pthread_frame: use atomics for frame progress
[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 "internal.h"
32 #include "pthread_internal.h"
33 #include "thread.h"
34 #include "version.h"
35
36 #include "libavutil/avassert.h"
37 #include "libavutil/buffer.h"
38 #include "libavutil/common.h"
39 #include "libavutil/cpu.h"
40 #include "libavutil/frame.h"
41 #include "libavutil/internal.h"
42 #include "libavutil/log.h"
43 #include "libavutil/mem.h"
44 #include "libavutil/opt.h"
45 #include "libavutil/thread.h"
46
47 enum {
48     ///< Set when the thread is awaiting a packet.
49     STATE_INPUT_READY,
50     ///< Set before the codec has called ff_thread_finish_setup().
51     STATE_SETTING_UP,
52     /**
53      * Set when the codec calls get_buffer().
54      * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
55      */
56     STATE_GET_BUFFER,
57      /**
58       * Set when the codec calls get_format().
59       * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
60       */
61     STATE_GET_FORMAT,
62     ///< Set after the codec has called ff_thread_finish_setup().
63     STATE_SETUP_FINISHED,
64 };
65
66 /**
67  * Context used by codec threads and stored in their AVCodecInternal thread_ctx.
68  */
69 typedef struct PerThreadContext {
70     struct FrameThreadContext *parent;
71
72     pthread_t      thread;
73     int            thread_init;
74     pthread_cond_t input_cond;      ///< Used to wait for a new packet from the main thread.
75     pthread_cond_t progress_cond;   ///< Used by child threads to wait for progress to change.
76     pthread_cond_t output_cond;     ///< Used by the main thread to wait for frames to finish.
77
78     pthread_mutex_t mutex;          ///< Mutex used to protect the contents of the PerThreadContext.
79     pthread_mutex_t progress_mutex; ///< Mutex used to protect frame progress values and progress_cond.
80
81     AVCodecContext *avctx;          ///< Context used to decode packets passed to this thread.
82
83     AVPacket       avpkt;           ///< Input packet (for decoding) or output (for encoding).
84
85     AVFrame *frame;                 ///< Output frame (for decoding) or input (for encoding).
86     int     got_frame;              ///< The output of got_picture_ptr from the last avcodec_decode_video() call.
87     int     result;                 ///< The result of the last codec decode/encode() call.
88
89     atomic_int state;
90
91     /**
92      * Array of frames passed to ff_thread_release_buffer().
93      * Frames are released after all threads referencing them are finished.
94      */
95     AVFrame *released_buffers;
96     int  num_released_buffers;
97     int      released_buffers_allocated;
98
99     AVFrame *requested_frame;       ///< AVFrame the codec passed to get_buffer()
100     int      requested_flags;       ///< flags passed to get_buffer() for requested_frame
101
102     const enum AVPixelFormat *available_formats; ///< Format array for get_format()
103     enum AVPixelFormat result_format;            ///< get_format() result
104
105     int die;                        ///< Set when the thread should exit.
106 } PerThreadContext;
107
108 /**
109  * Context stored in the client AVCodecInternal thread_ctx.
110  */
111 typedef struct FrameThreadContext {
112     PerThreadContext *threads;     ///< The contexts for each thread.
113     PerThreadContext *prev_thread; ///< The last thread submit_packet() was called on.
114
115     pthread_mutex_t buffer_mutex;  ///< Mutex used to protect get/release_buffer().
116
117     int next_decoding;             ///< The next context to submit a packet to.
118     int next_finished;             ///< The next context to return output from.
119
120     int delaying;                  /**<
121                                     * Set for the first N packets, where N is the number of threads.
122                                     * While it is set, ff_thread_en/decode_frame won't return any results.
123                                     */
124 } FrameThreadContext;
125
126 #define THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx) \
127 ((avctx)->thread_safe_callbacks || (avctx)->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2)
128
129 /**
130  * Codec worker thread.
131  *
132  * Automatically calls ff_thread_finish_setup() if the codec does
133  * not provide an update_thread_context method, or if the codec returns
134  * before calling it.
135  */
136 static attribute_align_arg void *frame_worker_thread(void *arg)
137 {
138     PerThreadContext *p = arg;
139     AVCodecContext *avctx = p->avctx;
140     const AVCodec *codec = avctx->codec;
141
142     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
143     while (1) {
144         while (atomic_load(&p->state) == STATE_INPUT_READY && !p->die)
145             pthread_cond_wait(&p->input_cond, &p->mutex);
146
147         if (p->die) break;
148
149         if (!codec->update_thread_context && THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))
150             ff_thread_finish_setup(avctx);
151
152         av_frame_unref(p->frame);
153         p->got_frame = 0;
154         p->result = codec->decode(avctx, p->frame, &p->got_frame, &p->avpkt);
155
156         if ((p->result < 0 || !p->got_frame) && p->frame->buf[0]) {
157             if (avctx->internal->allocate_progress)
158                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A frame threaded decoder did not "
159                        "free the frame on failure. This is a bug, please report it.\n");
160             av_frame_unref(p->frame);
161         }
162
163         if (atomic_load(&p->state) == STATE_SETTING_UP)
164             ff_thread_finish_setup(avctx);
165
166         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
167 #if 0 //BUFREF-FIXME
168         for (i = 0; i < MAX_BUFFERS; i++)
169             if (p->progress_used[i] && (p->got_frame || p->result<0 || avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_H264)) {
170                 p->progress[i][0] = INT_MAX;
171                 p->progress[i][1] = INT_MAX;
172             }
173 #endif
174         atomic_store(&p->state, STATE_INPUT_READY);
175
176         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
177         pthread_cond_signal(&p->output_cond);
178         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
179     }
180     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
181
182     return NULL;
183 }
184
185 /**
186  * Update the next thread's AVCodecContext with values from the reference thread's context.
187  *
188  * @param dst The destination context.
189  * @param src The source context.
190  * @param for_user 0 if the destination is a codec thread, 1 if the destination is the user's thread
191  * @return 0 on success, negative error code on failure
192  */
193 static int update_context_from_thread(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src, int for_user)
194 {
195     int err = 0;
196
197     if (dst != src) {
198         dst->time_base = src->time_base;
199         dst->framerate = src->framerate;
200         dst->width     = src->width;
201         dst->height    = src->height;
202         dst->pix_fmt   = src->pix_fmt;
203
204         dst->coded_width  = src->coded_width;
205         dst->coded_height = src->coded_height;
206
207         dst->has_b_frames = src->has_b_frames;
208         dst->idct_algo    = src->idct_algo;
209
210         dst->bits_per_coded_sample = src->bits_per_coded_sample;
211         dst->sample_aspect_ratio   = src->sample_aspect_ratio;
212 #if FF_API_AFD
213 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
214         dst->dtg_active_format     = src->dtg_active_format;
215 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
216 #endif /* FF_API_AFD */
217
218         dst->profile = src->profile;
219         dst->level   = src->level;
220
221         dst->bits_per_raw_sample = src->bits_per_raw_sample;
222         dst->ticks_per_frame     = src->ticks_per_frame;
223         dst->color_primaries     = src->color_primaries;
224
225         dst->color_trc   = src->color_trc;
226         dst->colorspace  = src->colorspace;
227         dst->color_range = src->color_range;
228         dst->chroma_sample_location = src->chroma_sample_location;
229
230         dst->hwaccel = src->hwaccel;
231         dst->hwaccel_context = src->hwaccel_context;
232
233         dst->channels       = src->channels;
234         dst->sample_rate    = src->sample_rate;
235         dst->sample_fmt     = src->sample_fmt;
236         dst->channel_layout = src->channel_layout;
237         dst->internal->hwaccel_priv_data = src->internal->hwaccel_priv_data;
238     }
239
240     if (for_user) {
241         dst->delay       = src->thread_count - 1;
242 #if FF_API_CODED_FRAME
243 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
244         dst->coded_frame = src->coded_frame;
245 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
246 #endif
247     } else {
248         if (dst->codec->update_thread_context)
249             err = dst->codec->update_thread_context(dst, src);
250     }
251
252     return err;
253 }
254
255 /**
256  * Update the next thread's AVCodecContext with values set by the user.
257  *
258  * @param dst The destination context.
259  * @param src The source context.
260  * @return 0 on success, negative error code on failure
261  */
262 static int update_context_from_user(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src)
263 {
264 #define copy_fields(s, e) memcpy(&dst->s, &src->s, (char*)&dst->e - (char*)&dst->s);
265     dst->flags          = src->flags;
266
267     dst->draw_horiz_band= src->draw_horiz_band;
268     dst->get_buffer2    = src->get_buffer2;
269
270     dst->opaque   = src->opaque;
271     dst->debug    = src->debug;
272     dst->debug_mv = src->debug_mv;
273
274     dst->slice_flags = src->slice_flags;
275     dst->flags2      = src->flags2;
276
277     copy_fields(skip_loop_filter, subtitle_header);
278
279     dst->frame_number     = src->frame_number;
280     dst->reordered_opaque = src->reordered_opaque;
281     dst->thread_safe_callbacks = src->thread_safe_callbacks;
282
283     if (src->slice_count && src->slice_offset) {
284         if (dst->slice_count < src->slice_count) {
285             int err = av_reallocp_array(&dst->slice_offset, src->slice_count,
286                                         sizeof(*dst->slice_offset));
287             if (err < 0)
288                 return err;
289         }
290         memcpy(dst->slice_offset, src->slice_offset,
291                src->slice_count * sizeof(*dst->slice_offset));
292     }
293     dst->slice_count = src->slice_count;
294     return 0;
295 #undef copy_fields
296 }
297
298 /// Releases the buffers that this decoding thread was the last user of.
299 static void release_delayed_buffers(PerThreadContext *p)
300 {
301     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
302
303     while (p->num_released_buffers > 0) {
304         AVFrame *f;
305
306         pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
307
308         // fix extended data in case the caller screwed it up
309         av_assert0(p->avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ||
310                    p->avctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
311         f = &p->released_buffers[--p->num_released_buffers];
312         f->extended_data = f->data;
313         av_frame_unref(f);
314
315         pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
316     }
317 }
318
319 static int submit_packet(PerThreadContext *p, AVPacket *avpkt)
320 {
321     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
322     PerThreadContext *prev_thread = fctx->prev_thread;
323     const AVCodec *codec = p->avctx->codec;
324     int ret;
325
326     if (!avpkt->size && !(codec->capabilities & AV_CODEC_CAP_DELAY))
327         return 0;
328
329     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
330
331     release_delayed_buffers(p);
332
333     if (prev_thread) {
334         int err;
335         if (atomic_load(&prev_thread->state) == STATE_SETTING_UP) {
336             pthread_mutex_lock(&prev_thread->progress_mutex);
337             while (atomic_load(&prev_thread->state) == STATE_SETTING_UP)
338                 pthread_cond_wait(&prev_thread->progress_cond, &prev_thread->progress_mutex);
339             pthread_mutex_unlock(&prev_thread->progress_mutex);
340         }
341
342         err = update_context_from_thread(p->avctx, prev_thread->avctx, 0);
343         if (err) {
344             pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
345             return err;
346         }
347     }
348
349     av_packet_unref(&p->avpkt);
350     ret = av_packet_ref(&p->avpkt, avpkt);
351     if (ret < 0) {
352         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
353         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "av_packet_ref() failed in submit_packet()\n");
354         return ret;
355     }
356
357     atomic_store(&p->state, STATE_SETTING_UP);
358     pthread_cond_signal(&p->input_cond);
359     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
360
361     /*
362      * If the client doesn't have a thread-safe get_buffer(),
363      * then decoding threads call back to the main thread,
364      * and it calls back to the client here.
365      */
366
367     if (!p->avctx->thread_safe_callbacks && (
368          p->avctx->get_format != avcodec_default_get_format ||
369          p->avctx->get_buffer2 != avcodec_default_get_buffer2)) {
370         while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETUP_FINISHED && atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
371             int call_done = 1;
372             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
373             while (atomic_load(&p->state) == STATE_SETTING_UP)
374                 pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
375
376             switch (atomic_load_explicit(&p->state, memory_order_acquire)) {
377             case STATE_GET_BUFFER:
378                 p->result = ff_get_buffer(p->avctx, p->requested_frame, p->requested_flags);
379                 break;
380             case STATE_GET_FORMAT:
381                 p->result_format = ff_get_format(p->avctx, p->available_formats);
382                 break;
383             default:
384                 call_done = 0;
385                 break;
386             }
387             if (call_done) {
388                 atomic_store(&p->state, STATE_SETTING_UP);
389                 pthread_cond_signal(&p->progress_cond);
390             }
391             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
392         }
393     }
394
395     fctx->prev_thread = p;
396     fctx->next_decoding++;
397
398     return 0;
399 }
400
401 int ff_thread_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
402                            AVFrame *picture, int *got_picture_ptr,
403                            AVPacket *avpkt)
404 {
405     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
406     int finished = fctx->next_finished;
407     PerThreadContext *p;
408     int err;
409
410     /*
411      * Submit a packet to the next decoding thread.
412      */
413
414     p = &fctx->threads[fctx->next_decoding];
415     err = update_context_from_user(p->avctx, avctx);
416     if (err) return err;
417     err = submit_packet(p, avpkt);
418     if (err) return err;
419
420     /*
421      * If we're still receiving the initial packets, don't return a frame.
422      */
423
424     if (fctx->next_decoding > (avctx->thread_count-1-(avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_FFV1)))
425         fctx->delaying = 0;
426
427     if (fctx->delaying) {
428         *got_picture_ptr=0;
429         if (avpkt->size)
430             return avpkt->size;
431     }
432
433     /*
434      * Return the next available frame from the oldest thread.
435      * If we're at the end of the stream, then we have to skip threads that
436      * didn't output a frame, because we don't want to accidentally signal
437      * EOF (avpkt->size == 0 && *got_picture_ptr == 0).
438      */
439
440     do {
441         p = &fctx->threads[finished++];
442
443         if (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
444             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
445             while (atomic_load_explicit(&p->state, memory_order_relaxed) != STATE_INPUT_READY)
446                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
447             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
448         }
449
450         av_frame_move_ref(picture, p->frame);
451         *got_picture_ptr = p->got_frame;
452         picture->pkt_dts = p->avpkt.dts;
453
454         if (p->result < 0)
455             err = p->result;
456
457         /*
458          * A later call with avkpt->size == 0 may loop over all threads,
459          * including this one, searching for a frame to return before being
460          * stopped by the "finished != fctx->next_finished" condition.
461          * Make sure we don't mistakenly return the same frame again.
462          */
463         p->got_frame = 0;
464
465         if (finished >= avctx->thread_count) finished = 0;
466     } while (!avpkt->size && !*got_picture_ptr && finished != fctx->next_finished);
467
468     update_context_from_thread(avctx, p->avctx, 1);
469
470     if (fctx->next_decoding >= avctx->thread_count) fctx->next_decoding = 0;
471
472     fctx->next_finished = finished;
473
474     /*
475      * When no frame was found while flushing, but an error occurred in
476      * any thread, return it instead of 0.
477      * Otherwise the error can get lost.
478      */
479     if (!avpkt->size && !*got_picture_ptr)
480         return err;
481
482     /* return the size of the consumed packet if no error occurred */
483     return (p->result >= 0) ? avpkt->size : p->result;
484 }
485
486 void ff_thread_report_progress(ThreadFrame *f, int n, int field)
487 {
488     PerThreadContext *p;
489     atomic_int *progress = f->progress ? (atomic_int*)f->progress->data : NULL;
490
491     if (!progress ||
492         atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_acquire) >= n)
493         return;
494
495     p = f->owner->internal->thread_ctx;
496
497     if (f->owner->debug&FF_DEBUG_THREADS)
498         av_log(f->owner, AV_LOG_DEBUG, "%p finished %d field %d\n", progress, n, field);
499
500     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
501
502     atomic_store(&progress[field], n);
503
504     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
505     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
506 }
507
508 void ff_thread_await_progress(ThreadFrame *f, int n, int field)
509 {
510     PerThreadContext *p;
511     atomic_int *progress = f->progress ? (atomic_int*)f->progress->data : NULL;
512
513     if (!progress ||
514         atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_acquire) >= n)
515         return;
516
517     p = f->owner->internal->thread_ctx;
518
519     if (f->owner->debug&FF_DEBUG_THREADS)
520         av_log(f->owner, AV_LOG_DEBUG, "thread awaiting %d field %d from %p\n", n, field, progress);
521
522     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
523     while (atomic_load_explicit(&progress[field], memory_order_relaxed) < n)
524         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
525     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
526 }
527
528 void ff_thread_finish_setup(AVCodecContext *avctx) {
529     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
530
531     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) return;
532
533     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
534     if(atomic_load(&p->state) == STATE_SETUP_FINISHED){
535         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple ff_thread_finish_setup() calls\n");
536     }
537
538     atomic_store(&p->state, STATE_SETUP_FINISHED);
539
540     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
541     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
542 }
543
544 /// Waits for all threads to finish.
545 static void park_frame_worker_threads(FrameThreadContext *fctx, int thread_count)
546 {
547     int i;
548
549     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
550         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
551
552         if (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY) {
553             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
554             while (atomic_load(&p->state) != STATE_INPUT_READY)
555                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
556             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
557         }
558         p->got_frame = 0;
559     }
560 }
561
562 void ff_frame_thread_free(AVCodecContext *avctx, int thread_count)
563 {
564     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
565     const AVCodec *codec = avctx->codec;
566     int i;
567
568     park_frame_worker_threads(fctx, thread_count);
569
570     if (fctx->prev_thread && fctx->prev_thread != fctx->threads)
571         if (update_context_from_thread(fctx->threads->avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0) < 0) {
572             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Final thread update failed\n");
573             fctx->prev_thread->avctx->internal->is_copy = fctx->threads->avctx->internal->is_copy;
574             fctx->threads->avctx->internal->is_copy = 1;
575         }
576
577     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
578         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
579
580         pthread_mutex_lock(&p->mutex);
581         p->die = 1;
582         pthread_cond_signal(&p->input_cond);
583         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
584
585         if (p->thread_init)
586             pthread_join(p->thread, NULL);
587         p->thread_init=0;
588
589         if (codec->close && p->avctx)
590             codec->close(p->avctx);
591
592         release_delayed_buffers(p);
593         av_frame_free(&p->frame);
594     }
595
596     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
597         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
598
599         pthread_mutex_destroy(&p->mutex);
600         pthread_mutex_destroy(&p->progress_mutex);
601         pthread_cond_destroy(&p->input_cond);
602         pthread_cond_destroy(&p->progress_cond);
603         pthread_cond_destroy(&p->output_cond);
604         av_packet_unref(&p->avpkt);
605         av_freep(&p->released_buffers);
606
607         if (i && p->avctx) {
608             av_freep(&p->avctx->priv_data);
609             av_freep(&p->avctx->slice_offset);
610         }
611
612         if (p->avctx)
613             av_freep(&p->avctx->internal);
614         av_freep(&p->avctx);
615     }
616
617     av_freep(&fctx->threads);
618     pthread_mutex_destroy(&fctx->buffer_mutex);
619     av_freep(&avctx->internal->thread_ctx);
620
621     if (avctx->priv_data && avctx->codec && avctx->codec->priv_class)
622         av_opt_free(avctx->priv_data);
623     avctx->codec = NULL;
624 }
625
626 int ff_frame_thread_init(AVCodecContext *avctx)
627 {
628     int thread_count = avctx->thread_count;
629     const AVCodec *codec = avctx->codec;
630     AVCodecContext *src = avctx;
631     FrameThreadContext *fctx;
632     int i, err = 0;
633
634 #if HAVE_W32THREADS
635     w32thread_init();
636 #endif
637
638     if (!thread_count) {
639         int nb_cpus = av_cpu_count();
640         if ((avctx->debug & (FF_DEBUG_VIS_QP | FF_DEBUG_VIS_MB_TYPE)) || avctx->debug_mv)
641             nb_cpus = 1;
642         // use number of cores + 1 as thread count if there is more than one
643         if (nb_cpus > 1)
644             thread_count = avctx->thread_count = FFMIN(nb_cpus + 1, MAX_AUTO_THREADS);
645         else
646             thread_count = avctx->thread_count = 1;
647     }
648
649     if (thread_count <= 1) {
650         avctx->active_thread_type = 0;
651         return 0;
652     }
653
654     avctx->internal->thread_ctx = fctx = av_mallocz(sizeof(FrameThreadContext));
655     if (!fctx)
656         return AVERROR(ENOMEM);
657
658     fctx->threads = av_mallocz_array(thread_count, sizeof(PerThreadContext));
659     if (!fctx->threads) {
660         av_freep(&avctx->internal->thread_ctx);
661         return AVERROR(ENOMEM);
662     }
663
664     pthread_mutex_init(&fctx->buffer_mutex, NULL);
665     fctx->delaying = 1;
666
667     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
668         AVCodecContext *copy = av_malloc(sizeof(AVCodecContext));
669         PerThreadContext *p  = &fctx->threads[i];
670
671         pthread_mutex_init(&p->mutex, NULL);
672         pthread_mutex_init(&p->progress_mutex, NULL);
673         pthread_cond_init(&p->input_cond, NULL);
674         pthread_cond_init(&p->progress_cond, NULL);
675         pthread_cond_init(&p->output_cond, NULL);
676
677         p->frame = av_frame_alloc();
678         if (!p->frame) {
679             av_freep(&copy);
680             err = AVERROR(ENOMEM);
681             goto error;
682         }
683
684         p->parent = fctx;
685         p->avctx  = copy;
686
687         if (!copy) {
688             err = AVERROR(ENOMEM);
689             goto error;
690         }
691
692         *copy = *src;
693
694         copy->internal = av_malloc(sizeof(AVCodecInternal));
695         if (!copy->internal) {
696             copy->priv_data = NULL;
697             err = AVERROR(ENOMEM);
698             goto error;
699         }
700         *copy->internal = *src->internal;
701         copy->internal->thread_ctx = p;
702         copy->internal->pkt = &p->avpkt;
703
704         if (!i) {
705             src = copy;
706
707             if (codec->init)
708                 err = codec->init(copy);
709
710             update_context_from_thread(avctx, copy, 1);
711         } else {
712             copy->priv_data = av_malloc(codec->priv_data_size);
713             if (!copy->priv_data) {
714                 err = AVERROR(ENOMEM);
715                 goto error;
716             }
717             memcpy(copy->priv_data, src->priv_data, codec->priv_data_size);
718             copy->internal->is_copy = 1;
719
720             if (codec->init_thread_copy)
721                 err = codec->init_thread_copy(copy);
722         }
723
724         if (err) goto error;
725
726         err = AVERROR(pthread_create(&p->thread, NULL, frame_worker_thread, p));
727         p->thread_init= !err;
728         if(!p->thread_init)
729             goto error;
730     }
731
732     return 0;
733
734 error:
735     ff_frame_thread_free(avctx, i+1);
736
737     return err;
738 }
739
740 void ff_thread_flush(AVCodecContext *avctx)
741 {
742     int i;
743     FrameThreadContext *fctx = avctx->internal->thread_ctx;
744
745     if (!fctx) return;
746
747     park_frame_worker_threads(fctx, avctx->thread_count);
748     if (fctx->prev_thread) {
749         if (fctx->prev_thread != &fctx->threads[0])
750             update_context_from_thread(fctx->threads[0].avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0);
751     }
752
753     fctx->next_decoding = fctx->next_finished = 0;
754     fctx->delaying = 1;
755     fctx->prev_thread = NULL;
756     for (i = 0; i < avctx->thread_count; i++) {
757         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
758         // Make sure decode flush calls with size=0 won't return old frames
759         p->got_frame = 0;
760         av_frame_unref(p->frame);
761
762         release_delayed_buffers(p);
763
764         if (avctx->codec->flush)
765             avctx->codec->flush(p->avctx);
766     }
767 }
768
769 int ff_thread_can_start_frame(AVCodecContext *avctx)
770 {
771     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
772     if ((avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME) && atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP &&
773         (avctx->codec->update_thread_context || !THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))) {
774         return 0;
775     }
776     return 1;
777 }
778
779 static int thread_get_buffer_internal(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f, int flags)
780 {
781     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
782     int err;
783
784     f->owner = avctx;
785
786     ff_init_buffer_info(avctx, f->f);
787
788     if (!(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME))
789         return ff_get_buffer(avctx, f->f, flags);
790
791     if (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP &&
792         (avctx->codec->update_thread_context || !THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx))) {
793         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
794         return -1;
795     }
796
797     if (avctx->internal->allocate_progress) {
798         atomic_int *progress;
799         f->progress = av_buffer_alloc(2 * sizeof(*progress));
800         if (!f->progress) {
801             return AVERROR(ENOMEM);
802         }
803         progress = (atomic_int*)f->progress->data;
804
805         atomic_store(&progress[0], -1);
806         atomic_store(&progress[1], -1);
807     }
808
809     pthread_mutex_lock(&p->parent->buffer_mutex);
810     if (avctx->thread_safe_callbacks ||
811         avctx->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2) {
812         err = ff_get_buffer(avctx, f->f, flags);
813     } else {
814         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
815         p->requested_frame = f->f;
816         p->requested_flags = flags;
817         atomic_store_explicit(&p->state, STATE_GET_BUFFER, memory_order_release);
818         pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
819
820         while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP)
821             pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
822
823         err = p->result;
824
825         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
826
827     }
828     if (!THREAD_SAFE_CALLBACKS(avctx) && !avctx->codec->update_thread_context)
829         ff_thread_finish_setup(avctx);
830     if (err)
831         av_buffer_unref(&f->progress);
832
833     pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
834
835     return err;
836 }
837
838 enum AVPixelFormat ff_thread_get_format(AVCodecContext *avctx, const enum AVPixelFormat *fmt)
839 {
840     enum AVPixelFormat res;
841     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
842     if (!(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) || avctx->thread_safe_callbacks ||
843         avctx->get_format == avcodec_default_get_format)
844         return ff_get_format(avctx, fmt);
845     if (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP) {
846         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_format() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
847         return -1;
848     }
849     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
850     p->available_formats = fmt;
851     atomic_store(&p->state, STATE_GET_FORMAT);
852     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
853
854     while (atomic_load(&p->state) != STATE_SETTING_UP)
855         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
856
857     res = p->result_format;
858
859     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
860
861     return res;
862 }
863
864 int ff_thread_get_buffer(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f, int flags)
865 {
866     int ret = thread_get_buffer_internal(avctx, f, flags);
867     if (ret < 0)
868         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "thread_get_buffer() failed\n");
869     return ret;
870 }
871
872 void ff_thread_release_buffer(AVCodecContext *avctx, ThreadFrame *f)
873 {
874     PerThreadContext *p = avctx->internal->thread_ctx;
875     FrameThreadContext *fctx;
876     AVFrame *dst, *tmp;
877     int can_direct_free = !(avctx->active_thread_type & FF_THREAD_FRAME) ||
878                           avctx->thread_safe_callbacks                   ||
879                           avctx->get_buffer2 == avcodec_default_get_buffer2;
880
881     if (!f->f || !f->f->buf[0])
882         return;
883
884     if (avctx->debug & FF_DEBUG_BUFFERS)
885         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "thread_release_buffer called on pic %p\n", f);
886
887     av_buffer_unref(&f->progress);
888     f->owner    = NULL;
889
890     if (can_direct_free) {
891         av_frame_unref(f->f);
892         return;
893     }
894
895     fctx = p->parent;
896     pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
897
898     if (p->num_released_buffers + 1 >= INT_MAX / sizeof(*p->released_buffers))
899         goto fail;
900     tmp = av_fast_realloc(p->released_buffers, &p->released_buffers_allocated,
901                           (p->num_released_buffers + 1) *
902                           sizeof(*p->released_buffers));
903     if (!tmp)
904         goto fail;
905     p->released_buffers = tmp;
906
907     dst = &p->released_buffers[p->num_released_buffers];
908     av_frame_move_ref(dst, f->f);
909
910     p->num_released_buffers++;
911
912 fail:
913     pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
914 }