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