hwcontext: add a CUDA implementation
[ffmpeg.git] / libavutil / hwcontext.c
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 #include "config.h"
20
21 #include "buffer.h"
22 #include "common.h"
23 #include "hwcontext.h"
24 #include "hwcontext_internal.h"
25 #include "imgutils.h"
26 #include "log.h"
27 #include "mem.h"
28 #include "pixdesc.h"
29 #include "pixfmt.h"
30
31 static const HWContextType *hw_table[] = {
32 #if CONFIG_CUDA
33     &ff_hwcontext_type_cuda,
34 #endif
35 #if CONFIG_VDPAU
36     &ff_hwcontext_type_vdpau,
37 #endif
38     NULL,
39 };
40
41 static const AVClass hwdevice_ctx_class = {
42     .class_name = "AVHWDeviceContext",
43     .item_name  = av_default_item_name,
44     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
45 };
46
47 static void hwdevice_ctx_free(void *opaque, uint8_t *data)
48 {
49     AVHWDeviceContext *ctx = (AVHWDeviceContext*)data;
50
51     /* uninit might still want access the hw context and the user
52      * free() callback might destroy it, so uninit has to be called first */
53     if (ctx->internal->hw_type->device_uninit)
54         ctx->internal->hw_type->device_uninit(ctx);
55
56     if (ctx->free)
57         ctx->free(ctx);
58
59     av_freep(&ctx->hwctx);
60     av_freep(&ctx->internal->priv);
61     av_freep(&ctx->internal);
62     av_freep(&ctx);
63 }
64
65 AVBufferRef *av_hwdevice_ctx_alloc(enum AVHWDeviceType type)
66 {
67     AVHWDeviceContext *ctx;
68     AVBufferRef *buf;
69     const HWContextType *hw_type = NULL;
70     int i;
71
72     for (i = 0; hw_table[i]; i++) {
73         if (hw_table[i]->type == type) {
74             hw_type = hw_table[i];
75             break;
76         }
77     }
78     if (!hw_type)
79         return NULL;
80
81     ctx = av_mallocz(sizeof(*ctx));
82     if (!ctx)
83         return NULL;
84
85     ctx->internal = av_mallocz(sizeof(*ctx->internal));
86     if (!ctx->internal)
87         goto fail;
88
89     if (hw_type->device_priv_size) {
90         ctx->internal->priv = av_mallocz(hw_type->device_priv_size);
91         if (!ctx->internal->priv)
92             goto fail;
93     }
94
95     if (hw_type->device_hwctx_size) {
96         ctx->hwctx = av_mallocz(hw_type->device_hwctx_size);
97         if (!ctx->hwctx)
98             goto fail;
99     }
100
101     buf = av_buffer_create((uint8_t*)ctx, sizeof(*ctx),
102                            hwdevice_ctx_free, NULL,
103                            AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
104     if (!buf)
105         goto fail;
106
107     ctx->type     = type;
108     ctx->av_class = &hwdevice_ctx_class;
109
110     ctx->internal->hw_type = hw_type;
111
112     return buf;
113
114 fail:
115     if (ctx->internal)
116         av_freep(&ctx->internal->priv);
117     av_freep(&ctx->internal);
118     av_freep(&ctx->hwctx);
119     av_freep(&ctx);
120     return NULL;
121 }
122
123 int av_hwdevice_ctx_init(AVBufferRef *ref)
124 {
125     AVHWDeviceContext *ctx = (AVHWDeviceContext*)ref->data;
126     int ret;
127
128     if (ctx->internal->hw_type->device_init) {
129         ret = ctx->internal->hw_type->device_init(ctx);
130         if (ret < 0)
131             goto fail;
132     }
133
134     return 0;
135 fail:
136     if (ctx->internal->hw_type->device_uninit)
137         ctx->internal->hw_type->device_uninit(ctx);
138     return ret;
139 }
140
141 static const AVClass hwframe_ctx_class = {
142     .class_name = "AVHWFramesContext",
143     .item_name  = av_default_item_name,
144     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
145 };
146
147 static void hwframe_ctx_free(void *opaque, uint8_t *data)
148 {
149     AVHWFramesContext *ctx = (AVHWFramesContext*)data;
150
151     if (ctx->internal->pool_internal)
152         av_buffer_pool_uninit(&ctx->internal->pool_internal);
153
154     if (ctx->internal->hw_type->frames_uninit)
155         ctx->internal->hw_type->frames_uninit(ctx);
156
157     if (ctx->free)
158         ctx->free(ctx);
159
160     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
161
162     av_freep(&ctx->hwctx);
163     av_freep(&ctx->internal->priv);
164     av_freep(&ctx->internal);
165     av_freep(&ctx);
166 }
167
168 AVBufferRef *av_hwframe_ctx_alloc(AVBufferRef *device_ref_in)
169 {
170     AVHWDeviceContext *device_ctx = (AVHWDeviceContext*)device_ref_in->data;
171     const HWContextType  *hw_type = device_ctx->internal->hw_type;
172     AVHWFramesContext *ctx;
173     AVBufferRef *buf, *device_ref = NULL;;
174
175     ctx = av_mallocz(sizeof(*ctx));
176     if (!ctx)
177         return NULL;
178
179     ctx->internal = av_mallocz(sizeof(*ctx->internal));
180     if (!ctx->internal)
181         goto fail;
182
183     if (hw_type->frames_priv_size) {
184         ctx->internal->priv = av_mallocz(hw_type->frames_priv_size);
185         if (!ctx->internal->priv)
186             goto fail;
187     }
188
189     if (hw_type->frames_hwctx_size) {
190         ctx->hwctx = av_mallocz(hw_type->frames_hwctx_size);
191         if (!ctx->hwctx)
192             goto fail;
193     }
194
195     device_ref = av_buffer_ref(device_ref_in);
196     if (!device_ref)
197         goto fail;
198
199     buf = av_buffer_create((uint8_t*)ctx, sizeof(*ctx),
200                            hwframe_ctx_free, NULL,
201                            AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
202     if (!buf)
203         goto fail;
204
205     ctx->av_class   = &hwframe_ctx_class;
206     ctx->device_ref = device_ref;
207     ctx->device_ctx = device_ctx;
208     ctx->format     = AV_PIX_FMT_NONE;
209
210     ctx->internal->hw_type = hw_type;
211
212     return buf;
213
214 fail:
215     if (device_ref)
216         av_buffer_unref(&device_ref);
217     if (ctx->internal)
218         av_freep(&ctx->internal->priv);
219     av_freep(&ctx->internal);
220     av_freep(&ctx->hwctx);
221     av_freep(&ctx);
222     return NULL;
223 }
224
225 static int hwframe_pool_prealloc(AVBufferRef *ref)
226 {
227     AVHWFramesContext *ctx = (AVHWFramesContext*)ref->data;
228     AVFrame **frames;
229     int i, ret = 0;
230
231     frames = av_mallocz_array(ctx->initial_pool_size, sizeof(*frames));
232     if (!frames)
233         return AVERROR(ENOMEM);
234
235     for (i = 0; i < ctx->initial_pool_size; i++) {
236         frames[i] = av_frame_alloc();
237         if (!frames[i])
238             goto fail;
239
240         ret = av_hwframe_get_buffer(ref, frames[i], 0);
241         if (ret < 0)
242             goto fail;
243     }
244
245 fail:
246     for (i = 0; i < ctx->initial_pool_size; i++)
247         av_frame_free(&frames[i]);
248     av_freep(&frames);
249
250     return ret;
251 }
252
253 int av_hwframe_ctx_init(AVBufferRef *ref)
254 {
255     AVHWFramesContext *ctx = (AVHWFramesContext*)ref->data;
256     const enum AVPixelFormat *pix_fmt;
257     int ret;
258
259     /* validate the pixel format */
260     for (pix_fmt = ctx->internal->hw_type->pix_fmts; *pix_fmt != AV_PIX_FMT_NONE; pix_fmt++) {
261         if (*pix_fmt == ctx->format)
262             break;
263     }
264     if (*pix_fmt == AV_PIX_FMT_NONE) {
265         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
266                "The hardware pixel format '%s' is not supported by the device type '%s'\n",
267                av_get_pix_fmt_name(ctx->format), ctx->internal->hw_type->name);
268         return AVERROR(ENOSYS);
269     }
270
271     /* validate the dimensions */
272     ret = av_image_check_size(ctx->width, ctx->height, 0, ctx);
273     if (ret < 0)
274         return ret;
275
276     /* format-specific init */
277     if (ctx->internal->hw_type->frames_init) {
278         ret = ctx->internal->hw_type->frames_init(ctx);
279         if (ret < 0)
280             goto fail;
281     }
282
283     if (ctx->internal->pool_internal && !ctx->pool)
284         ctx->pool = ctx->internal->pool_internal;
285
286     /* preallocate the frames in the pool, if requested */
287     if (ctx->initial_pool_size > 0) {
288         ret = hwframe_pool_prealloc(ref);
289         if (ret < 0)
290             goto fail;
291     }
292
293     return 0;
294 fail:
295     if (ctx->internal->hw_type->frames_uninit)
296         ctx->internal->hw_type->frames_uninit(ctx);
297     return ret;
298 }
299
300 int av_hwframe_transfer_get_formats(AVBufferRef *hwframe_ref,
301                                     enum AVHWFrameTransferDirection dir,
302                                     enum AVPixelFormat **formats, int flags)
303 {
304     AVHWFramesContext *ctx = (AVHWFramesContext*)hwframe_ref->data;
305
306     if (!ctx->internal->hw_type->transfer_get_formats)
307         return AVERROR(ENOSYS);
308
309     return ctx->internal->hw_type->transfer_get_formats(ctx, dir, formats);
310 }
311
312 static int transfer_data_alloc(AVFrame *dst, const AVFrame *src, int flags)
313 {
314     AVFrame *frame_tmp;
315     int ret = 0;
316
317     frame_tmp = av_frame_alloc();
318     if (!frame_tmp)
319         return AVERROR(ENOMEM);
320
321     /* if the format is set, use that
322      * otherwise pick the first supported one */
323     if (dst->format >= 0) {
324         frame_tmp->format = dst->format;
325     } else {
326         enum AVPixelFormat *formats;
327
328         ret = av_hwframe_transfer_get_formats(src->hw_frames_ctx,
329                                               AV_HWFRAME_TRANSFER_DIRECTION_FROM,
330                                               &formats, 0);
331         if (ret < 0)
332             goto fail;
333         frame_tmp->format = formats[0];
334         av_freep(&formats);
335     }
336     frame_tmp->width  = src->width;
337     frame_tmp->height = src->height;
338
339     ret = av_frame_get_buffer(frame_tmp, 32);
340     if (ret < 0)
341         goto fail;
342
343     ret = av_hwframe_transfer_data(frame_tmp, src, flags);
344     if (ret < 0)
345         goto fail;
346
347     av_frame_move_ref(dst, frame_tmp);
348
349 fail:
350     av_frame_free(&frame_tmp);
351     return ret;
352 }
353
354 int av_hwframe_transfer_data(AVFrame *dst, const AVFrame *src, int flags)
355 {
356     AVHWFramesContext *ctx;
357     int ret;
358
359     if (!dst->buf[0])
360         return transfer_data_alloc(dst, src, flags);
361
362     if (src->hw_frames_ctx) {
363         ctx = (AVHWFramesContext*)src->hw_frames_ctx->data;
364
365         ret = ctx->internal->hw_type->transfer_data_from(ctx, dst, src);
366         if (ret < 0)
367             return ret;
368     } else if (dst->hw_frames_ctx) {
369         ctx = (AVHWFramesContext*)dst->hw_frames_ctx->data;
370
371         ret = ctx->internal->hw_type->transfer_data_to(ctx, dst, src);
372         if (ret < 0)
373             return ret;
374     } else
375         return AVERROR(ENOSYS);
376
377     return 0;
378 }
379
380 int av_hwframe_get_buffer(AVBufferRef *hwframe_ref, AVFrame *frame, int flags)
381 {
382     AVHWFramesContext *ctx = (AVHWFramesContext*)hwframe_ref->data;
383     int ret;
384
385     if (!ctx->internal->hw_type->frames_get_buffer)
386         return AVERROR(ENOSYS);
387
388     if (!ctx->pool)
389         return AVERROR(EINVAL);
390
391     frame->hw_frames_ctx = av_buffer_ref(hwframe_ref);
392     if (!frame->hw_frames_ctx)
393         return AVERROR(ENOMEM);
394
395     ret = ctx->internal->hw_type->frames_get_buffer(ctx, frame);
396     if (ret < 0) {
397         av_buffer_unref(&frame->hw_frames_ctx);
398         return ret;
399     }
400
401     return 0;
402 }