vp9: allocate 'b', 'block/uvblock' and 'eob/uveob' dynamically.
[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 Libav.
8  *
9  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 static int qsv_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxSession session,
45                             AVBufferRef *hw_frames_ref)
46 {
47     int ret;
48
49     if (session) {
50         q->session = session;
51     } else if (hw_frames_ref) {
52         if (q->internal_session) {
53             MFXClose(q->internal_session);
54             q->internal_session = NULL;
55         }
56         av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
57
58         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hw_frames_ref);
59         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
60             return AVERROR(ENOMEM);
61
62         ret = ff_qsv_init_session_hwcontext(avctx, &q->internal_session,
63                                             &q->frames_ctx, q->load_plugins,
64                                             q->iopattern == MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY);
65         if (ret < 0) {
66             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
67             return ret;
68         }
69
70         q->session = q->internal_session;
71     } else {
72         if (!q->internal_session) {
73             ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
74                                                q->load_plugins);
75             if (ret < 0)
76                 return ret;
77         }
78
79         q->session = q->internal_session;
80     }
81
82     /* make sure the decoder is uninitialized */
83     MFXVideoDECODE_Close(q->session);
84
85     return 0;
86 }
87
88 static int qsv_decode_init(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
89 {
90     const AVPixFmtDescriptor *desc;
91     mfxSession session = NULL;
92     int iopattern = 0;
93     mfxVideoParam param = { { 0 } };
94     int frame_width  = avctx->coded_width;
95     int frame_height = avctx->coded_height;
96     int ret;
97
98     desc = av_pix_fmt_desc_get(avctx->sw_pix_fmt);
99     if (!desc)
100         return AVERROR_BUG;
101
102     if (!q->async_fifo) {
103         q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
104                                       (sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(QSVFrame*)));
105         if (!q->async_fifo)
106             return AVERROR(ENOMEM);
107     }
108
109     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV && avctx->hwaccel_context) {
110         AVQSVContext *user_ctx = avctx->hwaccel_context;
111         session           = user_ctx->session;
112         iopattern         = user_ctx->iopattern;
113         q->ext_buffers    = user_ctx->ext_buffers;
114         q->nb_ext_buffers = user_ctx->nb_ext_buffers;
115     }
116
117     if (avctx->hw_frames_ctx) {
118         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
119         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
120
121         if (!iopattern) {
122             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
123                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_OPAQUE_MEMORY;
124             else if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET)
125                 iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_VIDEO_MEMORY;
126         }
127
128         frame_width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
129         frame_height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
130     }
131
132     if (!iopattern)
133         iopattern = MFX_IOPATTERN_OUT_SYSTEM_MEMORY;
134     q->iopattern = iopattern;
135
136     ret = qsv_init_session(avctx, q, session, avctx->hw_frames_ctx);
137     if (ret < 0) {
138         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing an MFX session\n");
139         return ret;
140     }
141
142     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
143     if (ret < 0)
144         return ret;
145
146     param.mfx.CodecId      = ret;
147     param.mfx.CodecProfile = avctx->profile;
148     param.mfx.CodecLevel   = avctx->level;
149
150     param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
151     param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
152     param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
153     param.mfx.FrameInfo.FourCC         = q->fourcc;
154     param.mfx.FrameInfo.Width          = frame_width;
155     param.mfx.FrameInfo.Height         = frame_height;
156     param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
157
158     param.IOPattern   = q->iopattern;
159     param.AsyncDepth  = q->async_depth;
160     param.ExtParam    = q->ext_buffers;
161     param.NumExtParam = q->nb_ext_buffers;
162
163     ret = MFXVideoDECODE_Init(q->session, &param);
164     if (ret < 0)
165         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
166                                   "Error initializing the MFX video decoder");
167
168     q->frame_info = param.mfx.FrameInfo;
169
170     return 0;
171 }
172
173 static int alloc_frame(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, QSVFrame *frame)
174 {
175     int ret;
176
177     ret = ff_get_buffer(avctx, frame->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
178     if (ret < 0)
179         return ret;
180
181     if (frame->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
182         frame->surface = (mfxFrameSurface1*)frame->frame->data[3];
183     } else {
184         frame->surface_internal.Info = q->frame_info;
185
186         frame->surface_internal.Data.PitchLow = frame->frame->linesize[0];
187         frame->surface_internal.Data.Y        = frame->frame->data[0];
188         frame->surface_internal.Data.UV       = frame->frame->data[1];
189
190         frame->surface = &frame->surface_internal;
191     }
192
193     return 0;
194 }
195
196 static void qsv_clear_unused_frames(QSVContext *q)
197 {
198     QSVFrame *cur = q->work_frames;
199     while (cur) {
200         if (cur->surface && !cur->surface->Data.Locked && !cur->queued) {
201             cur->surface = NULL;
202             av_frame_unref(cur->frame);
203         }
204         cur = cur->next;
205     }
206 }
207
208 static int get_surface(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q, mfxFrameSurface1 **surf)
209 {
210     QSVFrame *frame, **last;
211     int ret;
212
213     qsv_clear_unused_frames(q);
214
215     frame = q->work_frames;
216     last  = &q->work_frames;
217     while (frame) {
218         if (!frame->surface) {
219             ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
220             if (ret < 0)
221                 return ret;
222             *surf = frame->surface;
223             return 0;
224         }
225
226         last  = &frame->next;
227         frame = frame->next;
228     }
229
230     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
231     if (!frame)
232         return AVERROR(ENOMEM);
233     frame->frame = av_frame_alloc();
234     if (!frame->frame) {
235         av_freep(&frame);
236         return AVERROR(ENOMEM);
237     }
238     *last = frame;
239
240     ret = alloc_frame(avctx, q, frame);
241     if (ret < 0)
242         return ret;
243
244     *surf = frame->surface;
245
246     return 0;
247 }
248
249 static QSVFrame *find_frame(QSVContext *q, mfxFrameSurface1 *surf)
250 {
251     QSVFrame *cur = q->work_frames;
252     while (cur) {
253         if (surf == cur->surface)
254             return cur;
255         cur = cur->next;
256     }
257     return NULL;
258 }
259
260 static int qsv_decode(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
261                       AVFrame *frame, int *got_frame,
262                       AVPacket *avpkt)
263 {
264     QSVFrame *out_frame;
265     mfxFrameSurface1 *insurf;
266     mfxFrameSurface1 *outsurf;
267     mfxSyncPoint *sync;
268     mfxBitstream bs = { { { 0 } } };
269     int ret;
270
271     if (avpkt->size) {
272         bs.Data       = avpkt->data;
273         bs.DataLength = avpkt->size;
274         bs.MaxLength  = bs.DataLength;
275         bs.TimeStamp  = avpkt->pts;
276     }
277
278     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
279     if (!sync) {
280         av_freep(&sync);
281         return AVERROR(ENOMEM);
282     }
283
284     do {
285         ret = get_surface(avctx, q, &insurf);
286         if (ret < 0)
287             return ret;
288
289         ret = MFXVideoDECODE_DecodeFrameAsync(q->session, avpkt->size ? &bs : NULL,
290                                               insurf, &outsurf, sync);
291         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
292             av_usleep(1);
293
294     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_ERR_MORE_SURFACE);
295
296     if (ret != MFX_ERR_NONE &&
297         ret != MFX_ERR_MORE_DATA &&
298         ret != MFX_WRN_VIDEO_PARAM_CHANGED &&
299         ret != MFX_ERR_MORE_SURFACE) {
300         av_freep(&sync);
301         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
302                                   "Error during QSV decoding.");
303     }
304
305     /* make sure we do not enter an infinite loop if the SDK
306      * did not consume any data and did not return anything */
307     if (!*sync && !bs.DataOffset) {
308         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "A decode call did not consume any data\n");
309         bs.DataOffset = avpkt->size;
310     }
311
312     if (*sync) {
313         QSVFrame *out_frame = find_frame(q, outsurf);
314
315         if (!out_frame) {
316             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
317                    "The returned surface does not correspond to any frame\n");
318             av_freep(&sync);
319             return AVERROR_BUG;
320         }
321
322         out_frame->queued = 1;
323         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
324         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
325     } else {
326         av_freep(&sync);
327     }
328
329     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
330         (!avpkt->size && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
331         AVFrame *src_frame;
332
333         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
334         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
335         out_frame->queued = 0;
336
337         do {
338             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
339         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
340
341         av_freep(&sync);
342
343         src_frame = out_frame->frame;
344
345         ret = av_frame_ref(frame, src_frame);
346         if (ret < 0)
347             return ret;
348
349         outsurf = out_frame->surface;
350
351 #if FF_API_PKT_PTS
352 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
353         frame->pkt_pts = outsurf->Data.TimeStamp;
354 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
355 #endif
356         frame->pts = outsurf->Data.TimeStamp;
357
358         frame->repeat_pict =
359             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING ? 4 :
360             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING ? 2 :
361             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED ? 1 : 0;
362         frame->top_field_first =
363             outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
364         frame->interlaced_frame =
365             !(outsurf->Info.PicStruct & MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE);
366
367         *got_frame = 1;
368     }
369
370     return bs.DataOffset;
371 }
372
373 int ff_qsv_decode_close(QSVContext *q)
374 {
375     QSVFrame *cur = q->work_frames;
376
377     if (q->session)
378         MFXVideoDECODE_Close(q->session);
379
380     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
381         QSVFrame *out_frame;
382         mfxSyncPoint *sync;
383
384         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &out_frame, sizeof(out_frame), NULL);
385         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,      sizeof(sync),      NULL);
386
387         av_freep(&sync);
388     }
389
390     while (cur) {
391         q->work_frames = cur->next;
392         av_frame_free(&cur->frame);
393         av_freep(&cur);
394         cur = q->work_frames;
395     }
396
397     av_fifo_free(q->async_fifo);
398     q->async_fifo = NULL;
399
400     av_parser_close(q->parser);
401     avcodec_free_context(&q->avctx_internal);
402
403     if (q->internal_session)
404         MFXClose(q->internal_session);
405
406     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
407     av_freep(&q->frames_ctx.mids);
408     q->frames_ctx.nb_mids = 0;
409
410     return 0;
411 }
412
413 int ff_qsv_process_data(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q,
414                         AVFrame *frame, int *got_frame, AVPacket *pkt)
415 {
416     uint8_t *dummy_data;
417     int dummy_size;
418     int ret;
419
420     if (!q->avctx_internal) {
421         q->avctx_internal = avcodec_alloc_context3(NULL);
422         if (!q->avctx_internal)
423             return AVERROR(ENOMEM);
424
425         if (avctx->extradata) {
426             q->avctx_internal->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
427             if (!q->avctx_internal->extradata)
428                 return AVERROR(ENOMEM);
429
430             memcpy(q->avctx_internal->extradata, avctx->extradata,
431                    avctx->extradata_size);
432             q->avctx_internal->extradata_size = avctx->extradata_size;
433         }
434
435         q->parser = av_parser_init(avctx->codec_id);
436         if (!q->parser)
437             return AVERROR(ENOMEM);
438
439         q->parser->flags |= PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
440         q->orig_pix_fmt   = AV_PIX_FMT_NONE;
441     }
442
443     if (!pkt->size)
444         return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
445
446     /* we assume the packets are already split properly and want
447      * just the codec parameters here */
448     av_parser_parse2(q->parser, q->avctx_internal,
449                      &dummy_data, &dummy_size,
450                      pkt->data, pkt->size, pkt->pts, pkt->dts,
451                      pkt->pos);
452
453     /* TODO: flush delayed frames on reinit */
454     if (q->parser->format       != q->orig_pix_fmt    ||
455         q->parser->coded_width  != avctx->coded_width ||
456         q->parser->coded_height != avctx->coded_height) {
457         enum AVPixelFormat pix_fmts[3] = { AV_PIX_FMT_QSV,
458                                            AV_PIX_FMT_NONE,
459                                            AV_PIX_FMT_NONE };
460         enum AVPixelFormat qsv_format;
461
462         qsv_format = ff_qsv_map_pixfmt(q->parser->format, &q->fourcc);
463         if (qsv_format < 0) {
464             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
465                    "Decoding pixel format '%s' is not supported\n",
466                    av_get_pix_fmt_name(q->parser->format));
467             ret = AVERROR(ENOSYS);
468             goto reinit_fail;
469         }
470
471         q->orig_pix_fmt     = q->parser->format;
472         avctx->pix_fmt      = pix_fmts[1] = qsv_format;
473         avctx->width        = q->parser->width;
474         avctx->height       = q->parser->height;
475         avctx->coded_width  = q->parser->coded_width;
476         avctx->coded_height = q->parser->coded_height;
477         avctx->level        = q->avctx_internal->level;
478         avctx->profile      = q->avctx_internal->profile;
479
480         ret = ff_get_format(avctx, pix_fmts);
481         if (ret < 0)
482             goto reinit_fail;
483
484         avctx->pix_fmt = ret;
485
486         ret = qsv_decode_init(avctx, q);
487         if (ret < 0)
488             goto reinit_fail;
489     }
490
491     return qsv_decode(avctx, q, frame, got_frame, pkt);
492
493 reinit_fail:
494     q->orig_pix_fmt = q->parser->format = avctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
495     return ret;
496 }
497
498 void ff_qsv_decode_flush(AVCodecContext *avctx, QSVContext *q)
499 {
500     q->orig_pix_fmt = AV_PIX_FMT_NONE;
501 }