Frame-based multithreading framework using pthreads
[ffmpeg:cgisbertps-ffmpeg-mt.git] / libavcodec / pthread.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Roman Shaposhnik
3  * Copyright (c) 2008 Alexander Strange (astrange@ithinksw.com)
4  *
5  * Many thanks to Steven M. Schultz for providing clever ideas and
6  * to Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at> for writing initial
7  * implementation.
8  *
9  * This file is part of FFmpeg.
10  *
11  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
13  * License as published by the Free Software Foundation; either
14  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
15  *
16  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19  * Lesser General Public License for more details.
20  *
21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
22  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
23  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
24  */
25
26 /**
27  * @file
28  * Multithreading support functions
29  * @see doc/multithreading.txt
30  */
31
32 #include <pthread.h>
33
34 #include "avcodec.h"
35 #include "thread.h"
36
37 typedef int (action_func)(AVCodecContext *c, void *arg);
38 typedef int (action_func2)(AVCodecContext *c, void *arg, int jobnr, int threadnr);
39
40 typedef struct ThreadContext {
41     pthread_t *workers;
42     action_func *func;
43     action_func2 *func2;
44     void *args;
45     int *rets;
46     int rets_count;
47     int job_count;
48     int job_size;
49
50     pthread_cond_t last_job_cond;
51     pthread_cond_t current_job_cond;
52     pthread_mutex_t current_job_lock;
53     int current_job;
54     int done;
55 } ThreadContext;
56
57 /// Max number of frame buffers that can be allocated when using frame threads.
58 #define MAX_BUFFERS 32
59
60 /**
61  * Context used by codec threads and stored in their AVCodecContext thread_opaque.
62  */
63 typedef struct PerThreadContext {
64     struct FrameThreadContext *parent;
65
66     pthread_t      thread;
67     pthread_cond_t input_cond;      ///< Used to wait for a new frame from the main thread.
68     pthread_cond_t progress_cond;   ///< Used by child threads to wait for progress to change.
69     pthread_cond_t output_cond;     ///< Used by the main thread to wait for frames to finish.
70
71     pthread_mutex_t mutex;          ///< Mutex used to protect the contents of the PerThreadContext.
72     pthread_mutex_t progress_mutex; ///< Mutex used to protect frame progress values and progress_cond.
73
74     AVCodecContext *avctx;          ///< Context used to decode frames passed to this thread.
75
76     AVPacket       avpkt;           ///< Input frame (for decoding) or output (for encoding).
77     int            allocated_buf_size; ///< Size allocated for avpkt.data
78
79     AVFrame picture;                ///< Output picture (for decoding) or input (for encoding).
80     int     got_picture;            ///< The output of got_picture_ptr from the last avcodec_decode_video() call.
81     int     result;                 ///< The result of the last codec decode/encode() call.
82
83     enum {
84         STATE_INPUT_READY,          ///< Set when the thread is awaiting a frame.
85         STATE_SETTING_UP,           ///< Set before the codec has called ff_thread_finish_setup().
86         STATE_GET_BUFFER,           /**
87                                      * Set when the codec calls get_buffer().
88                                      * State is returned to STATE_SETTING_UP afterwards.
89                                      */
90         STATE_SETUP_FINISHED        ///< Set after the codec has called ff_thread_finish_setup().
91     } state;
92
93     /**
94      * Array of frames passed to ff_thread_release_buffer().
95      * Frames are released after all threads referencing them are finished.
96      */
97     AVFrame released_buffers[MAX_BUFFERS];
98     int     num_released_buffers;
99
100     /**
101      * Array of progress values used by ff_thread_get_buffer().
102      */
103     int     progress[MAX_BUFFERS][2];
104     uint8_t progress_used[MAX_BUFFERS];
105
106     AVFrame *requested_frame;       ///< AVFrame the codec passed to get_buffer()
107 } PerThreadContext;
108
109 /**
110  * Context stored in the client AVCodecContext thread_opaque.
111  */
112 typedef struct FrameThreadContext {
113     PerThreadContext *threads;     ///< The contexts for each thread.
114     PerThreadContext *prev_thread; ///< The last thread submit_frame() was called on.
115
116     pthread_mutex_t buffer_mutex;  ///< Mutex used to protect get/release_buffer().
117
118     int next_decoding;             ///< The next context to submit a frame to.
119     int next_finished;             ///< The next context to return output from.
120
121     int delaying;                  /**
122                                     * Set for the first N frames, where N is the number of threads.
123                                     * While it is set, ff_en/decode_frame_threaded won't return any results.
124                                     */
125
126     int die;                       ///< Set when threads should exit.
127 } FrameThreadContext;
128
129 static void* attribute_align_arg worker(void *v)
130 {
131     AVCodecContext *avctx = v;
132     ThreadContext *c = avctx->thread_opaque;
133     int our_job = c->job_count;
134     int thread_count = avctx->thread_count;
135     int self_id;
136
137     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
138     self_id = c->current_job++;
139     for (;;){
140         while (our_job >= c->job_count) {
141             if (c->current_job == thread_count + c->job_count)
142                 pthread_cond_signal(&c->last_job_cond);
143
144             pthread_cond_wait(&c->current_job_cond, &c->current_job_lock);
145             our_job = self_id;
146
147             if (c->done) {
148                 pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
149                 return NULL;
150             }
151         }
152         pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
153
154         c->rets[our_job%c->rets_count] = c->func ? c->func(avctx, (char*)c->args + our_job*c->job_size):
155                                                    c->func2(avctx, c->args, our_job, self_id);
156
157         pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
158         our_job = c->current_job++;
159     }
160 }
161
162 static av_always_inline void avcodec_thread_park_workers(ThreadContext *c, int thread_count)
163 {
164     pthread_cond_wait(&c->last_job_cond, &c->current_job_lock);
165     pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
166 }
167
168 static void thread_free(AVCodecContext *avctx)
169 {
170     ThreadContext *c = avctx->thread_opaque;
171     int i;
172
173     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
174     c->done = 1;
175     pthread_cond_broadcast(&c->current_job_cond);
176     pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
177
178     for (i=0; i<avctx->thread_count; i++)
179          pthread_join(c->workers[i], NULL);
180
181     pthread_mutex_destroy(&c->current_job_lock);
182     pthread_cond_destroy(&c->current_job_cond);
183     pthread_cond_destroy(&c->last_job_cond);
184     av_free(c->workers);
185     av_freep(&avctx->thread_opaque);
186 }
187
188 static int avcodec_thread_execute(AVCodecContext *avctx, action_func* func, void *arg, int *ret, int job_count, int job_size)
189 {
190     ThreadContext *c= avctx->thread_opaque;
191     int dummy_ret;
192
193     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_SLICE) || avctx->thread_count <= 1)
194         return avcodec_default_execute(avctx, func, arg, ret, job_count, job_size);
195
196     if (job_count <= 0)
197         return 0;
198
199     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
200
201     c->current_job = avctx->thread_count;
202     c->job_count = job_count;
203     c->job_size = job_size;
204     c->args = arg;
205     c->func = func;
206     if (ret) {
207         c->rets = ret;
208         c->rets_count = job_count;
209     } else {
210         c->rets = &dummy_ret;
211         c->rets_count = 1;
212     }
213     pthread_cond_broadcast(&c->current_job_cond);
214
215     avcodec_thread_park_workers(c, avctx->thread_count);
216
217     return 0;
218 }
219
220 static int avcodec_thread_execute2(AVCodecContext *avctx, action_func2* func2, void *arg, int *ret, int job_count)
221 {
222     ThreadContext *c= avctx->thread_opaque;
223     c->func2 = func2;
224     return avcodec_thread_execute(avctx, NULL, arg, ret, job_count, 0);
225 }
226
227 static int thread_init(AVCodecContext *avctx)
228 {
229     int i;
230     ThreadContext *c;
231     int thread_count = avctx->thread_count;
232
233     avctx->thread_count = thread_count;
234
235     if (thread_count <= 1)
236         return 0;
237
238     c = av_mallocz(sizeof(ThreadContext));
239     if (!c)
240         return -1;
241
242     c->workers = av_mallocz(sizeof(pthread_t)*thread_count);
243     if (!c->workers) {
244         av_free(c);
245         return -1;
246     }
247
248     avctx->thread_opaque = c;
249     c->current_job = 0;
250     c->job_count = 0;
251     c->job_size = 0;
252     c->done = 0;
253     pthread_cond_init(&c->current_job_cond, NULL);
254     pthread_cond_init(&c->last_job_cond, NULL);
255     pthread_mutex_init(&c->current_job_lock, NULL);
256     pthread_mutex_lock(&c->current_job_lock);
257     for (i=0; i<thread_count; i++) {
258         if(pthread_create(&c->workers[i], NULL, worker, avctx)) {
259            avctx->thread_count = i;
260            pthread_mutex_unlock(&c->current_job_lock);
261            avcodec_thread_free(avctx);
262            return -1;
263         }
264     }
265
266     avcodec_thread_park_workers(c, thread_count);
267
268     avctx->execute = avcodec_thread_execute;
269     avctx->execute2 = avcodec_thread_execute2;
270     return 0;
271 }
272
273 /**
274  * Codec worker thread.
275  *
276  * Automatically calls ff_thread_finish_setup() if the codec does
277  * not provide an update_thread_context method, or if the codec returns
278  * before calling it.
279  */
280 static attribute_align_arg void *frame_worker_thread(void *arg)
281 {
282     PerThreadContext *p = arg;
283     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
284     AVCodecContext *avctx = p->avctx;
285     AVCodec *codec = avctx->codec;
286
287     while (1) {
288         if (p->state == STATE_INPUT_READY && !fctx->die) {
289             pthread_mutex_lock(&p->mutex);
290             while (p->state == STATE_INPUT_READY && !fctx->die)
291                 pthread_cond_wait(&p->input_cond, &p->mutex);
292             pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
293         }
294
295         if (fctx->die) break;
296
297         if (!codec->update_thread_context) ff_thread_finish_setup(avctx);
298
299         pthread_mutex_lock(&p->mutex);
300         avcodec_get_frame_defaults(&p->picture);
301         p->got_picture = 0;
302         p->result = codec->decode(avctx, &p->picture, &p->got_picture, &p->avpkt);
303
304         if (p->state == STATE_SETTING_UP) ff_thread_finish_setup(avctx);
305
306         p->state = STATE_INPUT_READY;
307
308         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
309         pthread_cond_signal(&p->output_cond);
310         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
311
312         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
313     }
314
315     return NULL;
316 }
317
318 /**
319  * Updates the next thread's AVCodecContext with values from the reference thread's context.
320  *
321  * @param dst The destination context.
322  * @param src The source context.
323  * @param for_user 0 if the destination is a codec thread, 1 if the destination is the user's thread
324  */
325 static int update_context_from_thread(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src, int for_user)
326 {
327     int err = 0;
328
329     if (dst != src) {
330         dst->sub_id    = src->sub_id;
331         dst->time_base = src->time_base;
332         dst->width     = src->width;
333         dst->height    = src->height;
334         dst->pix_fmt   = src->pix_fmt;
335
336         dst->has_b_frames = src->has_b_frames;
337         dst->idct_algo    = src->idct_algo;
338         dst->slice_count  = src->slice_count;
339
340         dst->bits_per_coded_sample = src->bits_per_coded_sample;
341         dst->sample_aspect_ratio   = src->sample_aspect_ratio;
342         dst->dtg_active_format     = src->dtg_active_format;
343
344         dst->profile = src->profile;
345         dst->level   = src->level;
346
347         dst->bits_per_raw_sample = src->bits_per_raw_sample;
348         dst->ticks_per_frame     = src->ticks_per_frame;
349         dst->color_primaries     = src->color_primaries;
350
351         dst->color_trc   = src->color_trc;
352         dst->colorspace  = src->colorspace;
353         dst->color_range = src->color_range;
354         dst->chroma_sample_location = src->chroma_sample_location;
355     }
356
357     if (for_user) {
358         dst->coded_frame   = src->coded_frame;
359         dst->has_b_frames += src->thread_count - 1;
360     } else {
361         if (dst->codec->update_thread_context)
362             err = dst->codec->update_thread_context(dst, src);
363     }
364
365     return err;
366 }
367
368 /**
369  * Update the next thread's AVCodecContext with values set by the user.
370  *
371  * @param dst The destination context.
372  * @param src The source context.
373  */
374 static void update_context_from_user(AVCodecContext *dst, AVCodecContext *src)
375 {
376 #define copy_fields(s, e) memcpy(&dst->s, &src->s, (char*)&dst->e - (char*)&dst->s);
377     dst->flags          = src->flags;
378
379     dst->draw_horiz_band= src->draw_horiz_band;
380     dst->get_buffer     = src->get_buffer;
381     dst->release_buffer = src->release_buffer;
382
383     dst->opaque   = src->opaque;
384     dst->hurry_up = src->hurry_up;
385     dst->dsp_mask = src->dsp_mask;
386     dst->debug    = src->debug;
387     dst->debug_mv = src->debug_mv;
388
389     dst->slice_flags = src->slice_flags;
390     dst->flags2      = src->flags2;
391
392     copy_fields(skip_loop_filter, bidir_refine);
393
394     dst->frame_number     = src->frame_number;
395     dst->reordered_opaque = src->reordered_opaque;
396 #undef copy_fields
397 }
398
399 static void free_progress(AVFrame *f)
400 {
401     PerThreadContext *p = f->owner->thread_opaque;
402     int *progress = f->thread_opaque;
403
404     p->progress_used[(progress - p->progress[0]) / 2] = 0;
405 }
406
407 /// Releases the buffers that this decoding thread was the last user of.
408 static void release_delayed_buffers(PerThreadContext *p)
409 {
410     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
411
412     while (p->num_released_buffers > 0) {
413         AVFrame *f = &p->released_buffers[--p->num_released_buffers];
414
415         pthread_mutex_lock(&fctx->buffer_mutex);
416         free_progress(f);
417         f->thread_opaque = NULL;
418
419         f->owner->release_buffer(f->owner, f);
420         pthread_mutex_unlock(&fctx->buffer_mutex);
421     }
422 }
423
424 static int submit_frame(PerThreadContext *p, AVPacket *avpkt)
425 {
426     FrameThreadContext *fctx = p->parent;
427     PerThreadContext *prev_thread = fctx->prev_thread;
428     AVCodec *codec = p->avctx->codec;
429     uint8_t *buf = p->avpkt.data;
430
431     if (!avpkt->size && !(codec->capabilities & CODEC_CAP_DELAY)) return 0;
432
433     pthread_mutex_lock(&p->mutex);
434
435     release_delayed_buffers(p);
436
437     if (prev_thread) {
438         int err;
439         if (prev_thread->state == STATE_SETTING_UP) {
440             pthread_mutex_lock(&prev_thread->progress_mutex);
441             while (prev_thread->state == STATE_SETTING_UP)
442                 pthread_cond_wait(&prev_thread->progress_cond, &prev_thread->progress_mutex);
443             pthread_mutex_unlock(&prev_thread->progress_mutex);
444         }
445
446         err = update_context_from_thread(p->avctx, prev_thread->avctx, 0);
447         if (err) {
448             pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
449             return err;
450         }
451     }
452
453     av_fast_malloc(&buf, &p->allocated_buf_size, avpkt->size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
454     p->avpkt = *avpkt;
455     p->avpkt.data = buf;
456     memcpy(buf, avpkt->data, avpkt->size);
457     memset(buf + avpkt->size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
458
459     p->state = STATE_SETTING_UP;
460     pthread_cond_signal(&p->input_cond);
461     pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
462
463     /*
464      * If the client doesn't have a thread-safe get_buffer(),
465      * then decoding threads call back to the main thread,
466      * and it calls back to the client here.
467      */
468
469     if (!p->avctx->thread_safe_callbacks &&
470          p->avctx->get_buffer != avcodec_default_get_buffer) {
471         while (p->state != STATE_SETUP_FINISHED && p->state != STATE_INPUT_READY) {
472             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
473             while (p->state == STATE_SETTING_UP)
474                 pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
475
476             if (p->state == STATE_GET_BUFFER) {
477                 p->result = p->avctx->get_buffer(p->avctx, p->requested_frame);
478                 p->state  = STATE_SETTING_UP;
479                 pthread_cond_signal(&p->progress_cond);
480             }
481             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
482         }
483     }
484
485     fctx->prev_thread = p;
486
487     return 0;
488 }
489
490 int ff_thread_decode_frame(AVCodecContext *avctx,
491                            AVFrame *picture, int *got_picture_ptr,
492                            AVPacket *avpkt)
493 {
494     FrameThreadContext *fctx = avctx->thread_opaque;
495     int finished = fctx->next_finished;
496     PerThreadContext *p;
497     int err;
498
499     /*
500      * Submit a frame to the next decoding thread.
501      */
502
503     p = &fctx->threads[fctx->next_decoding];
504     update_context_from_user(p->avctx, avctx);
505     err = submit_frame(p, avpkt);
506     if (err) return err;
507
508     fctx->next_decoding++;
509
510     /*
511      * If we're still receiving the initial frames, don't return a picture.
512      */
513
514     if (fctx->delaying && avpkt->size) {
515         if (fctx->next_decoding >= (avctx->thread_count-1)) fctx->delaying = 0;
516
517         *got_picture_ptr=0;
518         return 0;
519     }
520
521     /*
522      * Return the next available picture from the oldest thread.
523      * If we're at the end of the stream, then we have to skip threads that
524      * didn't output a picture, because we don't want to accidentally signal
525      * EOF (avpkt->size == 0 && *got_picture_ptr == 0).
526      */
527
528     do {
529         p = &fctx->threads[finished++];
530
531         if (p->state != STATE_INPUT_READY) {
532             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
533             while (p->state != STATE_INPUT_READY)
534                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
535             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
536         }
537
538         *picture = p->picture;
539         *got_picture_ptr = p->got_picture;
540         picture->pkt_dts = p->avpkt.dts;
541
542         /*
543          * A later call with avkpt->size == 0 may loop over all threads,
544          * including this one, searching for a frame to return before being
545          * stopped by the "finished != fctx->next_finished" condition.
546          * Make sure we don't mistakenly return the same frame again.
547          */
548         p->got_picture = 0;
549
550         if (finished >= avctx->thread_count) finished = 0;
551     } while (!avpkt->size && !*got_picture_ptr && finished != fctx->next_finished);
552
553     update_context_from_thread(avctx, p->avctx, 1);
554
555     if (fctx->next_decoding >= avctx->thread_count) fctx->next_decoding = 0;
556
557     fctx->next_finished = finished;
558
559     return p->result;
560 }
561
562 void ff_thread_report_progress(AVFrame *f, int n, int field)
563 {
564     PerThreadContext *p;
565     int *progress = f->thread_opaque;
566
567     if (!progress || progress[field] >= n) return;
568
569     p = f->owner->thread_opaque;
570
571     if (f->owner->debug&FF_DEBUG_THREADS)
572         av_log(f->owner, AV_LOG_DEBUG, "%p finished %d field %d\n", progress, n, field);
573
574     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
575     progress[field] = n;
576     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
577     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
578 }
579
580 void ff_thread_await_progress(AVFrame *f, int n, int field)
581 {
582     PerThreadContext *p;
583     int *progress = f->thread_opaque;
584
585     if (!progress || progress[field] >= n) return;
586
587     p = f->owner->thread_opaque;
588
589     if (f->owner->debug&FF_DEBUG_THREADS)
590         av_log(f->owner, AV_LOG_DEBUG, "thread awaiting %d field %d from %p\n", n, field, progress);
591
592     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
593     while (progress[field] < n)
594         pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
595     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
596 }
597
598 void ff_thread_finish_setup(AVCodecContext *avctx) {
599     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
600
601     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) return;
602
603     pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
604     p->state = STATE_SETUP_FINISHED;
605     pthread_cond_broadcast(&p->progress_cond);
606     pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
607 }
608
609 /// Waits for all threads to finish.
610 static void park_frame_worker_threads(FrameThreadContext *fctx, int thread_count)
611 {
612     int i;
613
614     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
615         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
616
617         if (p->state != STATE_INPUT_READY) {
618             pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
619             while (p->state != STATE_INPUT_READY)
620                 pthread_cond_wait(&p->output_cond, &p->progress_mutex);
621             pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
622         }
623     }
624 }
625
626 static void frame_thread_free(AVCodecContext *avctx, int thread_count)
627 {
628     FrameThreadContext *fctx = avctx->thread_opaque;
629     AVCodec *codec = avctx->codec;
630     int i;
631
632     park_frame_worker_threads(fctx, thread_count);
633
634     if (fctx->prev_thread)
635         update_context_from_thread(fctx->threads->avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0);
636
637     fctx->die = 1;
638
639     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
640         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
641
642         pthread_mutex_lock(&p->mutex);
643         pthread_cond_signal(&p->input_cond);
644         pthread_mutex_unlock(&p->mutex);
645
646         pthread_join(p->thread, NULL);
647
648         if (codec->close)
649             codec->close(p->avctx);
650
651         avctx->codec = NULL;
652
653         release_delayed_buffers(p);
654     }
655
656     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
657         PerThreadContext *p = &fctx->threads[i];
658
659         avcodec_default_free_buffers(p->avctx);
660
661         pthread_mutex_destroy(&p->mutex);
662         pthread_mutex_destroy(&p->progress_mutex);
663         pthread_cond_destroy(&p->input_cond);
664         pthread_cond_destroy(&p->progress_cond);
665         pthread_cond_destroy(&p->output_cond);
666         av_freep(&p->avpkt.data);
667
668         if (i)
669             av_freep(&p->avctx->priv_data);
670
671         av_freep(&p->avctx);
672     }
673
674     av_freep(&fctx->threads);
675     pthread_mutex_destroy(&fctx->buffer_mutex);
676     av_freep(&avctx->thread_opaque);
677 }
678
679 static int frame_thread_init(AVCodecContext *avctx)
680 {
681     int thread_count = avctx->thread_count;
682     AVCodec *codec = avctx->codec;
683     AVCodecContext *src = avctx;
684     FrameThreadContext *fctx;
685     int i, err = 0;
686
687     avctx->thread_opaque = fctx = av_mallocz(sizeof(FrameThreadContext));
688
689     fctx->threads = av_mallocz(sizeof(PerThreadContext) * thread_count);
690     pthread_mutex_init(&fctx->buffer_mutex, NULL);
691     fctx->delaying = 1;
692
693     for (i = 0; i < thread_count; i++) {
694         AVCodecContext *copy = av_malloc(sizeof(AVCodecContext));
695         PerThreadContext *p  = &fctx->threads[i];
696
697         pthread_mutex_init(&p->mutex, NULL);
698         pthread_mutex_init(&p->progress_mutex, NULL);
699         pthread_cond_init(&p->input_cond, NULL);
700         pthread_cond_init(&p->progress_cond, NULL);
701         pthread_cond_init(&p->output_cond, NULL);
702
703         p->parent = fctx;
704         p->avctx  = copy;
705
706         *copy = *src;
707         copy->thread_opaque = p;
708         copy->pkt = &p->avpkt;
709
710         if (!i) {
711             src = copy;
712
713             if (codec->init)
714                 err = codec->init(copy);
715
716             update_context_from_thread(avctx, copy, 1);
717         } else {
718             copy->is_copy   = 1;
719             copy->priv_data = av_malloc(codec->priv_data_size);
720             memcpy(copy->priv_data, src->priv_data, codec->priv_data_size);
721
722             if (codec->init_thread_copy)
723                 err = codec->init_thread_copy(copy);
724         }
725
726         if (err) goto error;
727
728         pthread_create(&p->thread, NULL, frame_worker_thread, p);
729     }
730
731     return 0;
732
733 error:
734     frame_thread_free(avctx, i+1);
735
736     return err;
737 }
738
739 void ff_thread_flush(AVCodecContext *avctx)
740 {
741     FrameThreadContext *fctx = avctx->thread_opaque;
742
743     if (!avctx->thread_opaque) return;
744
745     park_frame_worker_threads(fctx, avctx->thread_count);
746
747     if (fctx->prev_thread)
748         update_context_from_thread(fctx->threads->avctx, fctx->prev_thread->avctx, 0);
749
750     fctx->next_decoding = fctx->next_finished = 0;
751     fctx->delaying = 1;
752     fctx->prev_thread = NULL;
753 }
754
755 static int *allocate_progress(PerThreadContext *p)
756 {
757     int i;
758
759     for (i = 0; i < MAX_BUFFERS; i++)
760         if (!p->progress_used[i]) break;
761
762     if (i == MAX_BUFFERS) {
763         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "allocate_progress() overflow\n");
764         return NULL;
765     }
766
767     p->progress_used[i] = 1;
768
769     return p->progress[i];
770 }
771
772 int ff_thread_get_buffer(AVCodecContext *avctx, AVFrame *f)
773 {
774     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
775     int *progress, err;
776
777     f->owner = avctx;
778
779     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) {
780         f->thread_opaque = NULL;
781         return avctx->get_buffer(avctx, f);
782     }
783
784     if (p->state != STATE_SETTING_UP) {
785         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() cannot be called after ff_thread_finish_setup()\n");
786         return -1;
787     }
788
789     pthread_mutex_lock(&p->parent->buffer_mutex);
790     f->thread_opaque = progress = allocate_progress(p);
791
792     if (!progress) {
793         pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
794         return -1;
795     }
796
797     progress[0] =
798     progress[1] = -1;
799
800     if (avctx->thread_safe_callbacks ||
801         avctx->get_buffer == avcodec_default_get_buffer) {
802         err = avctx->get_buffer(avctx, f);
803     } else {
804         p->requested_frame = f;
805         p->state = STATE_GET_BUFFER;
806         pthread_mutex_lock(&p->progress_mutex);
807         pthread_cond_signal(&p->progress_cond);
808
809         while (p->state != STATE_SETTING_UP)
810             pthread_cond_wait(&p->progress_cond, &p->progress_mutex);
811
812         err = p->result;
813
814         pthread_mutex_unlock(&p->progress_mutex);
815     }
816
817     pthread_mutex_unlock(&p->parent->buffer_mutex);
818
819     /*
820      * Buffer age is difficult to keep track of between
821      * multiple threads, and the optimizations it allows
822      * are not worth the effort. It is disabled for now.
823      */
824     f->age = INT_MAX;
825
826     return err;
827 }
828
829 void ff_thread_release_buffer(AVCodecContext *avctx, AVFrame *f)
830 {
831     PerThreadContext *p = avctx->thread_opaque;
832
833     if (!(avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)) {
834         avctx->release_buffer(avctx, f);
835         return;
836     }
837
838     if (p->num_released_buffers >= MAX_BUFFERS) {
839         av_log(p->avctx, AV_LOG_ERROR, "too many thread_release_buffer calls!\n");
840         return;
841     }
842
843     if(avctx->debug & FF_DEBUG_BUFFERS)
844         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "thread_release_buffer called on pic %p, %d buffers used\n",
845                                     f, f->owner->internal_buffer_count);
846
847     p->released_buffers[p->num_released_buffers++] = *f;
848     memset(f->data, 0, sizeof(f->data));
849 }
850
851 /**
852  * Set the threading algorithms used.
853  *
854  * Threading requires more than one thread.
855  * Frame threading requires entire frames to be passed to the codec,
856  * and introduces extra decoding delay, so is incompatible with low_delay.
857  *
858  * @param avctx The context.
859  */
860 static void validate_thread_parameters(AVCodecContext *avctx)
861 {
862     int frame_threading_supported = (avctx->codec->capabilities & CODEC_CAP_FRAME_THREADS)
863                                 && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_TRUNCATED)
864                                 && !(avctx->flags & CODEC_FLAG_LOW_DELAY)
865                                 && !(avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_CHUNKS);
866     if (avctx->thread_count == 1) {
867         avctx->active_thread_type = 0;
868     } else if (frame_threading_supported && (avctx->thread_type & FF_THREAD_FRAME)) {
869         avctx->active_thread_type = FF_THREAD_FRAME;
870     } else {
871         avctx->active_thread_type = FF_THREAD_SLICE;
872     }
873 }
874
875 int avcodec_thread_init(AVCodecContext *avctx, int thread_count)
876 {
877     if (avctx->thread_opaque) {
878         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "avcodec_thread_init is ignored after avcodec_open\n");
879         return -1;
880     }
881
882     avctx->thread_count = FFMAX(1, thread_count);
883
884     if (avctx->codec) {
885         validate_thread_parameters(avctx);
886
887         if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_SLICE)
888             return thread_init(avctx);
889         else if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)
890             return frame_thread_init(avctx);
891     }
892
893     return 0;
894 }
895
896 void avcodec_thread_free(AVCodecContext *avctx)
897 {
898     if (avctx->active_thread_type&FF_THREAD_FRAME)
899         frame_thread_free(avctx, avctx->thread_count);
900     else
901         thread_free(avctx);
902 }