avcodec/idctdsp: Transmit studio_profile to init instead of using AVCodecContext...
[ffmpeg.git] / libavcodec / qsvdec.c
1 /*
2  * Intel MediaSDK QSV codec-independent code
3  *
4  * copyright (c) 2013 Luca Barbato
5  * copyright (c) 2015 Anton Khirnov <anton@khirnov.net>
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <string.h>
25 #include <sys/types.h>
26
27 #include <mfx/mfxvideo.h>
28
29 #include "libavutil/common.h"
30 #include "libavutil/hwcontext.h"
31 #include "libavutil/hwcontext_qsv.h"
32 #include "libavutil/mem.h"
33 #include "libavutil/log.h"
34 #include "libavutil/pixdesc.h"
35 #include "libavutil/pixfmt.h"
36 #include "libavutil/time.h"
37
38 #include "avcodec.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "qsv.h"
41 #include "qsv_internal.h"
42 #include "qsvdec.h"
43
44 const AVCodecHWConfigInternal *ff_qsv_hw_configs[] = {
45     &(const AVCodecHWConfigInternal) {
46         .public = {
47             .pix_fmt     = AV_PIX_FMT_QSV,
48             .methods     = AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_HW_FRAMES_CTX |
49                            AV_CODEC_HW_CONFIG_METHOD_AD_HOC,
50             .device_type = AV_HWDEVICE_TYPE_QSV,
51         },
52         .hwaccel = NULL,
53     },
54     NULL
55 };
56
57 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
58                             AVBufferRef *hw_frames_ref, AVBufferRef *hw_device_ref)
59 {
60     int ret;
61
62     if (session) {
63         q->session = session;
64     } else if (hw_frames_ref) {
65         if (q->internal_session) {
66             MFXClose(q->internal_session);
67             q->internal_session = NULL;
68         }
69         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
70
71         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
72         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
73             return AVERROR(ENOMEM);
74
75         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
76                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
77                                          q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY);
78         if (ret < 0) {
79             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
80             return ret;
81         }
82
83         q->session = q->internal_session;
84     } else if (hw_device_ref) {
85         if (q->internal_session) {
86             MFXClose(q->internal_session);
87             q->internal_session = NULL;
88         }
89
90         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
91                                          hw_device_ref, q->load_plugins);
92         if (ret < 0)
93             return ret;
94
95         q->session = q->internal_session;
96     } else {
97         if (!q->internal_session) {
98             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
99                                                q->load_plugins);
100             if (ret < 0)
101                 return ret;
102         }
103
104         q->session = q->internal_session;
105     }
106
107     /* make sure the decoder is uninitialized */
108     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
109
110     return 0;
111 }
112
113 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
114 {
115     const AVPixFmtDescriptor *desc;
116     mfxSession session = NULL;
117     int iopattern = 0;
118     mfxVideoParam param = { 0 };
119     int frame_width  = avctx->coded_width;
120     int frame_height = avctx->coded_height;
121     int ret;
122
123     desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->sw_pix_fmt);
124     if (!desc)
125         return AVERROR_BUG;
126
127     if (!q->async_fifo) {
128         q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
129                                       (sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*)));
130         if (!q->async_fifo)
131             return AVERROR(ENOMEM);
132     }
133
134     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
135         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
136         session           = user_ctx->session;
137         iopattern         = user_ctx->iopattern;
138         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
139         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
140     }
141
142     if (avctx->hw_frames_ctx) {
143         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
144         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
145
146         if (!iopattern) {
147             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
148                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
149             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
150                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
151         }
152     }
153
154     if (!iopattern)
155         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
156     q->iopattern = iopattern;
157
158     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx, avctx->hw_device_ctx);
159     if (ret < 0) {
160         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
161         return ret;
162     }
163
164     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
165     if (ret < 0)
166         return ret;
167
168     param.mfx.CodecId      = ret;
169     param.mfx.CodecProfile = ff_qsv_profile_to_mfx(avctx->codec_id, avctx->profile);
170     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level == FF_LEVEL_UNKNOWN ? MFX_LEVEL_UNKNOWN : avctx->level;
171
172     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
173     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
174     param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
175     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = q->fourcc;
176     param.mfx.FrameInfo.Width          = frame_width;
177     param.mfx.FrameInfo.Height         = frame_height;
178     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
179
180     switch (avctx->field_order) {
181     case AV_FIELD_PROGRESSIVE:
182         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
183         break;
184     case AV_FIELD_TT:
185         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
186         break;
187     case AV_FIELD_BB:
188         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
189         break;
190     default:
191         param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_UNKNOWN;
192         break;
193     }
194
195     param.IOPattern   = q->iopattern;
196     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
197     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
198     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
199
200     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
201     if (ret < 0)
202         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
203                                   "Error initializing the MFX video decoder");
204
205     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
206
207     return 0;
208 }
209
210 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
211 {
212     int ret;
213
214     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
215     if (ret < 0)
216         return ret;
217
218     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
219         frame->surface = *(mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
220     } else {
221         frame->surface.Info = q->frame_info;
222
223         frame->surface.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
224         frame->surface.Data.Y        = frame->frame->data[0];
225         frame->surface.Data.UV       = frame->frame->data[1];
226     }
227
228     if (q->frames_ctx.mids) {
229         ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, frame);
230         if (ret < 0)
231             return ret;
232
233         frame->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
234     }
235     frame->surface.Data.ExtParam    = &frame->ext_param;
236     frame->surface.Data.NumExtParam = 1;
237     frame->ext_param                = (mfxExtBuffer*)&frame->dec_info;
238     frame->dec_info.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_DECODED_FRAME_INFO;
239     frame->dec_info.Header.BufferSz = sizeof(frame->dec_info);
240
241     frame->used = 1;
242
243     return 0;
244 }
245
246 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
247 {
248     QSVFrame *cur = q->work_frames;
249     while (cur) {
250         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked && !cur->queued) {
251             cur->used = 0;
252             av_frame_unref(cur->frame);
253         }
254         cur = cur->next;
255     }
256 }
257
258 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
259 {
260     QSVFrame *frame, **last;
261     int ret;
262
263     qsv_clear_unused_frames(q);
264
265     frame = q->work_frames;
266     last  = &q->work_frames;
267     while (frame) {
268         if (!frame->used) {
269             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
270             if (ret < 0)
271                 return ret;
272             *surf = &frame->surface;
273             return 0;
274         }
275
276         last  = &frame->next;
277         frame = frame->next;
278     }
279
280     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
281     if (!frame)
282         return AVERROR(ENOMEM);
283     frame->frame = av_frame_alloc();
284     if (!frame->frame) {
285         av_freep(&frame);
286         return AVERROR(ENOMEM);
287     }
288     *last = frame;
289
290     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
291     if (ret < 0)
292         return ret;
293
294     *surf = &frame->surface;
295
296     return 0;
297 }
298
299 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
300 {
301     QSVFrame *cur = q->work_frames;
302     while (cur) {
303         if (surf == &cur->surface)
304             return cur;
305         cur = cur->next;
306     }
307     return NULL;
308 }
309
310 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
311                       AVFrame *frame, int *got_frame,
312                       AVPacket *avpkt)
313 {
314     QSVFrame *out_frame;
315     mfxFrameSurface1 *insurf;
316     mfxFrameSurface1 *outsurf;
317     mfxSyncPoint *sync;
318     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
319     int ret;
320
321     if (avpkt->size) {
322         bs.Data       = avpkt->data;
323         bs.DataLength = avpkt->size;
324         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
325         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
326         if (avctx->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE)
327             bs.DataFlag   |= MFX_BITSTREAM_COMPLETE_FRAME;
328     }
329
330     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
331     if (!sync) {
332         av_freep(&sync);
333         return AVERROR(ENOMEM);
334     }
335
336     do {
337         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
338         if (ret < 0) {
339             av_freep(&sync);
340             return ret;
341         }
342
343         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
344                                               insurf, &outsurf, sync);
345         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
346             av_usleep(500);
347
348     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
349
350     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
351         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
352         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
353         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
354         av_freep(&sync);
355         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
356                                   "Error during QSV decoding.");
357     }
358
359     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
360      * did not consume any data and did not return anything */
361     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
362         bs.DataOffset = avpkt->size;
363         ++q->zero_consume_run;
364         if (q->zero_consume_run > 1)
365             ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "A decode call did not consume any data");
366     } else {
367         q->zero_consume_run = 0;
368     }
369
370     if (*sync) {
371         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
372
373         if (!out_frame) {
374             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
375                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
376             av_freep(&sync);
377             return AVERROR_BUG;
378         }
379
380         out_frame->queued = 1;
381         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
382         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
383     } else {
384         av_freep(&sync);
385     }
386
387     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
388         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
389         AVFrame *src_frame;
390
391         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
392         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
393         out_frame->queued = 0;
394
395         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_QSV) {
396             do {
397                 ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
398             } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
399         }
400
401         av_freep(&sync);
402
403         src_frame = out_frame->frame;
404
405         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
406         if (ret < 0)
407             return ret;
408
409         outsurf = &out_frame->surface;
410
411 #if FF_API_PKT_PTS
412 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
413         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
414 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
415 #endif
416         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
417
418         frame->repeat_pict =
419             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
420             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
421             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
422         frame->top_field_first =
423             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
424         frame->interlaced_frame =
425             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
426         frame->pict_type = ff_qsv_map_pictype(out_frame->dec_info.FrameType);
427         //Key frame is IDR frame is only suitable for H264. For HEVC, IRAPs are key frames.
428         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264)
429             frame->key_frame = !!(out_frame->dec_info.FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR);
430
431         /* update the surface properties */
432         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV)
433             ((mfxFrameSurface1*)frame->data[3])->Info = outsurf->Info;
434
435         *got_frame = 1;
436     }
437
438     return bs.DataOffset;
439 }
440
441 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
442 {
443     QSVFrame *cur = q->work_frames;
444
445     if (q->session)
446         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
447
448     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
449         QSVFrame *out_frame;
450         mfxSyncPoint *sync;
451
452         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
453         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
454
455         av_freep(&sync);
456     }
457
458     while (cur) {
459         q->work_frames = cur->next;
460         av_frame_free(&cur->frame);
461         av_freep(&cur);
462         cur = q->work_frames;
463     }
464
465     av_fifo_free(q->async_fifo);
466     q->async_fifo = NULL;
467
468     av_parser_close(q->parser);
469     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
470
471     if (q->internal_session)
472         MFXClose(q->internal_session);
473
474     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
475     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
476
477     return 0;
478 }
479
480 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
481                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
482 {
483     uint8_t *dummy_data;
484     int dummy_size;
485     int ret;
486     const AVPixFmtDescriptor *desc;
487
488     if (!q->avctx_internal) {
489         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
490         if (!q->avctx_internal)
491             return AVERROR(ENOMEM);
492
493         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
494         if (!q->parser)
495             return AVERROR(ENOMEM);
496
497         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
498         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
499     }
500
501     if (!pkt->size)
502         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
503
504     /* we assume the packets are already split properly and want
505      * just the codec parameters here */
506     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
507                      &dummy_data, &dummy_size,
508                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
509                      pkt->pos);
510
511     avctx->field_order  = q->parser->field_order;
512     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
513     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
514         FFALIGN(q->parser->coded_width, 16)  != FFALIGN(avctx->coded_width, 16) ||
515         FFALIGN(q->parser->coded_height, 16) != FFALIGN(avctx->coded_height, 16)) {
516         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
517                                            AV_PIX_FMT_NONE,
518                                            AV_PIX_FMT_NONE };
519         enum AVPixelFormat qsv_format;
520
521         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
522         if (qsv_format < 0) {
523             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
524                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
525                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
526             ret = AVERROR(ENOSYS);
527             goto reinit_fail;
528         }
529
530         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
531         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
532         avctx->width        = q->parser->width;
533         avctx->height       = q->parser->height;
534         avctx->coded_width  = FFALIGN(q->parser->coded_width, 16);
535         avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 16);
536         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
537         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
538
539         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
540         if (ret < 0)
541             goto reinit_fail;
542
543         avctx->pix_fmt = ret;
544
545         desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt);
546         if (!desc)
547             goto reinit_fail;
548
549          if (desc->comp[0].depth > 8) {
550             avctx->coded_width =  FFALIGN(q->parser->coded_width, 32);
551             avctx->coded_height = FFALIGN(q->parser->coded_height, 32);
552         }
553
554         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
555         if (ret < 0)
556             goto reinit_fail;
557     }
558
559     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
560
561 reinit_fail:
562     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
563     return ret;
564 }
565
566 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
567 {
568     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
569 }