctx->height;
 142         frame->data[1]     = frame->data[2] + aligned_width * ctx->height / 4;
 143         frame->linesize[0] = aligned_width;
 144         frame->linesize[1] = aligned_width / 2;
 145         frame->linesize[2] = aligned_width / 2;
 146         break;
 147     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 148         frame->data[0]     = frame->buf[0]->data;
 149         frame->data[1]     = frame->data[0] + aligned_width * ctx->height;
 150         frame->data[2]     = frame->data[1] + aligned_width * ctx->height;
 151         frame->linesize[0] = aligned_width;
 152         frame->linesize[1] = aligned_width;
 153         frame->linesize[2] = aligned_width;
 154         break;
 155     default:
 156         av_frame_unref(frame);
 157         return AVERROR_BUG;
 158     }
 159
 160     frame->format = AV_PIX_FMT_CUDA;
 161     frame->width  = ctx->width;
 162     frame->height = ctx->height;
 163
 164     return 0;
 165 }
 166
 167 static int cuda_transfer_get_formats(AVHWFramesContext *ctx,
 168                                      enum AVHWFrameTransferDirection dir,
 169                                      enum AVPixelFormat **formats)
 170 {
 171     enum AVPixelFormat *fmts;
 172
 173     fmts = av_malloc_array(2, sizeof(*fmts));
 174     if (!fmts)
 175         return AVERROR(ENOMEM);
 176
 177     fmts[0] = ctx->sw_format;
 178     fmts[1] = AV_PIX_FMT_NONE;
 179
 180     *formats = fmts;
 181
 182     return 0;
 183 }
 184
 185 static int cuda_transfer_data_from(AVHWFramesContext *ctx, AVFrame *dst,
 186                                    const AVFrame *src)
 187 {
 188     CUDAFramesContext           *priv = ctx->internal->priv;
 189     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = ctx->device_ctx->hwctx;
 190
 191     CUcontext dummy;
 192     CUresult err;
 193     int i;
 194
 195     err = cuCtxPushCurrent(device_hwctx->cuda_ctx);
 196     if (err != CUDA_SUCCESS)
 197         return AVERROR_UNKNOWN;
 198
 199     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(src->data) && src->data[i]; i++) {
 200         CUDA_MEMCPY2D cpy = {
 201             .srcMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
 202             .dstMemoryType = CU_MEMORYTYPE_HOST,
 203             .srcDevice     = (CUdeviceptr)src->data[i],
 204             .dstHost       = dst->data[i],
 205             .srcPitch      = src->linesize[i],
 206             .dstPitch      = dst->linesize[i],
 207             .WidthInBytes  = FFMIN(src->linesize[i], dst->linesize[i]),
 208             .Height        = src->height >> (i ? priv->shift_height : 0),
 209         };
 210
 211         err = cuMemcpy2D(&cpy);
 212         if (err != CUDA_SUCCESS) {
 213             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error transferring the data from the CUDA frame\n");
 214             return AVERROR_UNKNOWN;
 215         }
 216     }
 217
 218     cuCtxPopCurrent(&dummy);
 219
 220     return 0;
 221 }
 222
 223 static int cuda_transfer_data_to(AVHWFramesContext *ctx, AVFrame *dst,
 224                                  const AVFrame *src)
 225 {
 226     CUDAFramesContext           *priv = ctx->internal->priv;
 227     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = ctx->device_ctx->hwctx;
 228
 229     CUcontext dummy;
 230     CUresult err;
 231     int i;
 232
 233     err = cuCtxPushCurrent(device_hwctx->cuda_ctx);
 234     if (err != CUDA_SUCCESS)
 235         return AVERROR_UNKNOWN;
 236
 237     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(src->data) && src->data[i]; i++) {
 238         CUDA_MEMCPY2D cpy = {
 239             .srcMemoryType = CU_MEMORYTYPE_HOST,
 240             .dstMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
 241             .srcHost       = src->data[i],
 242             .dstDevice     = (CUdeviceptr)dst->data[i],
 243             .srcPitch      = src->linesize[i],
 244             .dstPitch      = dst->linesize[i],
 245             .WidthInBytes  = FFMIN(src->linesize[i], dst->linesize[i]),
 246             .Height        = src->height >> (i ? priv->shift_height : 0),
 247         };
 248
 249         err = cuMemcpy2D(&cpy);
 250         if (err != CUDA_SUCCESS) {
 251             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error transferring the data from the CUDA frame\n");
 252             return AVERROR_UNKNOWN;
 253         }
 254     }
 255
 256     cuCtxPopCurrent(&dummy);
 257
 258     return 0;
 259 }
 260
 261 static void cuda_device_free(AVHWDeviceContext *ctx)
 262 {
 263     AVCUDADeviceContext *hwctx = ctx->hwctx;
 264     cuCtxDestroy(hwctx->cuda_ctx);
 265 }
 266
 267 static int cuda_device_create(AVHWDeviceContext *ctx, const char *device,
 268                               AVDictionary *opts, int flags)
 269 {
 270     AVCUDADeviceContext *hwctx = ctx->hwctx;
 271     CUdevice cu_device;
 272     CUcontext dummy;
 273     CUresult err;
 274     int device_idx = 0;
 275
 276     if (device)
 277         device_idx = strtol(device, NULL, 0);
 278
 279     err = cuInit(0);
 280     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 281         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Could not initialize the CUDA driver API\n");
 282         return AVERROR_UNKNOWN;
 283     }
 284
 285     err = cuDeviceGet(&cu_device, device_idx);
 286     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 287         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Could not get the device number %d\n", device_idx);
 288         return AVERROR_UNKNOWN;
 289     }
 290
 291     err = cuCtxCreate(&hwctx->cuda_ctx, CU_CTX_SCHED_BLOCKING_SYNC, cu_device);
 292     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 293         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error creating a CUDA context\n");
 294         return AVERROR_UNKNOWN;
 295     }
 296
 297     cuCtxPopCurrent(&dummy);
 298
 299     ctx->free = cuda_device_free;
 300
 301     return 0;
 302 }
 303
 304 const HWContextType ff_hwcontext_type_cuda = {
 305     .type                 = AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA,
 306     .name                 = "CUDA",
 307
 308     .device_hwctx_size    = sizeof(AVCUDADeviceContext),
 309     .frames_priv_size     = sizeof(CUDAFramesContext),
 310
 311     .device_create        = cuda_device_create,
 312     .frames_init          = cuda_frames_init,
 313     .frames_get_buffer    = cuda_get_buffer,
 314     .transfer_get_formats = cuda_transfer_get_formats,
 315     .transfer_data_to     = cuda_transfer_data_to,
 316     .transfer_data_from   = cuda_transfer_data_from,
 317
 318     .pix_fmts             = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_CUDA, AV_PIX_FMT_NONE },
 319 };