git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/codec/avcodec/vaapi.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * vaapi.c: VAAPI helpers for the ffmpeg decoder
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2009 Laurent Aimar
   5  * $Id$
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir_AT_ videolan _DOT_ org>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  25 # include "config.h"
  26 #endif
  27
  28 #include <vlc_common.h>
  29 #include <vlc_fourcc.h>
  30 #include <assert.h>
  31
  32 #ifdef HAVE_LIBAVCODEC_AVCODEC_H
  33 #   include <libavcodec/avcodec.h>
  34 #elif defined(HAVE_FFMPEG_AVCODEC_H)
  35 #   include <ffmpeg/avcodec.h>
  36 #else
  37 #   include <avcodec.h>
  38 #endif
  39
  40 #include "avcodec.h"
  41 #include "va.h"
  42 #include "copy.h"
  43
  44 #ifdef HAVE_AVCODEC_VAAPI
  45
  46 #include <libavcodec/vaapi.h>
  47
  48 #include <X11/Xlib.h>
  49 #include <va/va_x11.h>
  50
  51 typedef struct
  52 {
  53     VASurfaceID  i_id;
  54     int          i_refcount;
  55     unsigned int i_order;
  56
  57 } vlc_va_surface_t;
  58
  59 typedef struct
  60 {
  61     vlc_va_t     va;
  62
  63     /* */
  64     Display      *p_display_x11;
  65     VADisplay     p_display;
  66
  67     VAConfigID    i_config_id;
  68     VAContextID   i_context_id;
  69
  70     struct vaapi_context hw_ctx;
  71
  72     /* */
  73     int i_version_major;
  74     int i_version_minor;
  75
  76     /* */
  77     int          i_surface_count;
  78     unsigned int i_surface_order;
  79     int          i_surface_width;
  80     int          i_surface_height;
  81     vlc_fourcc_t i_surface_chroma;
  82
  83     vlc_va_surface_t *p_surface;
  84
  85     VAImage      image;
  86     copy_cache_t image_cache;
  87
  88 } vlc_va_vaapi_t;
  89
  90 static vlc_va_vaapi_t *vlc_va_vaapi_Get( void *p_va )
  91 {
  92     return p_va;
  93 }
  94
  95 /* */
  96 static int Open( vlc_va_vaapi_t *p_va, int i_codec_id )
  97 {
  98     VAProfile i_profile;
  99     int i_surface_count;
 100
 101     /* */
 102     switch( i_codec_id )
 103     {
 104     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 105     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 106         i_profile = VAProfileMPEG2Main;
 107         i_surface_count = 2+1;
 108         break;
 109     case CODEC_ID_MPEG4:
 110         i_profile = VAProfileMPEG4AdvancedSimple;
 111         i_surface_count = 2+1;
 112         break;
 113     case CODEC_ID_WMV3:
 114         i_profile = VAProfileVC1Main;
 115         i_surface_count = 2+1;
 116         break;
 117     case CODEC_ID_VC1:
 118         i_profile = VAProfileVC1Advanced;
 119         i_surface_count = 2+1;
 120         break;
 121     case CODEC_ID_H264:
 122         i_profile = VAProfileH264High;
 123         i_surface_count = 16+1;
 124         break;
 125     default:
 126         return VLC_EGENERIC;
 127     }
 128
 129     /* */
 130     memset( p_va, 0, sizeof(*p_va) );
 131
 132     /* Create a VA display */
 133     p_va->p_display_x11 = XOpenDisplay(NULL);
 134     if( !p_va->p_display_x11 )
 135         goto error;
 136
 137     p_va->p_display = vaGetDisplay( p_va->p_display_x11 );
 138     if( !p_va->p_display )
 139         goto error;
 140
 141     if( vaInitialize( p_va->p_display, &p_va->i_version_major, &p_va->i_version_minor ) )
 142         goto error;
 143
 144     /* Create a VA configuration */
 145     VAConfigAttrib attrib;
 146     memset( &attrib, 0, sizeof(attrib) );
 147     attrib.type = VAConfigAttribRTFormat;
 148     if( vaGetConfigAttributes( p_va->p_display,
 149                                i_profile, VAEntrypointVLD, &attrib, 1 ) )
 150         goto error;
 151
 152     /* Not sure what to do if not, I don't have a way to test */
 153     if( (attrib.value & VA_RT_FORMAT_YUV420) == 0 )
 154         goto error;
 155     if( vaCreateConfig( p_va->p_display,
 156                         i_profile, VAEntrypointVLD, &attrib, 1, &p_va->i_config_id ) )
 157     {
 158         p_va->i_config_id = 0;
 159         goto error;
 160     }
 161
 162     p_va->i_surface_count = i_surface_count;
 163
 164     if( asprintf( &p_va->va.description, "VA API version %d.%d",
 165                   p_va->i_version_major, p_va->i_version_minor ) < 0 )
 166         p_va->va.description = NULL;
 167
 168     return VLC_SUCCESS;
 169
 170 error:
 171     return VLC_EGENERIC;
 172 }
 173
 174 static void DestroySurfaces( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 175 {
 176     if( p_va->image.image_id )
 177     {
 178         CopyCleanCache( &p_va->image_cache );
 179         vaDestroyImage( p_va->p_display, p_va->image.image_id );
 180     }
 181
 182     if( p_va->i_context_id )
 183         vaDestroyContext( p_va->p_display, p_va->i_context_id );
 184
 185     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count && p_va->p_surface; i++ )
 186     {
 187         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 188
 189         if( p_surface->i_id != VA_INVALID_SURFACE )
 190             vaDestroySurfaces( p_va->p_display, &p_surface->i_id, 1 );
 191     }
 192     free( p_va->p_surface );
 193
 194     /* */
 195     p_va->image.image_id = 0;
 196     p_va->i_context_id = 0;
 197     p_va->p_surface = NULL;
 198     p_va->i_surface_width = 0;
 199     p_va->i_surface_height = 0;
 200 }
 201 static int CreateSurfaces( vlc_va_vaapi_t *p_va, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 202                            int i_width, int i_height )
 203 {
 204     assert( i_width > 0 && i_height > 0 );
 205
 206     /* */
 207     p_va->p_surface = calloc( p_va->i_surface_count, sizeof(*p_va->p_surface) );
 208     if( !p_va->p_surface )
 209         return VLC_EGENERIC;
 210
 211     /* Create surfaces */
 212     VASurfaceID pi_surface_id[p_va->i_surface_count];
 213     if( vaCreateSurfaces( p_va->p_display, i_width, i_height, VA_RT_FORMAT_YUV420,
 214                           p_va->i_surface_count, pi_surface_id ) )
 215     {
 216         for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 217             p_va->p_surface[i].i_id = VA_INVALID_SURFACE;
 218         goto error;
 219     }
 220
 221     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 222     {
 223         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 224
 225         p_surface->i_id = pi_surface_id[i];
 226         p_surface->i_refcount = 0;
 227         p_surface->i_order = 0;
 228     }
 229
 230     /* Create a context */
 231     if( vaCreateContext( p_va->p_display, p_va->i_config_id,
 232                          i_width, i_height, VA_PROGRESSIVE,
 233                          pi_surface_id, p_va->i_surface_count, &p_va->i_context_id ) )
 234     {
 235         p_va->i_context_id = 0;
 236         goto error;
 237     }
 238
 239     /* Find a supported image chroma */
 240     int i_fmt_count = vaMaxNumImageFormats( p_va->p_display );
 241     VAImageFormat *p_fmt = calloc( i_fmt_count, sizeof(*p_fmt) );
 242     if( !p_fmt )
 243         goto error;
 244
 245     if( vaQueryImageFormats( p_va->p_display, p_fmt, &i_fmt_count ) )
 246     {
 247         free( p_fmt );
 248         goto error;
 249     }
 250
 251     vlc_fourcc_t  i_chroma = 0;
 252     VAImageFormat fmt;
 253     for( int i = 0; i < i_fmt_count; i++ )
 254     {
 255         if( p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'Y', 'V', '1', '2' ) ||
 256             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'I', '4', '2', '0' ) ||
 257             p_fmt[i].fourcc == VA_FOURCC( 'N', 'V', '1', '2' ) )
 258         {
 259             i_chroma = VLC_CODEC_YV12;
 260             fmt = p_fmt[i];
 261             break;
 262         }
 263     }
 264     free( p_fmt );
 265     if( !i_chroma )
 266         goto error;
 267     *pi_chroma = i_chroma;
 268
 269     /* Create an image for surface extraction */
 270     if( vaCreateImage(  p_va->p_display, &fmt, i_width, i_height, &p_va->image ) )
 271     {
 272         p_va->image.image_id = 0;
 273         goto error;
 274     }
 275     CopyInitCache( &p_va->image_cache, i_width );
 276
 277     /* Setup the ffmpeg hardware context */
 278     *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 279
 280     memset( &p_va->hw_ctx, 0, sizeof(p_va->hw_ctx) );
 281     p_va->hw_ctx.display    = p_va->p_display;
 282     p_va->hw_ctx.config_id  = p_va->i_config_id;
 283     p_va->hw_ctx.context_id = p_va->i_context_id;
 284
 285     /* */
 286     p_va->i_surface_chroma = i_chroma;
 287     p_va->i_surface_width = i_width;
 288     p_va->i_surface_height = i_height;
 289     return VLC_SUCCESS;
 290
 291 error:
 292     DestroySurfaces( p_va );
 293     return VLC_EGENERIC;
 294 }
 295
 296 static int Setup( vlc_va_t *p_external, void **pp_hw_ctx, vlc_fourcc_t *pi_chroma,
 297                   int i_width, int i_height )
 298 {
 299     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 300
 301     if( p_va->i_surface_width == i_width &&
 302         p_va->i_surface_height == i_height )
 303     {
 304         *pp_hw_ctx = &p_va->hw_ctx;
 305         *pi_chroma = p_va->i_surface_chroma;
 306         return VLC_SUCCESS;
 307     }
 308
 309     *pp_hw_ctx = NULL;
 310     *pi_chroma = 0;
 311     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 312         DestroySurfaces( p_va );
 313
 314     if( i_width > 0 && i_height > 0 )
 315         return CreateSurfaces( p_va, pp_hw_ctx, pi_chroma, i_width, i_height );
 316
 317     return VLC_EGENERIC;
 318 }
 319 static int Extract( vlc_va_t *p_external, picture_t *p_picture, AVFrame *p_ff )
 320 {
 321     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 322
 323     if( !p_va->image_cache.buffer )
 324         return VLC_EGENERIC;
 325
 326     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 327
 328 #if VA_CHECK_VERSION(0,31,0)
 329     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, i_surface_id ) )
 330 #else
 331     if( vaSyncSurface( p_va->p_display, p_va->i_context_id, i_surface_id ) )
 332 #endif
 333         return VLC_EGENERIC;
 334
 335     /* XXX vaDeriveImage may be better but it is not supported by
 336      * my setup.
 337      */
 338
 339     if( vaGetImage( p_va->p_display, i_surface_id,
 340                     0, 0, p_va->i_surface_width, p_va->i_surface_height,
 341                     p_va->image.image_id) )
 342         return VLC_EGENERIC;
 343
 344     void *p_base;
 345     if( vaMapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf, &p_base ) )
 346         return VLC_EGENERIC;
 347
 348     const uint32_t i_fourcc = p_va->image.format.fourcc;
 349     if( i_fourcc == VA_FOURCC('Y','V','1','2') ||
 350         i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0') )
 351     {
 352         bool b_swap_uv = i_fourcc == VA_FOURCC('I','4','2','0');
 353         uint8_t *pp_plane[3];
 354         size_t  pi_pitch[3];
 355
 356         for( int i = 0; i < 3; i++ )
 357         {
 358             const int i_src_plane = (b_swap_uv && i != 0) ?  (3 - i) : i;
 359             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i_src_plane];
 360             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i_src_plane];
 361         }
 362         CopyFromYv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 363                       p_va->i_surface_width,
 364                       p_va->i_surface_height,
 365                       &p_va->image_cache );
 366     }
 367     else
 368     {
 369         assert( i_fourcc == VA_FOURCC('N','V','1','2') );
 370         uint8_t *pp_plane[2];
 371         size_t  pi_pitch[2];
 372
 373         for( int i = 0; i < 2; i++ )
 374         {
 375             pp_plane[i] = (uint8_t*)p_base + p_va->image.offsets[i];
 376             pi_pitch[i] = p_va->image.pitches[i];
 377         }
 378         CopyFromNv12( p_picture, pp_plane, pi_pitch,
 379                       p_va->i_surface_width,
 380                       p_va->i_surface_height,
 381                       &p_va->image_cache );
 382     }
 383
 384     if( vaUnmapBuffer( p_va->p_display, p_va->image.buf ) )
 385         return VLC_EGENERIC;
 386
 387     return VLC_SUCCESS;
 388 }
 389 static int Get( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 390 {
 391     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 392     int i_old;
 393     int i;
 394
 395     /* Grab an unused surface, in case none are, try the oldest
 396      * XXX using the oldest is a workaround in case a problem happens with ffmpeg */
 397     for( i = 0, i_old = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 398     {
 399         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 400
 401         if( !p_surface->i_refcount )
 402             break;
 403
 404         if( p_surface->i_order < p_va->p_surface[i_old].i_order )
 405             i_old = i;
 406     }
 407     if( i >= p_va->i_surface_count )
 408         i = i_old;
 409
 410     vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 411
 412     p_surface->i_refcount = 1;
 413     p_surface->i_order = p_va->i_surface_order++;
 414
 415     /* */
 416     for( int i = 0; i < 4; i++ )
 417     {
 418         p_ff->data[i] = NULL;
 419         p_ff->linesize[i] = 0;
 420
 421         if( i == 0 || i == 3 )
 422             p_ff->data[i] = (void*)(uintptr_t)p_surface->i_id;/* Yummie */
 423     }
 424     return VLC_SUCCESS;
 425 }
 426 static void Release( vlc_va_t *p_external, AVFrame *p_ff )
 427 {
 428     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 429
 430     VASurfaceID i_surface_id = (VASurfaceID)(uintptr_t)p_ff->data[3];
 431
 432     for( int i = 0; i < p_va->i_surface_count; i++ )
 433     {
 434         vlc_va_surface_t *p_surface = &p_va->p_surface[i];
 435
 436         if( p_surface->i_id == i_surface_id )
 437             p_surface->i_refcount--;
 438     }
 439 }
 440
 441 static void Close( vlc_va_vaapi_t *p_va )
 442 {
 443     if( p_va->i_surface_width || p_va->i_surface_height )
 444         DestroySurfaces( p_va );
 445
 446     if( p_va->i_config_id )
 447         vaDestroyConfig( p_va->p_display, p_va->i_config_id );
 448     if( p_va->p_display )
 449         vaTerminate( p_va->p_display );
 450     if( p_va->p_display_x11 )
 451         XCloseDisplay( p_va->p_display_x11 );
 452 }
 453 static void Delete( vlc_va_t *p_external )
 454 {
 455     vlc_va_vaapi_t *p_va = vlc_va_vaapi_Get(p_external);
 456     Close( p_va );
 457     free( p_va->va.description );
 458     free( p_va );
 459 }
 460
 461 /* */
 462 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 463 {
 464     if( !XInitThreads() )
 465         return NULL;
 466
 467     vlc_va_vaapi_t *p_va = calloc( 1, sizeof(*p_va) );
 468     if( !p_va )
 469         return NULL;
 470
 471     if( Open( p_va, i_codec_id ) )
 472     {
 473         free( p_va );
 474         return NULL;
 475     }
 476
 477     /* */
 478     p_va->va.setup = Setup;
 479     p_va->va.get = Get;
 480     p_va->va.release = Release;
 481     p_va->va.extract = Extract;
 482     p_va->va.close = Delete;
 483     return &p_va->va;
 484 }
 485 #else
 486 vlc_va_t *vlc_va_NewVaapi( int i_codec_id )
 487 {
 488     VLC_UNUSED( i_codec_id );
 489     return NULL;
 490 }
 491 #endif