avcodec/cuvid: Don't claim to decode h.263 (it doesn't)
[ffmpeg.git] / libavcodec / cuvid.c
1 /*
2  * Nvidia CUVID decoder
3  * Copyright (c) 2016 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/buffer.h"
23 #include "libavutil/mathematics.h"
24 #include "libavutil/hwcontext.h"
25 #include "libavutil/hwcontext_cuda.h"
26 #include "libavutil/fifo.h"
27 #include "libavutil/log.h"
28 #include "libavutil/opt.h"
29
30 #include "avcodec.h"
31 #include "internal.h"
32
33 #include "compat/cuda/nvcuvid.h"
34
35 #define MAX_FRAME_COUNT 25
36
37 typedef struct CuvidContext
38 {
39     AVClass *avclass;
40
41     CUvideodecoder cudecoder;
42     CUvideoparser cuparser;
43
44     char *cu_gpu;
45
46     AVBufferRef *hwdevice;
47     AVBufferRef *hwframe;
48
49     AVBSFContext *bsf;
50
51     AVFifoBuffer *frame_queue;
52
53     int deint_mode;
54     int64_t prev_pts;
55
56     int internal_error;
57     int decoder_flushing;
58
59     cudaVideoCodec codec_type;
60     cudaVideoChromaFormat chroma_format;
61
62     CUVIDPARSERPARAMS cuparseinfo;
63     CUVIDEOFORMATEX cuparse_ext;
64 } CuvidContext;
65
66 typedef struct CuvidParsedFrame
67 {
68     CUVIDPARSERDISPINFO dispinfo;
69     int second_field;
70     int is_deinterlacing;
71 } CuvidParsedFrame;
72
73 static int check_cu(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
74 {
75     const char *err_name;
76     const char *err_string;
77
78     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "Calling %s\n", func);
79
80     if (err == CUDA_SUCCESS)
81         return 0;
82
83     cuGetErrorName(err, &err_name);
84     cuGetErrorString(err, &err_string);
85
86     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s failed", func);
87     if (err_name && err_string)
88         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, " -> %s: %s", err_name, err_string);
89     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "\n");
90
91     return AVERROR_EXTERNAL;
92 }
93
94 #define CHECK_CU(x) check_cu(avctx, (x), #x)
95
96 static int CUDAAPI cuvid_handle_video_sequence(void *opaque, CUVIDEOFORMAT* format)
97 {
98     AVCodecContext *avctx = opaque;
99     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
100     AVHWFramesContext *hwframe_ctx = (AVHWFramesContext*)ctx->hwframe->data;
101     CUVIDDECODECREATEINFO cuinfo;
102
103     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "pfnSequenceCallback, progressive_sequence=%d\n", format->progressive_sequence);
104
105     ctx->internal_error = 0;
106
107     avctx->width = format->display_area.right;
108     avctx->height = format->display_area.bottom;
109
110     ff_set_sar(avctx, av_div_q(
111         (AVRational){ format->display_aspect_ratio.x, format->display_aspect_ratio.y },
112         (AVRational){ avctx->width, avctx->height }));
113
114     if (!format->progressive_sequence && ctx->deint_mode == cudaVideoDeinterlaceMode_Weave)
115         avctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
116     else
117         avctx->flags &= ~AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
118
119     if (format->video_signal_description.video_full_range_flag)
120         avctx->color_range = AVCOL_RANGE_JPEG;
121     else
122         avctx->color_range = AVCOL_RANGE_MPEG;
123
124     avctx->color_primaries = format->video_signal_description.color_primaries;
125     avctx->color_trc = format->video_signal_description.transfer_characteristics;
126     avctx->colorspace = format->video_signal_description.matrix_coefficients;
127
128     if (format->bitrate)
129         avctx->bit_rate = format->bitrate;
130
131     if (format->frame_rate.numerator && format->frame_rate.denominator) {
132         avctx->framerate.num = format->frame_rate.numerator;
133         avctx->framerate.den = format->frame_rate.denominator;
134     }
135
136     if (ctx->cudecoder
137             && avctx->coded_width == format->coded_width
138             && avctx->coded_height == format->coded_height
139             && ctx->chroma_format == format->chroma_format
140             && ctx->codec_type == format->codec)
141         return 1;
142
143     if (ctx->cudecoder) {
144         av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "Re-initializing decoder\n");
145         ctx->internal_error = CHECK_CU(cuvidDestroyDecoder(ctx->cudecoder));
146         if (ctx->internal_error < 0)
147             return 0;
148         ctx->cudecoder = NULL;
149     }
150
151     if (hwframe_ctx->pool && (
152             hwframe_ctx->width < avctx->width ||
153             hwframe_ctx->height < avctx->height ||
154             hwframe_ctx->format != AV_PIX_FMT_CUDA ||
155             hwframe_ctx->sw_format != AV_PIX_FMT_NV12)) {
156         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "AVHWFramesContext is already initialized with incompatible parameters\n");
157         ctx->internal_error = AVERROR(EINVAL);
158         return 0;
159     }
160
161     if (format->chroma_format != cudaVideoChromaFormat_420) {
162         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Chroma formats other than 420 are not supported\n");
163         ctx->internal_error = AVERROR(EINVAL);
164         return 0;
165     }
166
167     avctx->coded_width = format->coded_width;
168     avctx->coded_height = format->coded_height;
169
170     ctx->chroma_format = format->chroma_format;
171
172     memset(&cuinfo, 0, sizeof(cuinfo));
173
174     cuinfo.CodecType = ctx->codec_type = format->codec;
175     cuinfo.ChromaFormat = format->chroma_format;
176     cuinfo.OutputFormat = cudaVideoSurfaceFormat_NV12;
177
178     cuinfo.ulWidth = avctx->coded_width;
179     cuinfo.ulHeight = avctx->coded_height;
180     cuinfo.ulTargetWidth = cuinfo.ulWidth;
181     cuinfo.ulTargetHeight = cuinfo.ulHeight;
182
183     cuinfo.target_rect.left = 0;
184     cuinfo.target_rect.top = 0;
185     cuinfo.target_rect.right = cuinfo.ulWidth;
186     cuinfo.target_rect.bottom = cuinfo.ulHeight;
187
188     cuinfo.ulNumDecodeSurfaces = MAX_FRAME_COUNT;
189     cuinfo.ulNumOutputSurfaces = 1;
190     cuinfo.ulCreationFlags = cudaVideoCreate_PreferCUVID;
191     cuinfo.bitDepthMinus8 = format->bit_depth_luma_minus8;
192
193     if (format->progressive_sequence) {
194         ctx->deint_mode = cuinfo.DeinterlaceMode = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave;
195     } else {
196         cuinfo.DeinterlaceMode = ctx->deint_mode;
197     }
198
199     if (ctx->deint_mode != cudaVideoDeinterlaceMode_Weave)
200         avctx->framerate = av_mul_q(avctx->framerate, (AVRational){2, 1});
201
202     ctx->internal_error = CHECK_CU(cuvidCreateDecoder(&ctx->cudecoder, &cuinfo));
203     if (ctx->internal_error < 0)
204         return 0;
205
206     if (!hwframe_ctx->pool) {
207         hwframe_ctx->format = AV_PIX_FMT_CUDA;
208         hwframe_ctx->sw_format = AV_PIX_FMT_NV12;
209         hwframe_ctx->width = avctx->width;
210         hwframe_ctx->height = avctx->height;
211
212         if ((ctx->internal_error = av_hwframe_ctx_init(ctx->hwframe)) < 0) {
213             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_ctx_init failed\n");
214             return 0;
215         }
216     }
217
218     return 1;
219 }
220
221 static int CUDAAPI cuvid_handle_picture_decode(void *opaque, CUVIDPICPARAMS* picparams)
222 {
223     AVCodecContext *avctx = opaque;
224     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
225
226     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "pfnDecodePicture\n");
227
228     ctx->internal_error = CHECK_CU(cuvidDecodePicture(ctx->cudecoder, picparams));
229     if (ctx->internal_error < 0)
230         return 0;
231
232     return 1;
233 }
234
235 static int CUDAAPI cuvid_handle_picture_display(void *opaque, CUVIDPARSERDISPINFO* dispinfo)
236 {
237     AVCodecContext *avctx = opaque;
238     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
239     CuvidParsedFrame parsed_frame = { *dispinfo, 0, 0 };
240
241     ctx->internal_error = 0;
242
243     if (ctx->deint_mode == cudaVideoDeinterlaceMode_Weave) {
244         av_fifo_generic_write(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
245     } else {
246         parsed_frame.is_deinterlacing = 1;
247         av_fifo_generic_write(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
248         parsed_frame.second_field = 1;
249         av_fifo_generic_write(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
250     }
251
252     return 1;
253 }
254
255 static int cuvid_decode_packet(AVCodecContext *avctx, const AVPacket *avpkt)
256 {
257     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
258     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)ctx->hwdevice->data;
259     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = device_ctx->hwctx;
260     CUcontext dummy, cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
261     CUVIDSOURCEDATAPACKET cupkt;
262     AVPacket filter_packet = { 0 };
263     AVPacket filtered_packet = { 0 };
264     int ret = 0, eret = 0, is_flush = ctx->decoder_flushing;
265
266     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "cuvid_decode_packet\n");
267
268     if (is_flush && avpkt && avpkt->size)
269         return AVERROR_EOF;
270
271     if (av_fifo_size(ctx->frame_queue) / sizeof(CuvidParsedFrame) > MAX_FRAME_COUNT - 2 && avpkt && avpkt->size)
272         return AVERROR(EAGAIN);
273
274     if (ctx->bsf && avpkt && avpkt->size) {
275         if ((ret = av_packet_ref(&filter_packet, avpkt)) < 0) {
276             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_packet_ref failed\n");
277             return ret;
278         }
279
280         if ((ret = av_bsf_send_packet(ctx->bsf, &filter_packet)) < 0) {
281             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_bsf_send_packet failed\n");
282             av_packet_unref(&filter_packet);
283             return ret;
284         }
285
286         if ((ret = av_bsf_receive_packet(ctx->bsf, &filtered_packet)) < 0) {
287             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_bsf_receive_packet failed\n");
288             return ret;
289         }
290
291         avpkt = &filtered_packet;
292     }
293
294     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
295     if (ret < 0) {
296         av_packet_unref(&filtered_packet);
297         return ret;
298     }
299
300     memset(&cupkt, 0, sizeof(cupkt));
301
302     if (avpkt && avpkt->size) {
303         cupkt.payload_size = avpkt->size;
304         cupkt.payload = avpkt->data;
305
306         if (avpkt->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
307             cupkt.flags = CUVID_PKT_TIMESTAMP;
308             if (avctx->pkt_timebase.num && avctx->pkt_timebase.den)
309                 cupkt.timestamp = av_rescale_q(avpkt->pts, avctx->pkt_timebase, (AVRational){1, 10000000});
310             else
311                 cupkt.timestamp = avpkt->pts;
312         }
313     } else {
314         cupkt.flags = CUVID_PKT_ENDOFSTREAM;
315         ctx->decoder_flushing = 1;
316     }
317
318     ret = CHECK_CU(cuvidParseVideoData(ctx->cuparser, &cupkt));
319
320     av_packet_unref(&filtered_packet);
321
322     if (ret < 0)
323         goto error;
324
325     // cuvidParseVideoData doesn't return an error just because stuff failed...
326     if (ctx->internal_error) {
327         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "cuvid decode callback error\n");
328         ret = ctx->internal_error;
329         goto error;
330     }
331
332 error:
333     eret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
334
335     if (eret < 0)
336         return eret;
337     else if (ret < 0)
338         return ret;
339     else if (is_flush)
340         return AVERROR_EOF;
341     else
342         return 0;
343 }
344
345 static int cuvid_output_frame(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame)
346 {
347     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
348     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)ctx->hwdevice->data;
349     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = device_ctx->hwctx;
350     CUcontext dummy, cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
351     CUdeviceptr mapped_frame = 0;
352     int ret = 0, eret = 0;
353
354     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "cuvid_output_frame\n");
355
356     if (ctx->decoder_flushing) {
357         ret = cuvid_decode_packet(avctx, NULL);
358         if (ret < 0 && ret != AVERROR_EOF)
359             return ret;
360     }
361
362     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
363     if (ret < 0)
364         return ret;
365
366     if (av_fifo_size(ctx->frame_queue)) {
367         CuvidParsedFrame parsed_frame;
368         CUVIDPROCPARAMS params;
369         unsigned int pitch = 0;
370         int offset = 0;
371         int i;
372
373         av_fifo_generic_read(ctx->frame_queue, &parsed_frame, sizeof(CuvidParsedFrame), NULL);
374
375         memset(&params, 0, sizeof(params));
376         params.progressive_frame = parsed_frame.dispinfo.progressive_frame;
377         params.second_field = parsed_frame.second_field;
378         params.top_field_first = parsed_frame.dispinfo.top_field_first;
379
380         ret = CHECK_CU(cuvidMapVideoFrame(ctx->cudecoder, parsed_frame.dispinfo.picture_index, &mapped_frame, &pitch, &params));
381         if (ret < 0)
382             goto error;
383
384         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
385             ret = av_hwframe_get_buffer(ctx->hwframe, frame, 0);
386             if (ret < 0) {
387                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_get_buffer failed\n");
388                 goto error;
389             }
390
391             ret = ff_decode_frame_props(avctx, frame);
392             if (ret < 0) {
393                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_decode_frame_props failed\n");
394                 goto error;
395             }
396
397             for (i = 0; i < 2; i++) {
398                 CUDA_MEMCPY2D cpy = {
399                     .srcMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
400                     .dstMemoryType = CU_MEMORYTYPE_DEVICE,
401                     .srcDevice     = mapped_frame,
402                     .dstDevice     = (CUdeviceptr)frame->data[i],
403                     .srcPitch      = pitch,
404                     .dstPitch      = frame->linesize[i],
405                     .srcY          = offset,
406                     .WidthInBytes  = FFMIN(pitch, frame->linesize[i]),
407                     .Height        = avctx->height >> (i ? 1 : 0),
408                 };
409
410                 ret = CHECK_CU(cuMemcpy2D(&cpy));
411                 if (ret < 0)
412                     goto error;
413
414                 offset += avctx->coded_height;
415             }
416         } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NV12) {
417             AVFrame *tmp_frame = av_frame_alloc();
418             if (!tmp_frame) {
419                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_frame_alloc failed\n");
420                 ret = AVERROR(ENOMEM);
421                 goto error;
422             }
423
424             tmp_frame->format        = AV_PIX_FMT_CUDA;
425             tmp_frame->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(ctx->hwframe);
426             tmp_frame->data[0]       = (uint8_t*)mapped_frame;
427             tmp_frame->linesize[0]   = pitch;
428             tmp_frame->data[1]       = (uint8_t*)(mapped_frame + avctx->coded_height * pitch);
429             tmp_frame->linesize[1]   = pitch;
430             tmp_frame->width         = avctx->width;
431             tmp_frame->height        = avctx->height;
432
433             ret = ff_get_buffer(avctx, frame, 0);
434             if (ret < 0) {
435                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_get_buffer failed\n");
436                 av_frame_free(&tmp_frame);
437                 goto error;
438             }
439
440             ret = av_hwframe_transfer_data(frame, tmp_frame, 0);
441             if (ret) {
442                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_transfer_data failed\n");
443                 av_frame_free(&tmp_frame);
444                 goto error;
445             }
446
447             av_frame_free(&tmp_frame);
448         } else {
449             ret = AVERROR_BUG;
450             goto error;
451         }
452
453         frame->width = avctx->width;
454         frame->height = avctx->height;
455         if (avctx->pkt_timebase.num && avctx->pkt_timebase.den)
456             frame->pts = av_rescale_q(parsed_frame.dispinfo.timestamp, (AVRational){1, 10000000}, avctx->pkt_timebase);
457         else
458             frame->pts = parsed_frame.dispinfo.timestamp;
459
460         if (parsed_frame.second_field) {
461             if (ctx->prev_pts == INT64_MIN) {
462                 ctx->prev_pts = frame->pts;
463                 frame->pts += (avctx->pkt_timebase.den * avctx->framerate.den) / (avctx->pkt_timebase.num * avctx->framerate.num);
464             } else {
465                 int pts_diff = (frame->pts - ctx->prev_pts) / 2;
466                 ctx->prev_pts = frame->pts;
467                 frame->pts += pts_diff;
468             }
469         }
470
471         /* CUVIDs opaque reordering breaks the internal pkt logic.
472          * So set pkt_pts and clear all the other pkt_ fields.
473          */
474 #if FF_API_PKT_PTS
475 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
476         frame->pkt_pts = frame->pts;
477 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
478 #endif
479         av_frame_set_pkt_pos(frame, -1);
480         av_frame_set_pkt_duration(frame, 0);
481         av_frame_set_pkt_size(frame, -1);
482
483         frame->interlaced_frame = !parsed_frame.is_deinterlacing && !parsed_frame.dispinfo.progressive_frame;
484
485         if (frame->interlaced_frame)
486             frame->top_field_first = parsed_frame.dispinfo.top_field_first;
487     } else if (ctx->decoder_flushing) {
488         ret = AVERROR_EOF;
489     } else {
490         ret = AVERROR(EAGAIN);
491     }
492
493 error:
494     if (mapped_frame)
495         eret = CHECK_CU(cuvidUnmapVideoFrame(ctx->cudecoder, mapped_frame));
496
497     eret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
498
499     if (eret < 0)
500         return eret;
501     else
502         return ret;
503 }
504
505 static int cuvid_decode_frame(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame, AVPacket *avpkt)
506 {
507     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
508     AVFrame *frame = data;
509     int ret = 0;
510
511     av_log(avctx, AV_LOG_TRACE, "cuvid_decode_frame\n");
512
513     if (ctx->deint_mode != cudaVideoDeinterlaceMode_Weave) {
514         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Deinterlacing is not supported via the old API\n");
515         return AVERROR(EINVAL);
516     }
517
518     if (!ctx->decoder_flushing) {
519         ret = cuvid_decode_packet(avctx, avpkt);
520         if (ret < 0)
521             return ret;
522     }
523
524     ret = cuvid_output_frame(avctx, frame);
525     if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF) {
526         *got_frame = 0;
527     } else if (ret < 0) {
528         return ret;
529     } else {
530         *got_frame = 1;
531     }
532
533     return 0;
534 }
535
536 static av_cold int cuvid_decode_end(AVCodecContext *avctx)
537 {
538     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
539
540     av_fifo_freep(&ctx->frame_queue);
541
542     if (ctx->bsf)
543         av_bsf_free(&ctx->bsf);
544
545     if (ctx->cuparser)
546         cuvidDestroyVideoParser(ctx->cuparser);
547
548     if (ctx->cudecoder)
549         cuvidDestroyDecoder(ctx->cudecoder);
550
551     av_buffer_unref(&ctx->hwframe);
552     av_buffer_unref(&ctx->hwdevice);
553
554     return 0;
555 }
556
557 static int cuvid_test_dummy_decoder(AVCodecContext *avctx, CUVIDPARSERPARAMS *cuparseinfo)
558 {
559     CUVIDDECODECREATEINFO cuinfo;
560     CUvideodecoder cudec = 0;
561     int ret = 0;
562
563     memset(&cuinfo, 0, sizeof(cuinfo));
564
565     cuinfo.CodecType = cuparseinfo->CodecType;
566     cuinfo.ChromaFormat = cudaVideoChromaFormat_420;
567     cuinfo.OutputFormat = cudaVideoSurfaceFormat_NV12;
568
569     cuinfo.ulWidth = 1280;
570     cuinfo.ulHeight = 720;
571     cuinfo.ulTargetWidth = cuinfo.ulWidth;
572     cuinfo.ulTargetHeight = cuinfo.ulHeight;
573
574     cuinfo.target_rect.left = 0;
575     cuinfo.target_rect.top = 0;
576     cuinfo.target_rect.right = cuinfo.ulWidth;
577     cuinfo.target_rect.bottom = cuinfo.ulHeight;
578
579     cuinfo.ulNumDecodeSurfaces = MAX_FRAME_COUNT;
580     cuinfo.ulNumOutputSurfaces = 1;
581     cuinfo.ulCreationFlags = cudaVideoCreate_PreferCUVID;
582     cuinfo.bitDepthMinus8 = 0;
583
584     cuinfo.DeinterlaceMode = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave;
585
586     ret = CHECK_CU(cuvidCreateDecoder(&cudec, &cuinfo));
587     if (ret < 0)
588         return ret;
589
590     ret = CHECK_CU(cuvidDestroyDecoder(cudec));
591     if (ret < 0)
592         return ret;
593
594     return 0;
595 }
596
597 static av_cold int cuvid_decode_init(AVCodecContext *avctx)
598 {
599     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
600     AVCUDADeviceContext *device_hwctx;
601     AVHWDeviceContext *device_ctx;
602     AVHWFramesContext *hwframe_ctx;
603     CUVIDSOURCEDATAPACKET seq_pkt;
604     CUcontext cuda_ctx = NULL;
605     CUcontext dummy;
606     const AVBitStreamFilter *bsf;
607     int ret = 0;
608
609     enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_CUDA,
610                                        AV_PIX_FMT_NV12,
611                                        AV_PIX_FMT_NONE };
612
613     ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
614     if (ret < 0) {
615         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ff_get_format failed: %d\n", ret);
616         return ret;
617     }
618
619     ctx->frame_queue = av_fifo_alloc(MAX_FRAME_COUNT * sizeof(CuvidParsedFrame));
620     if (!ctx->frame_queue) {
621         ret = AVERROR(ENOMEM);
622         goto error;
623     }
624
625     avctx->pix_fmt = ret;
626
627     if (avctx->hw_frames_ctx) {
628         ctx->hwframe = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
629         if (!ctx->hwframe) {
630             ret = AVERROR(ENOMEM);
631             goto error;
632         }
633
634         hwframe_ctx = (AVHWFramesContext*)ctx->hwframe->data;
635
636         ctx->hwdevice = av_buffer_ref(hwframe_ctx->device_ref);
637         if (!ctx->hwdevice) {
638             ret = AVERROR(ENOMEM);
639             goto error;
640         }
641     } else {
642         ret = av_hwdevice_ctx_create(&ctx->hwdevice, AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA, ctx->cu_gpu, NULL, 0);
643         if (ret < 0)
644             goto error;
645
646         ctx->hwframe = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->hwdevice);
647         if (!ctx->hwframe) {
648             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "av_hwframe_ctx_alloc failed\n");
649             ret = AVERROR(ENOMEM);
650             goto error;
651         }
652
653         hwframe_ctx = (AVHWFramesContext*)ctx->hwframe->data;
654     }
655
656     device_ctx = hwframe_ctx->device_ctx;
657     device_hwctx = device_ctx->hwctx;
658     cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
659
660     memset(&ctx->cuparseinfo, 0, sizeof(ctx->cuparseinfo));
661     memset(&ctx->cuparse_ext, 0, sizeof(ctx->cuparse_ext));
662     memset(&seq_pkt, 0, sizeof(seq_pkt));
663
664     ctx->cuparseinfo.pExtVideoInfo = &ctx->cuparse_ext;
665
666     switch (avctx->codec->id) {
667 #if CONFIG_H264_CUVID_DECODER
668     case AV_CODEC_ID_H264:
669         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_H264;
670         break;
671 #endif
672 #if CONFIG_HEVC_CUVID_DECODER
673     case AV_CODEC_ID_HEVC:
674         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_HEVC;
675         break;
676 #endif
677 #if CONFIG_MJPEG_CUVID_DECODER
678     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
679         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_JPEG;
680         break;
681 #endif
682 #if CONFIG_MPEG1_CUVID_DECODER
683     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
684         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG1;
685         break;
686 #endif
687 #if CONFIG_MPEG2_CUVID_DECODER
688     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
689         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG2;
690         break;
691 #endif
692 #if CONFIG_MPEG4_CUVID_DECODER
693     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
694         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_MPEG4;
695         break;
696 #endif
697 #if CONFIG_VP8_CUVID_DECODER
698     case AV_CODEC_ID_VP8:
699         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_VP8;
700         break;
701 #endif
702 #if CONFIG_VP9_CUVID_DECODER
703     case AV_CODEC_ID_VP9:
704         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_VP9;
705         break;
706 #endif
707 #if CONFIG_VC1_CUVID_DECODER
708     case AV_CODEC_ID_VC1:
709         ctx->cuparseinfo.CodecType = cudaVideoCodec_VC1;
710         break;
711 #endif
712     default:
713         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid CUVID codec!\n");
714         return AVERROR_BUG;
715     }
716
717     if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264 || avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_HEVC) {
718         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264)
719             bsf = av_bsf_get_by_name("h264_mp4toannexb");
720         else
721             bsf = av_bsf_get_by_name("hevc_mp4toannexb");
722
723         if (!bsf) {
724             ret = AVERROR_BSF_NOT_FOUND;
725             goto error;
726         }
727         if (ret = av_bsf_alloc(bsf, &ctx->bsf)) {
728             goto error;
729         }
730         if (((ret = avcodec_parameters_from_context(ctx->bsf->par_in, avctx)) < 0) || ((ret = av_bsf_init(ctx->bsf)) < 0)) {
731             av_bsf_free(&ctx->bsf);
732             goto error;
733         }
734
735         ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length = ctx->bsf->par_out->extradata_size;
736         memcpy(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data,
737                ctx->bsf->par_out->extradata,
738                FFMIN(sizeof(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data), ctx->bsf->par_out->extradata_size));
739     } else if (avctx->extradata_size > 0) {
740         ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length = avctx->extradata_size;
741         memcpy(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data,
742                avctx->extradata,
743                FFMIN(sizeof(ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data), avctx->extradata_size));
744     }
745
746     ctx->cuparseinfo.ulMaxNumDecodeSurfaces = MAX_FRAME_COUNT;
747     ctx->cuparseinfo.ulMaxDisplayDelay = 4;
748     ctx->cuparseinfo.pUserData = avctx;
749     ctx->cuparseinfo.pfnSequenceCallback = cuvid_handle_video_sequence;
750     ctx->cuparseinfo.pfnDecodePicture = cuvid_handle_picture_decode;
751     ctx->cuparseinfo.pfnDisplayPicture = cuvid_handle_picture_display;
752
753     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
754     if (ret < 0)
755         goto error;
756
757     ret = cuvid_test_dummy_decoder(avctx, &ctx->cuparseinfo);
758     if (ret < 0)
759         goto error;
760
761     ret = CHECK_CU(cuvidCreateVideoParser(&ctx->cuparser, &ctx->cuparseinfo));
762     if (ret < 0)
763         goto error;
764
765     seq_pkt.payload = ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data;
766     seq_pkt.payload_size = ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length;
767
768     if (seq_pkt.payload && seq_pkt.payload_size) {
769         ret = CHECK_CU(cuvidParseVideoData(ctx->cuparser, &seq_pkt));
770         if (ret < 0)
771             goto error;
772     }
773
774     ret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
775     if (ret < 0)
776         goto error;
777
778     ctx->prev_pts = INT64_MIN;
779
780     if (!avctx->pkt_timebase.num || !avctx->pkt_timebase.den)
781         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid pkt_timebase, passing timestamps as-is.\n");
782
783     return 0;
784
785 error:
786     cuvid_decode_end(avctx);
787     return ret;
788 }
789
790 static void cuvid_flush(AVCodecContext *avctx)
791 {
792     CuvidContext *ctx = avctx->priv_data;
793     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)ctx->hwdevice->data;
794     AVCUDADeviceContext *device_hwctx = device_ctx->hwctx;
795     CUcontext dummy, cuda_ctx = device_hwctx->cuda_ctx;
796     CUVIDSOURCEDATAPACKET seq_pkt = { 0 };
797     int ret;
798
799     ret = CHECK_CU(cuCtxPushCurrent(cuda_ctx));
800     if (ret < 0)
801         goto error;
802
803     av_fifo_freep(&ctx->frame_queue);
804
805     ctx->frame_queue = av_fifo_alloc(MAX_FRAME_COUNT * sizeof(CuvidParsedFrame));
806     if (!ctx->frame_queue) {
807         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to recreate frame queue on flush\n");
808         return;
809     }
810
811     if (ctx->cudecoder) {
812         cuvidDestroyDecoder(ctx->cudecoder);
813         ctx->cudecoder = NULL;
814     }
815
816     if (ctx->cuparser) {
817         cuvidDestroyVideoParser(ctx->cuparser);
818         ctx->cuparser = NULL;
819     }
820
821     ret = CHECK_CU(cuvidCreateVideoParser(&ctx->cuparser, &ctx->cuparseinfo));
822     if (ret < 0)
823         goto error;
824
825     seq_pkt.payload = ctx->cuparse_ext.raw_seqhdr_data;
826     seq_pkt.payload_size = ctx->cuparse_ext.format.seqhdr_data_length;
827
828     if (seq_pkt.payload && seq_pkt.payload_size) {
829         ret = CHECK_CU(cuvidParseVideoData(ctx->cuparser, &seq_pkt));
830         if (ret < 0)
831             goto error;
832     }
833
834     ret = CHECK_CU(cuCtxPopCurrent(&dummy));
835     if (ret < 0)
836         goto error;
837
838     ctx->prev_pts = INT64_MIN;
839     ctx->decoder_flushing = 0;
840
841     return;
842  error:
843     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "CUDA reinit on flush failed\n");
844 }
845
846 #define OFFSET(x) offsetof(CuvidContext, x)
847 #define VD AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
848 static const AVOption options[] = {
849     { "deint",    "Set deinterlacing mode", OFFSET(deint_mode), AV_OPT_TYPE_INT,   { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave    }, cudaVideoDeinterlaceMode_Weave, cudaVideoDeinterlaceMode_Adaptive, VD, "deint" },
850     { "weave",    "Weave deinterlacing (do nothing)",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Weave    }, 0, 0, VD, "deint" },
851     { "bob",      "Bob deinterlacing",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Bob      }, 0, 0, VD, "deint" },
852     { "adaptive", "Adaptive deinterlacing",                  0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = cudaVideoDeinterlaceMode_Adaptive }, 0, 0, VD, "deint" },
853     { "gpu",      "GPU to be used for decoding", OFFSET(cu_gpu), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, 0, 0, VD },
854     { NULL }
855 };
856
857 #define DEFINE_CUVID_CODEC(x, X) \
858     static const AVClass x##_cuvid_class = { \
859         .class_name = #x "_cuvid", \
860         .item_name = av_default_item_name, \
861         .option = options, \
862         .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT, \
863     }; \
864     AVHWAccel ff_##x##_cuvid_hwaccel = { \
865         .name           = #x "_cuvid", \
866         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
867         .id             = AV_CODEC_ID_##X, \
868         .pix_fmt        = AV_PIX_FMT_CUDA, \
869     }; \
870     AVCodec ff_##x##_cuvid_decoder = { \
871         .name           = #x "_cuvid", \
872         .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nvidia CUVID " #X " decoder"), \
873         .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO, \
874         .id             = AV_CODEC_ID_##X, \
875         .priv_data_size = sizeof(CuvidContext), \
876         .priv_class     = &x##_cuvid_class, \
877         .init           = cuvid_decode_init, \
878         .close          = cuvid_decode_end, \
879         .decode         = cuvid_decode_frame, \
880         .send_packet    = cuvid_decode_packet, \
881         .receive_frame  = cuvid_output_frame, \
882         .flush          = cuvid_flush, \
883         .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AVOID_PROBING, \
884         .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_CUDA, \
885                                                         AV_PIX_FMT_NV12, \
886                                                         AV_PIX_FMT_NONE }, \
887     };
888
889 #if CONFIG_HEVC_CUVID_DECODER
890 DEFINE_CUVID_CODEC(hevc, HEVC)
891 #endif
892
893 #if CONFIG_H264_CUVID_DECODER
894 DEFINE_CUVID_CODEC(h264, H264)
895 #endif
896
897 #if CONFIG_MJPEG_CUVID_DECODER
898 DEFINE_CUVID_CODEC(mjpeg, MJPEG)
899 #endif
900
901 #if CONFIG_MPEG1_CUVID_DECODER
902 DEFINE_CUVID_CODEC(mpeg1, MPEG1VIDEO)
903 #endif
904
905 #if CONFIG_MPEG2_CUVID_DECODER
906 DEFINE_CUVID_CODEC(mpeg2, MPEG2VIDEO)
907 #endif
908
909 #if CONFIG_MPEG4_CUVID_DECODER
910 DEFINE_CUVID_CODEC(mpeg4, MPEG4)
911 #endif
912
913 #if CONFIG_VP8_CUVID_DECODER
914 DEFINE_CUVID_CODEC(vp8, VP8)
915 #endif
916
917 #if CONFIG_VP9_CUVID_DECODER
918 DEFINE_CUVID_CODEC(vp9, VP9)
919 #endif
920
921 #if CONFIG_VC1_CUVID_DECODER
922 DEFINE_CUVID_CODEC(vc1, VC1)
923 #endif