一、DXVA介绍
DXVA是微软公司专门定制的视频加速规范，是一种接口规范。DXVA规范制定硬件加速解码可分四级：VLD，控制BitStream；IDCT，反余弦变换；Mocomp，运动补偿，Pixel Prediction；PostProc，显示后处理。其中，VLD加速等级最高，所以其包含IDCT、MoCoopm和PostProc；IDCT加速次之，包含MoCoopm和PostProc；最后MoComp加速仅包含PostProc。一款显卡芯片在硬件支持DXVA规范，并不代表它就实现了DXVA所有功能。DXVA_Checker可用于检测硬件所支持的等级，DXVA_Checker运行示意图如下所示。
二、使用FFmpeg中DXVA技术硬解码
基本思路：
1.根据FFmpeg对编码器的描述，实现自定义的硬解码器。
2.通过REGISTER_ENCODEC(X,x)将自定义的视频编码器添加到视频编解码器。
3.在视频解码，根据编码器ID或编码器名称找到视频编解码器中自定义的视频解码器。
4.利用自定义的视频解码器，解码视频。
其关键步骤是：自定义解码器的实现，需要参考FFmpeg源码中，解码器的定义和接口设计。
基于DXVA的自定义解码器实现
1.熟悉FFmpeg中编解码的组织方式
下图是ffmpeg编解码组织的简单示意图。
由示意图可知，编解码器由全局链表组织，可根据编码器的名称或ID，获取编解码器。
编解码器的具体编解码的具体工作，由编解码器定义的函数指针完成。
自定义解码器时，需要按照AVCodec结构体，定义解码器的属性，然后注册到全局编解码器链表中。
2.基于DXVA解码器的定义实现
ff_h264_dxva2_decoder的定义如下：
- AVCodec ff_h264_dxva2_decoder = {
- .name = "h264_dxva2",
- .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
- .id = AV_CODEC_ID_H264,
- .priv_data_size = sizeof(DXVA2_DecoderContext),
- .init = h264_dxva2dec_init,
- .close = h264_dxva2dec_close,
- .decode = h264_dxva2dec_decode,
- .capabilities = CODEC_CAP_DELAY,
- .flush = h264_dxva2dec_flush,
- .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("H.264 (DXVA2 acceleration)"),
- };
ff_h264_dxva2_decoder的函数指针对应的函数定义如下：
- static int h264_dxva2dec_decode(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
- AVPacket *avpkt)
- {
- return ff_dxva2dec_decode(avctx,data,got_frame,avpkt,&ff_h264_decoder);
- }
- static av_cold int h264_dxva2dec_close(AVCodecContext *avctx)
- {
- return ff_dxva2dec_close(avctx,&ff_h264_decoder);
- }
- static av_cold int h264_dxva2dec_init(AVCodecContext *avctx)
- {
- return ff_dxva2dec_init(avctx,&ff_h264_dxva2_decoder,&ff_h264_decoder);
- }
- static void h264_dxva2dec_flush(AVCodecContext *avctx)
- {
- ff_dxva2dec_flush(avctx,&ff_h264_decoder);
- }
上述代码，只是 ff_dxva2dec_init()，ff_dxva2dec_flush()，ff_dxva2dec_decode()，ff_dxva2dec_close() 的封装，具体解码的实现，由ff_dxva2dec_xxx相关函数完成，其代码实现如下：
- static int get_buffer(struct AVCodecContext *avctx, AVFrame *pic)
- {
- int ret;
- DXVA2_DecoderContext *ctx = (DXVA2_DecoderContext *)avctx->priv_data;
- dxva2_context *dxva2_ctx = &ctx->dxva2_ctx;
- avctx->pix_fmt = ctx->pix_fmt;
- ff_init_buffer_info(avctx, pic);
- if ((ret = ctx->get_buffer(avctx,pic)) < 0) {
- av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "get_buffer() failed\n");
- return ret;
- }
- if (dxva2_ctx) {
- if (av_get_dxva2_surface(dxva2_ctx, pic)) {
- av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "VaGrabSurface failed");
- return -1;
- }
- return 0;
- } else {
- av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "No dxva2 context, get buffer failed");
- return -1;
- }
- }
- static void release_buffer(struct AVCodecContext *avctx, AVFrame *pic)
- {
- DXVA2_DecoderContext *ctx = (DXVA2_DecoderContext *)avctx->priv_data;
- dxva2_context *dxva2_ctx = &ctx->dxva2_ctx;
- if (dxva2_ctx) {
- av_release_dxva2_surface(dxva2_ctx, pic);
- }
- ctx->release_buffer(avctx,pic);
- for (int i = 0; i < 4; i++)
- pic->data[i] = NULL;
- }
- static enum PixelFormat get_format(AVCodecContext *p_context,
- const enum PixelFormat *pi_fmt)
- {
- return AV_PIX_FMT_DXVA2_VLD;
- }
- static int check_format(AVCodecContext *avctx)
- {
- uint8_t *pout;
- int psize;
- int index;
- H264Context *h;
- int ret = -1;
- AVCodecParserContext *parser = NULL;
- /* check if support */
- switch (avctx->codec_id) {
- case AV_CODEC_ID_H264:
- /* init parser & parse file */
- parser = av_parser_init(avctx->codec->id);
- if (!parser) {
- av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to open parser.\n");
- break;
- }
- parser->flags = PARSER_FLAG_COMPLETE_FRAMES;
- index = av_parser_parse2(parser, avctx, &pout, &psize, NULL, 0, 0, 0, 0);
- if (index < 0) {
- av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to parse this file.\n");
- av_parser_close(parser);
- }
- h = parser->priv_data;
- if (8 == h->sps.bit_depth_luma) {
- if (!CHROMA444 && !CHROMA422) {
- // only this will decoder switch to hwaccel
- av_parser_close(parser);
- ret = 0;
- break;
- }
- } else {
- av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported file.\n");
- av_parser_close(parser);
- break;
- }
- break;
- case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
- if (CHROMA_420 == get_mpeg2_video_format(avctx)) {
- ret = 0;
- break;
- } else {
- av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported file.\n");
- break;
- }
- default:
- ret = 0;
- break;
- }
- return ret;
- }
- int ff_dxva2dec_decode(AVCodecContext *avctx, void *data, int *got_frame,
- AVPacket *avpkt,AVCodec *codec)
- {
- DXVA2_DecoderContext *ctx = (DXVA2_DecoderContext *)avctx->priv_data;
- AVFrame *pic = data;
- int ret;
- ret = codec->decode(avctx, data, got_frame, avpkt);
- if (*got_frame) {
- pic->format = ctx->pix_fmt;
- av_extract_dxva2(&(ctx->dxva2_ctx),pic);
- }
- avctx->pix_fmt = ctx->pix_fmt;
- return ret;
- }
- int ff_dxva2dec_close(AVCodecContext *avctx,AVCodec *codec)
- {
- DXVA2_DecoderContext *ctx = avctx->priv_data;
- /* release buffers and decoder */
- av_release_dxva2(&ctx->dxva2_ctx);
- /* close decoder */
- codec->close(avctx);
- return 0;
- }
- int ff_dxva2dec_init(AVCodecContext *avctx,AVCodec *hwcodec,AVCodec *codec)
- {
- DXVA2_DecoderContext *ctx = (DXVA2_DecoderContext *)avctx->priv_data;
- dxva2_context *dxva2_ctx = (dxva2_context *)(&ctx->dxva2_ctx);
- int ret;
- ctx->initialized = 0;
- /* init pix_fmts of codec */
- if (!(hwcodec->pix_fmts)) {
- hwcodec->pix_fmts = dxva2_pixfmts;
- }
- /* check if DXVA2 supports this file */
- if (check_format(avctx) < 0)
- goto failed;
- /* init vda */
- memset(dxva2_ctx, 0, sizeof(dxva2_context));
- ret = av_create_dxva2(avctx->codec_id,dxva2_ctx);
- if (ret < 0) {
- av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"create dxva2 error\n");
- return 0;
- }
- ctx->pix_fmt = avctx->get_format(avctx, avctx->codec->pix_fmts);
- ret = av_setup_dxva2(dxva2_ctx, &avctx->hwaccel_context
- , &avctx->pix_fmt, avctx->width, avctx->height);
- if (ret < 0) {
- av_log(NULL,AV_LOG_ERROR,"error DXVA setup %d\n", ret);
- goto failed;
- }
- /* changes callback functions */
- ctx->get_buffer = avctx->get_buffer;
- avctx->get_format = get_format;
- avctx->get_buffer = get_buffer;
- avctx->release_buffer = release_buffer;
- /* init decoder */
- ret = codec->init(avctx);
- if (ret < 0) {
- av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to open decoder.\n");
- goto failed;
- }
- ctx->initialized = 1;
- return 0;
- failed:
- ff_dxva2dec_close(avctx,codec);
- return -1;
- }
- void ff_dxva2dec_flush(AVCodecContext *avctx,AVCodec *codec)
- {
- return codec->flush(avctx);
- }
其中，在ff_dxva2dec_init()函数中，利用av_create_dxva2()函数创建dxva2_context，av_setup_dxva2()设置dxva2_context。
在ff_dxva2dec_close()函数中，利用av_release_dxva2()释放dxva2_context。
av_xxx_dxva2()相关函数，主要利用DXVA2的API接口，创建dxva2的上下文，并进行管理。
总体而言，经过四次封装，形成方便的硬解码接口。
DXVA2 API接口 —> av_xxx_dxva2 —> ff_dxva2dec_xxx —> h264_dxva2dec_xxx —> ff_h264_dxva2_decoder
参考资料：
http://web.archiveorange.com/archive/v/4q4BhNz4oevWmMtHL3eY
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