Merge commit 'a1a143adb0fd11c474221431417cff25db7d920f'
[ffmpeg.git] / libavcodec / pthread_frame.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 /**
20  * @file
21  * Frame multithreading support functions
22  * @see doc/multithreading.txt
23  */
24
25 #include "config.h"
26
27 #include <stdatomic.h>
28 #include <stdint.h>
29
30 #include "avcodec.h"
31 #include "hwaccel.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "pthread_internal.h"
34 #include "thread.h"
35 #include "version.h"
36
37 #include "libavutil/avassert.h"
38 #include "libavutil/buffer.h"
39 #include "libavutil/common.h"
40 #include "libavutil/cpu.h"
41 #include "libavutil/frame.h"
42 #include "libavutil/internal.h"
43 #include "libavutil/log.h"
44 #include "libavutil/mem.h"
45 #include "libavutil/opt.h"
46 #include "libavutil/thread.h"
47
48 enum {
49     ///< Set when the thread is awaiting a packet.
50     STATE_INPUT_READY,
51     ///< Set before the codec has called ff_thread_finish_setup().
52     STATE_SETTING_UP,
53     /**
54      * Set when the codec calls get_buffer().
55      * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
56      */
57     STATE_GET_BUFFER,
58      /**
59       * Set when the codec calls get_format().
60       * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
61       */
62     STATE_GET_FORMAT,
63     ///< Set after the codec has called ff_thread_finish_setup().
64     STATE_SETUP_FINISHED,
65 };
66
67 /**
68  * Context used by codec threads and stored in their AVCodecInternal thread_ctx.
69  */
70 typedef struct PerThreadContext {
71     struct FrameThreadContext *parent;
72
73     pthread_t      thread;
74     int            thread_init;
75     pthread_cond_t input_cond;      ///< Used to wait for a new packet from the main thread.
76     pthread_cond_t progress_cond;   ///< Used by child threads to wait for progress to change.
77     pthread_cond_t output_cond;     ///< Used by the main thread to wait for frames to finish.
78
79     pthread_mutex_t mutex;          ///< Mutex used to protect the contents of the PerThreadContext.
80     pthread_mutex_t progress_mutex; ///< Mutex used to protect frame progress values and progress_cond.
81
82     AVCodecContext *avctx;          ///< Context used to decode packets passed to this thread.
83
84     AVPacket       avpkt;           ///< Input packet (for decoding) or output (for encoding).
85
86     AVFrame *frame;                 ///< Output frame (for decoding) or input (for encoding).
87     int     got_frame;              ///< The output of got_picture_ptr from the last avcodec_decode_video() call.
88     int     result;                 ///< The result of the last codec decode/encode() call.
89
90     atomic_int state;
91
92     /**
93      * Array of frames passed to ff_thread_release_buffer().
94      * Frames are released after all threads referencing them are finished.
95      */
96     AVFrame *released_buffers;
97     int  num_released_buffers;
98     int      released_buffers_allocated;
99
100     AVFrame *requested_frame;       ///< AVFrame the codec passed to get_buffer()
101     int      requested_flags;       ///< flags passed to get_buffer() for requested_frame
102
103     const enum AVPixelFormat *available_formats; ///< Format array for get_format()
104     enum AVPixelFormat result_format;            ///< get_format() result
105
106     int die;                        ///< Set when the thread should exit.
107
108     int hwaccel_serializing;
109     int async_serializing;
110
111     atomic_int debug_threads;       ///< Set if the FF_DEBUG_THREADS option is set.
112 } PerThreadContext;
113
114 /**
115  * Context stored in the client AVCodecInternal thread_ctx.
116  */
117 typedef struct FrameThreadContext {
118     PerThreadContext *threads;     ///< The contexts for each thread.
119     PerThreadContext *prev_thread; ///< The last thread submit_packet() was called on.
120
121     pthread_mutex_t buffer_mutex;  ///< Mutex used to protect get/release_buffer().
122     /**
123      * This lock is used for ensuring threads run in serial when hwaccel
124      * is used.
125      */
126     pthread_mutex_t hwaccel_mutex;
127     pthread_mutex_t async_mutex;
128     pthread_cond_t async_cond;
129     int async_lock;
130
131     int next_decoding;             ///< The next context to submit a packet to.
132     int next_finished;             ///< The next context to return output from.
133
134     int delaying;                  /**<
135                                     * Set for the first N packets, where N is the number of threads.
136                                     * While it is set, ff_thread_en/decode_frame won't return any results.
137                                     */
138 } FrameThreadContext;
139
140 #define THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx) \
141 ((avctx)->thread_safe_callbacks || (avctx)->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2)
142
143 static void async_lock(FrameThreadContext *fctx)
144 {
145     pthread_mutex_lock(&fctx->async_mutex);
146     while (fctx->async_lock)
147         pthread_cond_wait(&fctx->async_cond, &fctx->async_mutex);
148     fctx->async_lock = 1;
149     pthread_mutex_unlock(&fctx->async_mutex);
150 }
151
152 static void async_unlock(FrameThreadContext *fctx)
153 {
154     pthread_mutex_lock(&fctx->async_mutex);
155     av_assert0(fctx->async_lock);
156     fctx->async_lock = 0;
157     pthread_cond_broadcast(&fctx->async_cond);
158     pthread_mutex_unlock(&fctx->async_mutex);
159 }
160
161 /**
162  * Codec worker thread.
163  *
164  * Automatically calls ff_thread_finish_setup() if the codec does
165  * not provide an update_thread_context method, or if the codec returns
166  * before calling it.
167  */
168 static attribute_align_arg void *frame_worker_thread(void *arg)
169 {
170     PerThreadContext *p = arg;
171     AVCodecContext *avctx = p->avctx;
172     const AVCodec *codec = avctx->codec;
173
174     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
175     while (1) {
176         while (atomic_load(&p->state) == STATE_INPUT_READY && !p->die)
177             pthread_cond_wait(&p->input_cond, &p->mutex);
178
179         if (p->die) break;
180
181         if (!codec->update_thread_context && THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))
182             ff_thread_finish_setup(avctx);
183
184         /* If a decoder supports hwaccel, then it must call ff_get_format().
185          * Since that call must happen before ff_thread_finish_setup(), the
186          * decoder is required to implement update_thread_context() and call
187          * ff_thread_finish_setup() manually. Therefore the above
188          * ff_thread_finish_setup() call did not happen and hwaccel_serializing
189          * cannot be true here. */
190         av_assert0(!p->hwaccel_serializing);
191
192         /* if the previous thread uses hwaccel then we take the lock to ensure
193          * the threads don't run concurrently */
194         if (avctx->hwaccel) {
195             pthread_mutex_lock(&p->parent->hwaccel_mutex);
196             p->hwaccel_serializing = 1;
197         }
198
199         av_frame_unref(p->frame);
200         p->got_frame = 0;
201         p->result = codec->decode(avctx, p->frame, &p->got_frame, &p->avpkt);
202
203         if ((p->result < 0 || !p->got_frame) && p->frame->buf[0]) {
204             if (avctx->internal->allocate_progress)
205                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A frame threaded decoder did not "
206                        "free the frame on failure. This is a bug, please report it.\n");
207             av_frame_unref(p->frame);
208         }
209
210         if (atomic_load(&p->state) == STATE_SETTING_UP)
211             ff_thread_finish_setup(avctx);
212
213         if (p->hwaccel_serializing) {
214             p->hwaccel_serializing = 0;
215             pthread_mutex_unlock(&p->parent->hwaccel_mutex);
216         }
217
218         if (p->async_serializing) {
219             p->async_serializing = 0;
220
221             async_unlock(p->parent);
222         }
223
224         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
225
226         atomic_store(&p->state, STATE_INPUT_READY);
227
228         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
229         pthread_cond_signal(&p->output_cond);
230         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
231     }
232     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
233
234     return NULL;
235 }
236
237 /**
238  * Update the next thread's AVCodecContext with values from the reference thread's context.
239  *
240  * @param dst The destination context.
241  * @param src The source context.
242  * @param for_user 0 if the destination is a codec thread, 1 if the destination is the user's thread
243  * @return 0 on success, negative error code on failure
244  */
245 static int update_context_from_thread(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src, int for_user)
246 {
247     int err = 0;
248
249     if (dst != src && (for_user || !(av_codec_get_codec_descriptor(src)->props & AV_CODEC_PROP_INTRA_ONLY))) {
250         dst->time_base = src->time_base;
251         dst->framerate = src->framerate;
252         dst->width     = src->width;
253         dst->height    = src->height;
254         dst->pix_fmt   = src->pix_fmt;
255         dst->sw_pix_fmt = src->sw_pix_fmt;
256
257         dst->coded_width  = src->coded_width;
258         dst->coded_height = src->coded_height;
259
260         dst->has_b_frames = src->has_b_frames;
261         dst->idct_algo    = src->idct_algo;
262
263         dst->bits_per_coded_sample = src->bits_per_coded_sample;
264         dst->sample_aspect_ratio   = src->sample_aspect_ratio;
265 #if FF_API_AFD
266 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
267         dst->dtg_active_format     = src->dtg_active_format;
268 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
269 #endif /* FF_API_AFD */
270
271         dst->profile = src->profile;
272         dst->level   = src->level;
273
274         dst->bits_per_raw_sample = src->bits_per_raw_sample;
275         dst->ticks_per_frame     = src->ticks_per_frame;
276         dst->color_primaries     = src->color_primaries;
277
278         dst->color_trc   = src->color_trc;
279         dst->colorspace  = src->colorspace;
280         dst->color_range = src->color_range;
281         dst->chroma_sample_location = src->chroma_sample_location;
282
283         dst->hwaccel = src->hwaccel;
284         dst->hwaccel_context = src->hwaccel_context;
285
286         dst->channels       = src->channels;
287         dst->sample_rate    = src->sample_rate;
288         dst->sample_fmt     = src->sample_fmt;
289         dst->channel_layout = src->channel_layout;
290         dst->internal->hwaccel_priv_data = src->internal->hwaccel_priv_data;
291
292         if (!!dst->hw_frames_ctx != !!src->hw_frames_ctx ||
293             (dst->hw_frames_ctx && dst->hw_frames_ctx->data != src->hw_frames_ctx->data)) {
294             av_buffer_unref(&dst->hw_frames_ctx);
295
296             if (src->hw_frames_ctx) {
297                 dst->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(src->hw_frames_ctx);
298                 if (!dst->hw_frames_ctx)
299                     return AVERROR(ENOMEM);
300             }
301         }
302
303         dst->hwaccel_flags = src->hwaccel_flags;
304     }
305
306     if (for_user) {
307         dst->delay       = src->thread_count - 1;
308 #if FF_API_CODED_FRAME
309 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
310         dst->coded_frame = src->coded_frame;
311 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
312 #endif
313     } else {
314         if (dst->codec->update_thread_context)
315             err = dst->codec->update_thread_context(dst, src);
316     }
317
318     return err;
319 }
320
321 /**
322  * Update the next thread's AVCodecContext with values set by the user.
323  *
324  * @param dst The destination context.
325  * @param src The source context.
326  * @return 0 on success, negative error code on failure
327  */
328 static int update_context_from_user(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src)
329 {
330 #define copy_fields(s, e) memcpy(&dst->s, &src->s, (char*)&dst->e - (char*)&dst->s);
331     dst->flags          = src->flags;
332
333     dst->draw_horiz_band= src->draw_horiz_band;
334     dst->get_buffer2    = src->get_buffer2;
335
336     dst->opaque   = src->opaque;
337     dst->debug    = src->debug;
338     dst->debug_mv = src->debug_mv;
339
340     dst->slice_flags = src->slice_flags;
341     dst->flags2      = src->flags2;
342
343     copy_fields(skip_loop_filter, subtitle_header);
344
345     dst->frame_number     = src->frame_number;
346     dst->reordered_opaque = src->reordered_opaque;
347     dst->thread_safe_callbacks = src->thread_safe_callbacks;
348
349     if (src->slice_count && src->slice_offset) {
350         if (dst->slice_count < src->slice_count) {
351             int err = av_reallocp_array(&dst->slice_offset, src->slice_count,
352                                         sizeof(*dst->slice_offset));
353             if (err < 0)
354                 return err;
355         }
356         memcpy(dst->slice_offset, src->slice_offset,
357                src->slice_count * sizeof(*dst->slice_offset));
358     }
359     dst->slice_count = src->slice_count;
360     return 0;
361 #undef copy_fields
362 }
363
364 /// Releases the buffers that this decoding thread was the last user of.
365 static void release_delayed_buffers(PerThreadContext *p)
366 {
367     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
368
369     while (p->num_released_buffers > 0) {
370         AVFrame *f;
371
372         pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
373
374         // fix extended data in case the caller screwed it up
375         av_assert0(p->avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ||
376                    p->avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
377         f = &p->released_buffers[--p->num_released_buffers];
378         f->extended_data = f->data;
379         av_frame_unref(f);
380
381         pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
382     }
383 }
384
385 static int submit_packet(PerThreadContext *p, AVCodecContext *user_avctx,
386                          AVPacket *avpkt)
387 {
388     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
389     PerThreadContext *prev_thread = fctx->prev_thread;
390     const AVCodec *codec = p->avctx->codec;
391     int ret;
392
393     if (!avpkt->size && !(codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_DELAY))
394         return 0;
395
396     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
397
398     ret = update_context_from_user(p->avctx, user_avctx);
399     if (ret) {
400         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
401         return ret;
402     }
403     atomic_store_explicit(&p->debug_threads,
404                           (p->avctx->debug & FF_DEBUG_THREADS) != 0,
405                           memory_order_relaxed);
406
407     release_delayed_buffers(p);
408
409     if (prev_thread) {
410         int err;
411         if (atomic_load(&prev_thread->state) == STATE_SETTING_UP) {
412             pthread_mutex_lock(&prev_thread->progress_mutex);
413             while (atomic_load(&prev_thread->state) == STATE_SETTING_UP)
414                 pthread_cond_wait(&prev_thread->progress_cond, &prev_thread->progress_mutex);
415             pthread_mutex_unlock(&prev_thread->progress_mutex);
416         }
417
418         err = update_context_from_thread(p->avctx, prev_thread->avctx, 0);
419         if (err) {
420             pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
421             return err;
422         }
423     }
424
425     av_packet_unref(&p->avpkt);
426     ret = av_packet_ref(&p->avpkt, avpkt);
427     if (ret < 0) {
428         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
429         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "av_packet_ref() failed in submit_packet()\n");
430         return ret;
431     }
432
433     atomic_store(&p->state, STATE_SETTING_UP);
434     pthread_cond_signal(&p->input_cond);
435     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
436
437     /*
438      * If the client doesn't have a thread-safe get_buffer(),
439      * then decoding threads call back to the main thread,
440      * and it calls back to the client here.
441      */
442
443     if (!p->avctx->thread_safe_callbacks && (
444          p->avctx->get_format != avcodec_default_get_format ||
445          p->avctx->get_buffer2 != avcodec_default_get_buffer2)) {
446         while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETUP_FINISHED && atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
447             int call_done = 1;
448             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
449             while (atomic_load(&p->state) == STATE_SETTING_UP)
450                 pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
451
452             switch (atomic_load_explicit(&p->state, memory_order_acquire)) {
453             case STATE_GET_BUFFER:
454                 p->result = ff_get_buffer(p->avctx, p->requested_frame, p->requested_flags);
455                 break;
456             case STATE_GET_FORMAT:
457                 p->result_format = ff_get_format(p->avctx, p->available_formats);
458                 break;
459             default:
460                 call_done = 0;
461                 break;
462             }
463             if (call_done) {
464                 atomic_store(&p->state, STATE_SETTING_UP);
465                 pthread_cond_signal(&p->progress_cond);
466             }
467             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
468         }
469     }
470
471     fctx->prev_thread = p;
472     fctx->next_decoding++;
473
474     return 0;
475 }
476
477 int ff_thread_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
478                            AVFrame *picture, int *got_picture_ptr,
479                            AVPacket *avpkt)
480 {
481     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
482     int finished = fctx->next_finished;
483     PerThreadContext *p;
484     int err;
485
486     /* release the async lock, permitting blocked hwaccel threads to
487      * go forward while we are in this function */
488     async_unlock(fctx);
489
490     /*
491      * Submit a packet to the next decoding thread.
492      */
493
494     p = &fctx->threads[fctx->next_decoding];
495     err = submit_packet(p, avctx, avpkt);
496     if (err)
497         goto finish;
498
499     /*
500      * If we're still receiving the initial packets, don't return a frame.
501      */
502
503     if (fctx->next_decoding > (avctx->thread_count-1-(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_FFV1)))
504         fctx->delaying = 0;
505
506     if (fctx->delaying) {
507         *got_picture_ptr=0;
508         if (avpkt->size) {
509             err = avpkt->size;
510             goto finish;
511         }
512     }
513
514     /*
515      * Return the next available frame from the oldest thread.
516      * If we're at the end of the stream, then we have to skip threads that
517      * didn't output a frame/error, because we don't want to accidentally signal
518      * EOF (avpkt->size == 0 && *got_picture_ptr == 0 && err >= 0).
519      */
520
521     do {
522         p = &fctx->threads[finished++];
523
524         if (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
525             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
526             while (atomic_load_explicit(&p->state, memory_order_relaxed) != STATE_INPUT_READY)
527                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
528             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
529         }
530
531         av_frame_move_ref(picture, p->frame);
532         *got_picture_ptr = p->got_frame;
533         picture->pkt_dts = p->avpkt.dts;
534         err = p->result;
535
536         /*
537          * A later call with avkpt->size == 0 may loop over all threads,
538          * including this one, searching for a frame/error to return before being
539          * stopped by the "finished != fctx->next_finished" condition.
540          * Make sure we don't mistakenly return the same frame/error again.
541          */
542         p->got_frame = 0;
543         p->result = 0;
544
545         if (finished >= avctx->thread_count) finished = 0;
546     } while (!avpkt->size && !*got_picture_ptr && err >= 0 && finished != fctx->next_finished);
547
548     update_context_from_thread(avctx, p->avctx, 1);
549
550     if (fctx->next_decoding >= avctx->thread_count) fctx->next_decoding = 0;
551
552     fctx->next_finished = finished;
553
554     /* return the size of the consumed packet if no error occurred */
555     if (err >= 0)
556         err = avpkt->size;
557 finish:
558     async_lock(fctx);
559     return err;
560 }
561
562 void ff_thread_report_progress(ThreadFrame *f, int n, int field)
563 {
564     PerThreadContext *p;
565     atomic_int *progress = f->progress ? (atomic_int*)f->progress->data : NULL;
566
567     if (!progress ||
568         atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_relaxed) >= n)
569         return;
570
571     p = f->owner[field]->internal->thread_ctx;
572
573     if (atomic_load_explicit(&p->debug_threads, memory_order_relaxed))
574         av_log(f->owner[field], AV_LOG_DEBUG,
575                "%p finished %d field %d\n", progress, n, field);
576
577     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
578
579     atomic_store_explicit(&progress[field], n, memory_order_release);
580
581     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
582     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
583 }
584
585 void ff_thread_await_progress(ThreadFrame *f, int n, int field)
586 {
587     PerThreadContext *p;
588     atomic_int *progress = f->progress ? (atomic_int*)f->progress->data : NULL;
589
590     if (!progress ||
591         atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_acquire) >= n)
592         return;
593
594     p = f->owner[field]->internal->thread_ctx;
595
596     if (atomic_load_explicit(&p->debug_threads, memory_order_relaxed))
597         av_log(f->owner[field], AV_LOG_DEBUG,
598                "thread awaiting %d field %d from %p\n", n, field, progress);
599
600     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
601     while (atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_relaxed) < n)
602         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
603     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
604 }
605
606 void ff_thread_finish_setup(AVCodecContext *avctx) {
607     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
608
609     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) return;
610
611     if (avctx->hwaccel && !p->hwaccel_serializing) {
612         pthread_mutex_lock(&p->parent->hwaccel_mutex);
613         p->hwaccel_serializing = 1;
614     }
615
616     /* this assumes that no hwaccel calls happen before ff_thread_finish_setup() */
617     if (avctx->hwaccel &&
618         !(avctx->hwaccel->caps_internal & HWACCEL_CAP_ASYNC_SAFE)) {
619         p->async_serializing = 1;
620
621         async_lock(p->parent);
622     }
623
624     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
625     if(atomic_load(&p->state) == STATE_SETUP_FINISHED){
626         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple ff_thread_finish_setup() calls\n");
627     }
628
629     atomic_store(&p->state, STATE_SETUP_FINISHED);
630
631     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
632     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
633 }
634
635 /// Waits for all threads to finish.
636 static void park_frame_worker_threads(FrameThreadContext *fctx, int thread_count)
637 {
638     int i;
639
640     async_unlock(fctx);
641
642     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
643         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
644
645         if (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
646             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
647             while (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY)
648                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
649             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
650         }
651         p->got_frame = 0;
652     }
653
654     async_lock(fctx);
655 }
656
657 void ff_frame_thread_free(AVCodecContext *avctx, int thread_count)
658 {
659     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
660     const AVCodec *codec = avctx->codec;
661     int i;
662
663     park_frame_worker_threads(fctx, thread_count);
664
665     if (fctx->prev_thread && fctx->prev_thread != fctx->threads)
666         if (update_context_from_thread(fctx->threads->avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0) < 0) {
667             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Final thread update failed\n");
668             fctx->prev_thread->avctx->internal->is_copy = fctx->threads->avctx->internal->is_copy;
669             fctx->threads->avctx->internal->is_copy = 1;
670         }
671
672     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
673         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
674
675         pthread_mutex_lock(&p->mutex);
676         p->die = 1;
677         pthread_cond_signal(&p->input_cond);
678         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
679
680         if (p->thread_init)
681             pthread_join(p->thread, NULL);
682         p->thread_init=0;
683
684         if (codec->close && p->avctx)
685             codec->close(p->avctx);
686
687         release_delayed_buffers(p);
688         av_frame_free(&p->frame);
689     }
690
691     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
692         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
693
694         pthread_mutex_destroy(&p->mutex);
695         pthread_mutex_destroy(&p->progress_mutex);
696         pthread_cond_destroy(&p->input_cond);
697         pthread_cond_destroy(&p->progress_cond);
698         pthread_cond_destroy(&p->output_cond);
699         av_packet_unref(&p->avpkt);
700         av_freep(&p->released_buffers);
701
702         if (i && p->avctx) {
703             av_freep(&p->avctx->priv_data);
704             av_freep(&p->avctx->slice_offset);
705         }
706
707         if (p->avctx) {
708             av_freep(&p->avctx->internal);
709             av_buffer_unref(&p->avctx->hw_frames_ctx);
710         }
711
712         av_freep(&p->avctx);
713     }
714
715     av_freep(&fctx->threads);
716     pthread_mutex_destroy(&fctx->buffer_mutex);
717     pthread_mutex_destroy(&fctx->hwaccel_mutex);
718     pthread_mutex_destroy(&fctx->async_mutex);
719     pthread_cond_destroy(&fctx->async_cond);
720
721     av_freep(&avctx->internal->thread_ctx);
722
723     if (avctx->priv_data && avctx->codec && avctx->codec->priv_class)
724         av_opt_free(avctx->priv_data);
725     avctx->codec = NULL;
726 }
727
728 int ff_frame_thread_init(AVCodecContext *avctx)
729 {
730     int thread_count = avctx->thread_count;
731     const AVCodec *codec = avctx->codec;
732     AVCodecContext *src = avctx;
733     FrameThreadContext *fctx;
734     int i, err = 0;
735
736 #if HAVE_W32THREADS
737     w32thread_init();
738 #endif
739
740     if (!thread_count) {
741         int nb_cpus = av_cpu_count();
742 #if FF_API_DEBUG_MV
743         if ((avctx->debug & (FF_DEBUG_VIS_QP | FF_DEBUG_VIS_MB_TYPE)) || avctx->debug_mv)
744             nb_cpus = 1;
745 #endif
746         // use number of cores + 1 as thread count if there is more than one
747         if (nb_cpus > 1)
748             thread_count = avctx->thread_count = FFMIN(nb_cpus + 1, MAX_AUTO_THREADS);
749         else
750             thread_count = avctx->thread_count = 1;
751     }
752
753     if (thread_count <= 1) {
754         avctx->active_thread_type = 0;
755         return 0;
756     }
757
758     avctx->internal->thread_ctx = fctx = av_mallocz(sizeof(FrameThreadContext));
759     if (!fctx)
760         return AVERROR(ENOMEM);
761
762     fctx->threads = av_mallocz_array(thread_count, sizeof(PerThreadContext));
763     if (!fctx->threads) {
764         av_freep(&avctx->internal->thread_ctx);
765         return AVERROR(ENOMEM);
766     }
767
768     pthread_mutex_init(&fctx->buffer_mutex, NULL);
769     pthread_mutex_init(&fctx->hwaccel_mutex, NULL);
770     pthread_mutex_init(&fctx->async_mutex, NULL);
771     pthread_cond_init(&fctx->async_cond, NULL);
772
773     fctx->async_lock = 1;
774     fctx->delaying = 1;
775
776     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
777         AVCodecContext *copy = av_malloc(sizeof(AVCodecContext));
778         PerThreadContext *p  = &fctx->threads[i];
779
780         pthread_mutex_init(&p->mutex, NULL);
781         pthread_mutex_init(&p->progress_mutex, NULL);
782         pthread_cond_init(&p->input_cond, NULL);
783         pthread_cond_init(&p->progress_cond, NULL);
784         pthread_cond_init(&p->output_cond, NULL);
785
786         p->frame = av_frame_alloc();
787         if (!p->frame) {
788             av_freep(&copy);
789             err = AVERROR(ENOMEM);
790             goto error;
791         }
792
793         p->parent = fctx;
794         p->avctx  = copy;
795
796         if (!copy) {
797             err = AVERROR(ENOMEM);
798             goto error;
799         }
800
801         *copy = *src;
802
803         copy->internal = av_malloc(sizeof(AVCodecInternal));
804         if (!copy->internal) {
805             copy->priv_data = NULL;
806             err = AVERROR(ENOMEM);
807             goto error;
808         }
809         *copy->internal = *src->internal;
810         copy->internal->thread_ctx = p;
811         copy->internal->last_pkt_props = &p->avpkt;
812
813         if (!i) {
814             src = copy;
815
816             if (codec->init)
817                 err = codec->init(copy);
818
819             update_context_from_thread(avctx, copy, 1);
820         } else {
821             copy->priv_data = av_malloc(codec->priv_data_size);
822             if (!copy->priv_data) {
823                 err = AVERROR(ENOMEM);
824                 goto error;
825             }
826             memcpy(copy->priv_data, src->priv_data, codec->priv_data_size);
827             copy->internal->is_copy = 1;
828
829             if (codec->init_thread_copy)
830                 err = codec->init_thread_copy(copy);
831         }
832
833         if (err) goto error;
834
835         atomic_init(&p->debug_threads, (copy->debug & FF_DEBUG_THREADS) != 0);
836
837         err = AVERROR(pthread_create(&p->thread, NULL, frame_worker_thread, p));
838         p->thread_init= !err;
839         if(!p->thread_init)
840             goto error;
841     }
842
843     return 0;
844
845 error:
846     ff_frame_thread_free(avctx, i+1);
847
848     return err;
849 }
850
851 void ff_thread_flush(AVCodecContext *avctx)
852 {
853     int i;
854     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
855
856     if (!fctx) return;
857
858     park_frame_worker_threads(fctx, avctx->thread_count);
859     if (fctx->prev_thread) {
860         if (fctx->prev_thread != &fctx->threads[0])
861             update_context_from_thread(fctx->threads[0].avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0);
862     }
863
864     fctx->next_decoding = fctx->next_finished = 0;
865     fctx->delaying = 1;
866     fctx->prev_thread = NULL;
867     for (i = 0; i < avctx->thread_count; i++) {
868         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
869         // Make sure decode flush calls with size=0 won't return old frames
870         p->got_frame = 0;
871         av_frame_unref(p->frame);
872         p->result = 0;
873
874         release_delayed_buffers(p);
875
876         if (avctx->codec->flush)
877             avctx->codec->flush(p->avctx);
878     }
879 }
880
881 int ff_thread_can_start_frame(AVCodecContext *avctx)
882 {
883     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
884     if ((avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME) && atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP &&
885         (avctx->codec->update_thread_context || !THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))) {
886         return 0;
887     }
888     return 1;
889 }
890
891 static int thread_get_buffer_internal(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f, int flags)
892 {
893     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
894     int err;
895
896     f->owner[0] = f->owner[1] = avctx;
897
898     ff_init_buffer_info(avctx, f->f);
899
900     if (!(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME))
901         return ff_get_buffer(avctx, f->f, flags);
902
903     if (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP &&
904         (avctx->codec->update_thread_context || !THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))) {
905         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
906         return -1;
907     }
908
909     if (avctx->internal->allocate_progress) {
910         atomic_int *progress;
911         f->progress = av_buffer_alloc(2 * sizeof(*progress));
912         if (!f->progress) {
913             return AVERROR(ENOMEM);
914         }
915         progress = (atomic_int*)f->progress->data;
916
917         atomic_init(&progress[0], -1);
918         atomic_init(&progress[1], -1);
919     }
920
921     pthread_mutex_lock(&p->parent->buffer_mutex);
922     if (avctx->thread_safe_callbacks ||
923         avctx->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2) {
924         err = ff_get_buffer(avctx, f->f, flags);
925     } else {
926         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
927         p->requested_frame = f->f;
928         p->requested_flags = flags;
929         atomic_store_explicit(&p->state, STATE_GET_BUFFER, memory_order_release);
930         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
931
932         while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP)
933             pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
934
935         err = p->result;
936
937         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
938
939     }
940     if (!THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx) && !avctx->codec->update_thread_context)
941         ff_thread_finish_setup(avctx);
942     if (err)
943         av_buffer_unref(&f->progress);
944
945     pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
946
947     return err;
948 }
949
950 enum AVPixelFormat ff_thread_get_format(AVCodecContext *avctx, const enum AVPixelFormat *fmt)
951 {
952     enum AVPixelFormat res;
953     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
954     if (!(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) || avctx->thread_safe_callbacks ||
955         avctx->get_format == avcodec_default_get_format)
956         return ff_get_format(avctx, fmt);
957     if (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP) {
958         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_format() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
959         return -1;
960     }
961     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
962     p->available_formats = fmt;
963     atomic_store(&p->state, STATE_GET_FORMAT);
964     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
965
966     while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP)
967         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
968
969     res = p->result_format;
970
971     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
972
973     return res;
974 }
975
976 int ff_thread_get_buffer(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f, int flags)
977 {
978     int ret = thread_get_buffer_internal(avctx, f, flags);
979     if (ret < 0)
980         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "thread_get_buffer() failed\n");
981     return ret;
982 }
983
984 void ff_thread_release_buffer(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f)
985 {
986     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
987     FrameThreadContext *fctx;
988     AVFrame *dst, *tmp;
989     int can_direct_free = !(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) ||
990                           avctx->thread_safe_callbacks                   ||
991                           avctx->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2;
992
993     if (!f->f || !f->f->buf[0])
994         return;
995
996     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BUFFERS)
997         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "thread_release_buffer called on pic %p\n", f);
998
999     av_buffer_unref(&f->progress);
1000     f->owner[0] = f->owner[1] = NULL;
1001
1002     if (can_direct_free) {
1003         av_frame_unref(f->f);
1004         return;
1005     }
1006
1007     fctx = p->parent;
1008     pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
1009
1010     if (p->num_released_buffers + 1 >= INT_MAX / sizeof(*p->released_buffers))
1011         goto fail;
1012     tmp = av_fast_realloc(p->released_buffers, &p->released_buffers_allocated,
1013                           (p->num_released_buffers + 1) *
1014                           sizeof(*p->released_buffers));
1015     if (!tmp)
1016         goto fail;
1017     p->released_buffers = tmp;
1018
1019     dst = &p->released_buffers[p->num_released_buffers];
1020     av_frame_move_ref(dst, f->f);
1021
1022     p->num_released_buffers++;
1023
1024 fail:
1025     pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
1026 }