git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/nvenc.c

   1 /*
   2  * H.264/HEVC hardware encoding using nvidia nvenc
   3  * Copyright (c) 2016 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "config.h"
  23
  24 #include "nvenc.h"
  25 #include "hevc_sei.h"
  26
  27 #include "libavutil/hwcontext_cuda.h"
  28 #include "libavutil/hwcontext.h"
  29 #include "libavutil/cuda_check.h"
  30 #include "libavutil/imgutils.h"
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32 #include "libavutil/mem.h"
  33 #include "libavutil/pixdesc.h"
  34 #include "atsc_a53.h"
  35 #include "encode.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "packet_internal.h"
  38
  39 #define CHECK_CU(x) FF_CUDA_CHECK_DL(avctx, dl_fn->cuda_dl, x)
  40
  41 #define NVENC_CAP 0x30
  42 #define IS_CBR(rc) (rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR ||             \
  43                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ || \
  44                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ)
  45
  46 #ifdef NVENC_HAVE_NEW_PRESETS
  47 #define IS_SDK10_PRESET(p) ((p) >= PRESET_P1 && (p) <= PRESET_P7)
  48 #else
  49 #define IS_SDK10_PRESET(p) 0
  50 #endif
  51
  52 const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
  53     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  54     AV_PIX_FMT_NV12,
  55     AV_PIX_FMT_P010,
  56     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  57     AV_PIX_FMT_P016,      // Truncated to 10bits
  58     AV_PIX_FMT_YUV444P16, // Truncated to 10bits
  59     AV_PIX_FMT_0RGB32,
  60     AV_PIX_FMT_0BGR32,
  61     AV_PIX_FMT_CUDA,
  62 #if CONFIG_D3D11VA
  63     AV_PIX_FMT_D3D11,
  64 #endif
  65     AV_PIX_FMT_NONE
  66 };
  67
  68 const AVCodecHWConfigInternal *ff_nvenc_hw_configs[] = {
  69     HW_CONFIG_ENCODER_FRAMES(CUDA,  CUDA),
  70     HW_CONFIG_ENCODER_DEVICE(NONE,  CUDA),
  71 #if CONFIG_D3D11VA
  72     HW_CONFIG_ENCODER_FRAMES(D3D11, D3D11VA),
  73     HW_CONFIG_ENCODER_DEVICE(NONE,  D3D11VA),
  74 #endif
  75     NULL,
  76 };
  77
  78 #define IS_10BIT(pix_fmt)  (pix_fmt == AV_PIX_FMT_P010    || \
  79                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_P016    || \
  80                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
  81
  82 #define IS_YUV444(pix_fmt) (pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || \
  83                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
  84
  85 static const struct {
  86     NVENCSTATUS nverr;
  87     int         averr;
  88     const char *desc;
  89 } nvenc_errors[] = {
  90     { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
  91     { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
  92     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
  93     { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
  94     { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
  95     { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
  96     { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
  97     { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
  98     { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
  99     { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
 100     { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
 101     { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
 102     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
 103     { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
 104     { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL, "not enough buffer"},
 105     { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
 106     { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
 107     { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
 108     { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
 109     { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
 110     { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
 111     { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
 112     { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
 113     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
 114     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
 115     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
 116 };
 117
 118 static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
 119 {
 120     int i;
 121     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
 122         if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
 123             if (desc)
 124                 *desc = nvenc_errors[i].desc;
 125             return nvenc_errors[i].averr;
 126         }
 127     }
 128     if (desc)
 129         *desc = "unknown error";
 130     return AVERROR_UNKNOWN;
 131 }
 132
 133 static int nvenc_print_error(AVCodecContext *avctx, NVENCSTATUS err,
 134                              const char *error_string)
 135 {
 136     const char *desc;
 137     const char *details = "(no details)";
 138     int ret = nvenc_map_error(err, &desc);
 139
 140 #ifdef NVENC_HAVE_GETLASTERRORSTRING
 141     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 142     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 143
 144     if (p_nvenc && ctx->nvencoder)
 145         details = p_nvenc->nvEncGetLastErrorString(ctx->nvencoder);
 146 #endif
 147
 148     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d): %s\n", error_string, desc, err, details);
 149
 150     return ret;
 151 }
 152
 153 static void nvenc_print_driver_requirement(AVCodecContext *avctx, int level)
 154 {
 155 #if NVENCAPI_CHECK_VERSION(10, 1)
 156     const char *minver = "(unknown)";
 157 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(10, 0)
 158 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 159     const char *minver = "450.51";
 160 # else
 161     const char *minver = "445.87";
 162 # endif
 163 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 1)
 164 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 165     const char *minver = "436.15";
 166 # else
 167     const char *minver = "435.21";
 168 # endif
 169 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 0)
 170 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 171     const char *minver = "418.81";
 172 # else
 173     const char *minver = "418.30";
 174 # endif
 175 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(8, 2)
 176 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 177     const char *minver = "397.93";
 178 # else
 179     const char *minver = "396.24";
 180 #endif
 181 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(8, 1)
 182 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 183     const char *minver = "390.77";
 184 # else
 185     const char *minver = "390.25";
 186 # endif
 187 #else
 188 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 189     const char *minver = "378.66";
 190 # else
 191     const char *minver = "378.13";
 192 # endif
 193 #endif
 194     av_log(avctx, level, "The minimum required Nvidia driver for nvenc is %s or newer\n", minver);
 195 }
 196
 197 static av_cold int nvenc_load_libraries(AVCodecContext *avctx)
 198 {
 199     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 200     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 201     NVENCSTATUS err;
 202     uint32_t nvenc_max_ver;
 203     int ret;
 204
 205     ret = cuda_load_functions(&dl_fn->cuda_dl, avctx);
 206     if (ret < 0)
 207         return ret;
 208
 209     ret = nvenc_load_functions(&dl_fn->nvenc_dl, avctx);
 210     if (ret < 0) {
 211         nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
 212         return ret;
 213     }
 214
 215     err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPIGetMaxSupportedVersion(&nvenc_max_ver);
 216     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 217         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to query nvenc max version");
 218
 219     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Loaded Nvenc version %d.%d\n", nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 220
 221     if ((NVENCAPI_MAJOR_VERSION << 4 | NVENCAPI_MINOR_VERSION) > nvenc_max_ver) {
 222         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support the required nvenc API version. "
 223                "Required: %d.%d Found: %d.%d\n",
 224                NVENCAPI_MAJOR_VERSION, NVENCAPI_MINOR_VERSION,
 225                nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 226         nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
 227         return AVERROR(ENOSYS);
 228     }
 229
 230     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 231
 232     err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
 233     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 234         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to create nvenc instance");
 235
 236     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 237
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 static int nvenc_push_context(AVCodecContext *avctx)
 242 {
 243     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 244     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 245
 246     if (ctx->d3d11_device)
 247         return 0;
 248
 249     return CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxPushCurrent(ctx->cu_context));
 250 }
 251
 252 static int nvenc_pop_context(AVCodecContext *avctx)
 253 {
 254     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 255     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 256     CUcontext dummy;
 257
 258     if (ctx->d3d11_device)
 259         return 0;
 260
 261     return CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxPopCurrent(&dummy));
 262 }
 263
 264 static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
 265 {
 266     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS params = { 0 };
 267     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 268     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 269     NVENCSTATUS ret;
 270
 271     params.version    = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 272     params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 273     if (ctx->d3d11_device) {
 274         params.device     = ctx->d3d11_device;
 275         params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_DIRECTX;
 276     } else {
 277         params.device     = ctx->cu_context;
 278         params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 279     }
 280
 281     ret = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&params, &ctx->nvencoder);
 282     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 283         ctx->nvencoder = NULL;
 284         return nvenc_print_error(avctx, ret, "OpenEncodeSessionEx failed");
 285     }
 286
 287     return 0;
 288 }
 289
 290 static int nvenc_check_codec_support(AVCodecContext *avctx)
 291 {
 292     NvencContext *ctx                    = avctx->priv_data;
 293     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 294     int i, ret, count = 0;
 295     GUID *guids = NULL;
 296
 297     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDCount(ctx->nvencoder, &count);
 298
 299     if (ret != NV_ENC_SUCCESS || !count)
 300         return AVERROR(ENOSYS);
 301
 302     guids = av_malloc(count * sizeof(GUID));
 303     if (!guids)
 304         return AVERROR(ENOMEM);
 305
 306     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDs(ctx->nvencoder, guids, count, &count);
 307     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 308         ret = AVERROR(ENOSYS);
 309         goto fail;
 310     }
 311
 312     ret = AVERROR(ENOSYS);
 313     for (i = 0; i < count; i++) {
 314         if (!memcmp(&guids[i], &ctx->init_encode_params.encodeGUID, sizeof(*guids))) {
 315             ret = 0;
 316             break;
 317         }
 318     }
 319
 320 fail:
 321     av_free(guids);
 322
 323     return ret;
 324 }
 325
 326 static int nvenc_check_cap(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_CAPS cap)
 327 {
 328     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 329     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 330     NV_ENC_CAPS_PARAM params        = { 0 };
 331     int ret, val = 0;
 332
 333     params.version     = NV_ENC_CAPS_PARAM_VER;
 334     params.capsToQuery = cap;
 335
 336     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeCaps(ctx->nvencoder, ctx->init_encode_params.encodeGUID, &params, &val);
 337
 338     if (ret == NV_ENC_SUCCESS)
 339         return val;
 340     return 0;
 341 }
 342
 343 static int nvenc_check_capabilities(AVCodecContext *avctx)
 344 {
 345     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 346     int ret;
 347
 348     ret = nvenc_check_codec_support(avctx);
 349     if (ret < 0) {
 350         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Codec not supported\n");
 351         return ret;
 352     }
 353
 354     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_YUV444_ENCODE);
 355     if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
 356         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "YUV444P not supported\n");
 357         return AVERROR(ENOSYS);
 358     }
 359
 360     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOSSLESS_ENCODE);
 361     if (ctx->preset >= PRESET_LOSSLESS_DEFAULT && ret <= 0) {
 362         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Lossless encoding not supported\n");
 363         return AVERROR(ENOSYS);
 364     }
 365
 366     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_WIDTH_MAX);
 367     if (ret < avctx->width) {
 368         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Width %d exceeds %d\n",
 369                avctx->width, ret);
 370         return AVERROR(ENOSYS);
 371     }
 372
 373     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_HEIGHT_MAX);
 374     if (ret < avctx->height) {
 375         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Height %d exceeds %d\n",
 376                avctx->height, ret);
 377         return AVERROR(ENOSYS);
 378     }
 379
 380     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_NUM_MAX_BFRAMES);
 381     if (ret < avctx->max_b_frames) {
 382         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Max B-frames %d exceed %d\n",
 383                avctx->max_b_frames, ret);
 384
 385         return AVERROR(ENOSYS);
 386     }
 387
 388     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_FIELD_ENCODING);
 389     if (ret < 1 && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 390         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 391                "Interlaced encoding is not supported. Supported level: %d\n",
 392                ret);
 393         return AVERROR(ENOSYS);
 394     }
 395
 396     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_10BIT_ENCODE);
 397     if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
 398         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "10 bit encode not supported\n");
 399         return AVERROR(ENOSYS);
 400     }
 401
 402     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOOKAHEAD);
 403     if (ctx->rc_lookahead > 0 && ret <= 0) {
 404         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "RC lookahead not supported\n");
 405         return AVERROR(ENOSYS);
 406     }
 407
 408     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_TEMPORAL_AQ);
 409     if (ctx->temporal_aq > 0 && ret <= 0) {
 410         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Temporal AQ not supported\n");
 411         return AVERROR(ENOSYS);
 412     }
 413
 414     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_WEIGHTED_PREDICTION);
 415     if (ctx->weighted_pred > 0 && ret <= 0) {
 416         av_log (avctx, AV_LOG_WARNING, "Weighted Prediction not supported\n");
 417         return AVERROR(ENOSYS);
 418     }
 419
 420     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_CABAC);
 421     if (ctx->coder == NV_ENC_H264_ENTROPY_CODING_MODE_CABAC && ret <= 0) {
 422         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "CABAC entropy coding not supported\n");
 423         return AVERROR(ENOSYS);
 424     }
 425
 426 #ifdef NVENC_HAVE_BFRAME_REF_MODE
 427     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_BFRAME_REF_MODE);
 428     if (ctx->b_ref_mode == NV_ENC_BFRAME_REF_MODE_EACH && ret != 1 && ret != 3) {
 429         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Each B frame as reference is not supported\n");
 430         return AVERROR(ENOSYS);
 431     } else if (ctx->b_ref_mode != NV_ENC_BFRAME_REF_MODE_DISABLED && ret == 0) {
 432         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames as references are not supported\n");
 433         return AVERROR(ENOSYS);
 434     }
 435 #else
 436     if (ctx->b_ref_mode != 0) {
 437         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames as references need SDK 8.1 at build time\n");
 438         return AVERROR(ENOSYS);
 439     }
 440 #endif
 441
 442 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
 443     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_MULTIPLE_REF_FRAMES);
 444     if(avctx->refs != NV_ENC_NUM_REF_FRAMES_AUTOSELECT && ret <= 0) {
 445         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple reference frames are not supported by the device\n");
 446         return AVERROR(ENOSYS);
 447     }
 448 #else
 449     if(avctx->refs != 0) {
 450         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple reference frames need SDK 9.1 at build time\n");
 451         return AVERROR(ENOSYS);
 452     }
 453 #endif
 454
 455     ctx->support_dyn_bitrate = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_DYN_BITRATE_CHANGE);
 456
 457     return 0;
 458 }
 459
 460 static av_cold int nvenc_check_device(AVCodecContext *avctx, int idx)
 461 {
 462     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 463     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 464     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 465     char name[128] = { 0};
 466     int major, minor, ret;
 467     CUdevice cu_device;
 468     int loglevel = AV_LOG_VERBOSE;
 469
 470     if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 471         loglevel = AV_LOG_INFO;
 472
 473     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGet(&cu_device, idx));
 474     if (ret < 0)
 475         return ret;
 476
 477     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetName(name, sizeof(name), cu_device));
 478     if (ret < 0)
 479         return ret;
 480
 481     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceComputeCapability(&major, &minor, cu_device));
 482     if (ret < 0)
 483         return ret;
 484
 485     av_log(avctx, loglevel, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d ]\n", idx, name, major, minor);
 486     if (((major << 4) | minor) < NVENC_CAP) {
 487         av_log(avctx, loglevel, "does not support NVENC\n");
 488         goto fail;
 489     }
 490
 491     if (ctx->device != idx && ctx->device != ANY_DEVICE)
 492         return -1;
 493
 494     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxCreate(&ctx->cu_context_internal, 0, cu_device));
 495     if (ret < 0)
 496         goto fail;
 497
 498     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal;
 499     ctx->cu_stream = NULL;
 500
 501     if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
 502         goto fail2;
 503
 504     if ((ret = nvenc_open_session(avctx)) < 0)
 505         goto fail2;
 506
 507     if ((ret = nvenc_check_capabilities(avctx)) < 0)
 508         goto fail3;
 509
 510     av_log(avctx, loglevel, "supports NVENC\n");
 511
 512     dl_fn->nvenc_device_count++;
 513
 514     if (ctx->device == idx || ctx->device == ANY_DEVICE)
 515         return 0;
 516
 517 fail3:
 518     if ((ret = nvenc_push_context(avctx)) < 0)
 519         return ret;
 520
 521     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 522     ctx->nvencoder = NULL;
 523
 524     if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
 525         return ret;
 526
 527 fail2:
 528     CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal));
 529     ctx->cu_context_internal = NULL;
 530
 531 fail:
 532     return AVERROR(ENOSYS);
 533 }
 534
 535 static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
 536 {
 537     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 538     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 539
 540     switch (avctx->codec->id) {
 541     case AV_CODEC_ID_H264:
 542         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 543         break;
 544     case AV_CODEC_ID_HEVC:
 545         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
 546         break;
 547     default:
 548         return AVERROR_BUG;
 549     }
 550
 551     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 || avctx->hw_frames_ctx || avctx->hw_device_ctx) {
 552         AVHWFramesContext   *frames_ctx;
 553         AVHWDeviceContext   *hwdev_ctx;
 554         AVCUDADeviceContext *cuda_device_hwctx = NULL;
 555 #if CONFIG_D3D11VA
 556         AVD3D11VADeviceContext *d3d11_device_hwctx = NULL;
 557 #endif
 558         int ret;
 559
 560         if (avctx->hw_frames_ctx) {
 561             frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 562             if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_CUDA)
 563                 cuda_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 564 #if CONFIG_D3D11VA
 565             else if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_D3D11)
 566                 d3d11_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 567 #endif
 568             else
 569                 return AVERROR(EINVAL);
 570         } else if (avctx->hw_device_ctx) {
 571             hwdev_ctx = (AVHWDeviceContext*)avctx->hw_device_ctx->data;
 572             if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA)
 573                 cuda_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
 574 #if CONFIG_D3D11VA
 575             else if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_D3D11VA)
 576                 d3d11_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
 577 #endif
 578             else
 579                 return AVERROR(EINVAL);
 580         } else {
 581             return AVERROR(EINVAL);
 582         }
 583
 584         if (cuda_device_hwctx) {
 585             ctx->cu_context = cuda_device_hwctx->cuda_ctx;
 586             ctx->cu_stream = cuda_device_hwctx->stream;
 587         }
 588 #if CONFIG_D3D11VA
 589         else if (d3d11_device_hwctx) {
 590             ctx->d3d11_device = d3d11_device_hwctx->device;
 591             ID3D11Device_AddRef(ctx->d3d11_device);
 592         }
 593 #endif
 594
 595         ret = nvenc_open_session(avctx);
 596         if (ret < 0)
 597             return ret;
 598
 599         ret = nvenc_check_capabilities(avctx);
 600         if (ret < 0) {
 601             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Provided device doesn't support required NVENC features\n");
 602             return ret;
 603         }
 604     } else {
 605         int i, nb_devices = 0;
 606
 607         if (CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuInit(0)) < 0)
 608             return AVERROR_UNKNOWN;
 609
 610         if (CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetCount(&nb_devices)) < 0)
 611             return AVERROR_UNKNOWN;
 612
 613         if (!nb_devices) {
 614             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
 615                 return AVERROR_EXTERNAL;
 616         }
 617
 618         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", nb_devices);
 619
 620         dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 621         for (i = 0; i < nb_devices; ++i) {
 622             if ((nvenc_check_device(avctx, i)) >= 0 && ctx->device != LIST_DEVICES)
 623                 return 0;
 624         }
 625
 626         if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 627             return AVERROR_EXIT;
 628
 629         if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
 630             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No capable devices found\n");
 631             return AVERROR_EXTERNAL;
 632         }
 633
 634         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->device, nb_devices);
 635         return AVERROR(EINVAL);
 636     }
 637
 638     return 0;
 639 }
 640
 641 typedef struct GUIDTuple {
 642     const GUID guid;
 643     int flags;
 644 } GUIDTuple;
 645
 646 #define PRESET_ALIAS(alias, name, ...) \
 647     [PRESET_ ## alias] = { NV_ENC_PRESET_ ## name ## _GUID, __VA_ARGS__ }
 648
 649 #define PRESET(name, ...) PRESET_ALIAS(name, name, __VA_ARGS__)
 650
 651 static void nvenc_map_preset(NvencContext *ctx)
 652 {
 653     GUIDTuple presets[] = {
 654         PRESET(DEFAULT),
 655         PRESET(HP),
 656         PRESET(HQ),
 657         PRESET(BD),
 658         PRESET_ALIAS(SLOW,   HQ,    NVENC_TWO_PASSES),
 659         PRESET_ALIAS(MEDIUM, HQ,    NVENC_ONE_PASS),
 660         PRESET_ALIAS(FAST,   HP,    NVENC_ONE_PASS),
 661         PRESET(LOW_LATENCY_DEFAULT, NVENC_LOWLATENCY),
 662         PRESET(LOW_LATENCY_HP,      NVENC_LOWLATENCY),
 663         PRESET(LOW_LATENCY_HQ,      NVENC_LOWLATENCY),
 664         PRESET(LOSSLESS_DEFAULT,    NVENC_LOSSLESS),
 665         PRESET(LOSSLESS_HP,         NVENC_LOSSLESS),
 666 #ifdef NVENC_HAVE_NEW_PRESETS
 667         PRESET(P1),
 668         PRESET(P2),
 669         PRESET(P3),
 670         PRESET(P4),
 671         PRESET(P5),
 672         PRESET(P6),
 673         PRESET(P7),
 674 #endif
 675     };
 676
 677     GUIDTuple *t = &presets[ctx->preset];
 678
 679     ctx->init_encode_params.presetGUID = t->guid;
 680     ctx->flags = t->flags;
 681 }
 682
 683 #undef PRESET
 684 #undef PRESET_ALIAS
 685
 686 static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
 687 {
 688     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 689     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 690
 691     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 692
 693     if (ctx->init_qp_p >= 0) {
 694         rc->constQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
 695         if (ctx->init_qp_i >= 0 && ctx->init_qp_b >= 0) {
 696             rc->constQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
 697             rc->constQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
 698         } else if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 699             rc->constQP.qpIntra = av_clip(
 700                 rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 701             rc->constQP.qpInterB = av_clip(
 702                 rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 703         } else {
 704             rc->constQP.qpIntra = rc->constQP.qpInterP;
 705             rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpInterP;
 706         }
 707     } else if (ctx->cqp >= 0) {
 708         rc->constQP.qpInterP = rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpIntra = ctx->cqp;
 709         if (avctx->b_quant_factor != 0.0)
 710             rc->constQP.qpInterB = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 711         if (avctx->i_quant_factor != 0.0)
 712             rc->constQP.qpIntra = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 713     }
 714
 715     avctx->qmin = -1;
 716     avctx->qmax = -1;
 717 }
 718
 719 static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
 720 {
 721     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 722     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 723     int qp_inter_p;
 724
 725     if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 726         rc->enableMinQP = 1;
 727         rc->enableMaxQP = 1;
 728
 729         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 730         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 731         rc->minQP.qpIntra  = avctx->qmin;
 732
 733         rc->maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 734         rc->maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 735         rc->maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 736
 737         qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
 738     } else if (avctx->qmin >= 0) {
 739         rc->enableMinQP = 1;
 740
 741         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 742         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 743         rc->minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 744
 745         qp_inter_p = avctx->qmin;
 746     } else {
 747         qp_inter_p = 26; // default to 26
 748     }
 749
 750     rc->enableInitialRCQP = 1;
 751
 752     if (ctx->init_qp_p < 0) {
 753         rc->initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
 754     } else {
 755         rc->initialRCQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
 756     }
 757
 758     if (ctx->init_qp_i < 0) {
 759         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 760             rc->initialRCQP.qpIntra = av_clip(
 761                 rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 762         } else {
 763             rc->initialRCQP.qpIntra = rc->initialRCQP.qpInterP;
 764         }
 765     } else {
 766         rc->initialRCQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
 767     }
 768
 769     if (ctx->init_qp_b < 0) {
 770         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 771             rc->initialRCQP.qpInterB = av_clip(
 772                 rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 773         } else {
 774             rc->initialRCQP.qpInterB = rc->initialRCQP.qpInterP;
 775         }
 776     } else {
 777         rc->initialRCQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
 778     }
 779 }
 780
 781 static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
 782 {
 783     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 784     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 785
 786     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 787     rc->constQP.qpInterB = 0;
 788     rc->constQP.qpInterP = 0;
 789     rc->constQP.qpIntra  = 0;
 790
 791     avctx->qmin = -1;
 792     avctx->qmax = -1;
 793 }
 794
 795 static void nvenc_override_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 796 {
 797     NvencContext *ctx    = avctx->priv_data;
 798     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 799
 800     switch (ctx->rc) {
 801     case NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP:
 802         set_constqp(avctx);
 803         return;
 804     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP:
 805         if (avctx->qmin < 0) {
 806             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 807                    "The variable bitrate rate-control requires "
 808                    "the 'qmin' option set.\n");
 809             set_vbr(avctx);
 810             return;
 811         }
 812         /* fall through */
 813     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ:
 814     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR:
 815         set_vbr(avctx);
 816         break;
 817     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR:
 818     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ:
 819     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ:
 820         break;
 821     }
 822
 823     rc->rateControlMode = ctx->rc;
 824 }
 825
 826 static av_cold int nvenc_recalc_surfaces(AVCodecContext *avctx)
 827 {
 828     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 829     // default minimum of 4 surfaces
 830     // multiply by 2 for number of NVENCs on gpu (hardcode to 2)
 831     // another multiply by 2 to avoid blocking next PBB group
 832     int nb_surfaces = FFMAX(4, ctx->encode_config.frameIntervalP * 2 * 2);
 833
 834     // lookahead enabled
 835     if (ctx->rc_lookahead > 0) {
 836         // +1 is to account for lkd_bound calculation later
 837         // +4 is to allow sufficient pipelining with lookahead
 838         nb_surfaces = FFMAX(1, FFMAX(nb_surfaces, ctx->rc_lookahead + ctx->encode_config.frameIntervalP + 1 + 4));
 839         if (nb_surfaces > ctx->nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
 840         {
 841             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 842                    "Defined rc_lookahead requires more surfaces, "
 843                    "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 844         }
 845         ctx->nb_surfaces = FFMAX(nb_surfaces, ctx->nb_surfaces);
 846     } else {
 847         if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1 && ctx->nb_surfaces < nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
 848         {
 849             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 850                    "Defined b-frame requires more surfaces, "
 851                    "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 852             ctx->nb_surfaces = FFMAX(ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 853         }
 854         else if (ctx->nb_surfaces <= 0)
 855             ctx->nb_surfaces = nb_surfaces;
 856         // otherwise use user specified value
 857     }
 858
 859     ctx->nb_surfaces = FFMAX(1, FFMIN(MAX_REGISTERED_FRAMES, ctx->nb_surfaces));
 860     ctx->async_depth = FFMIN(ctx->async_depth, ctx->nb_surfaces - 1);
 861
 862     return 0;
 863 }
 864
 865 static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 866 {
 867     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 868
 869     if (avctx->global_quality > 0)
 870         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Using global_quality with nvenc is deprecated. Use qp instead.\n");
 871
 872     if (ctx->cqp < 0 && avctx->global_quality > 0)
 873         ctx->cqp = avctx->global_quality;
 874
 875     if (avctx->bit_rate > 0) {
 876         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
 877     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 878         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 879     }
 880
 881     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 882         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 883
 884 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPASS
 885     ctx->encode_config.rcParams.multiPass = ctx->multipass;
 886     if (ctx->encode_config.rcParams.multiPass != NV_ENC_MULTI_PASS_DISABLED)
 887         ctx->flags |= NVENC_TWO_PASSES;
 888 #endif
 889
 890     if (ctx->rc < 0) {
 891         if (ctx->flags & NVENC_ONE_PASS)
 892             ctx->twopass = 0;
 893         if (ctx->flags & NVENC_TWO_PASSES)
 894             ctx->twopass = 1;
 895
 896         if (ctx->twopass < 0)
 897             ctx->twopass = (ctx->flags & NVENC_LOWLATENCY) != 0;
 898
 899         if (ctx->cbr) {
 900             if (ctx->twopass) {
 901                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ;
 902             } else {
 903                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 904             }
 905         } else if (ctx->cqp >= 0) {
 906             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 907         } else if (ctx->twopass) {
 908             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ;
 909         } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 910             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
 911         }
 912     }
 913
 914     if (ctx->rc >= 0 && ctx->rc & RC_MODE_DEPRECATED) {
 915         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Specified rc mode is deprecated.\n");
 916         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_quality -> cbr_ld_hq\n");
 917         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_size -> cbr_hq\n");
 918         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_2pass -> vbr_hq\n");
 919         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_minqp -> (no replacement)\n");
 920
 921         ctx->rc &= ~RC_MODE_DEPRECATED;
 922     }
 923
 924 #ifdef NVENC_HAVE_LDKFS
 925     if (ctx->ldkfs)
 926          ctx->encode_config.rcParams.lowDelayKeyFrameScale = ctx->ldkfs;
 927 #endif
 928
 929     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
 930         set_lossless(avctx);
 931     } else if (ctx->rc >= 0) {
 932         nvenc_override_rate_control(avctx);
 933     } else {
 934         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 935         set_vbr(avctx);
 936     }
 937
 938     if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
 939         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 940     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 941         avctx->rc_buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 942     }
 943
 944     if (ctx->aq) {
 945         ctx->encode_config.rcParams.enableAQ   = 1;
 946         ctx->encode_config.rcParams.aqStrength = ctx->aq_strength;
 947         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AQ enabled.\n");
 948     }
 949
 950     if (ctx->temporal_aq) {
 951         ctx->encode_config.rcParams.enableTemporalAQ = 1;
 952         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Temporal AQ enabled.\n");
 953     }
 954
 955     if (ctx->rc_lookahead > 0) {
 956         int lkd_bound = FFMIN(ctx->nb_surfaces, ctx->async_depth) -
 957                         ctx->encode_config.frameIntervalP - 4;
 958
 959         if (lkd_bound < 0) {
 960             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 961                    "Lookahead not enabled. Increase buffer delay (-delay).\n");
 962         } else {
 963             ctx->encode_config.rcParams.enableLookahead = 1;
 964             ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth  = av_clip(ctx->rc_lookahead, 0, lkd_bound);
 965             ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt   = ctx->no_scenecut;
 966             ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt   = !ctx->b_adapt;
 967             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 968                    "Lookahead enabled: depth %d, scenecut %s, B-adapt %s.\n",
 969                    ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth,
 970                    ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt ? "disabled" : "enabled",
 971                    ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt ? "disabled" : "enabled");
 972         }
 973     }
 974
 975     if (ctx->strict_gop) {
 976         ctx->encode_config.rcParams.strictGOPTarget = 1;
 977         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Strict GOP target enabled.\n");
 978     }
 979
 980     if (ctx->nonref_p)
 981         ctx->encode_config.rcParams.enableNonRefP = 1;
 982
 983     if (ctx->zerolatency)
 984         ctx->encode_config.rcParams.zeroReorderDelay = 1;
 985
 986     if (ctx->quality) {
 987         //convert from float to fixed point 8.8
 988         int tmp_quality = (int)(ctx->quality * 256.0f);
 989         ctx->encode_config.rcParams.targetQuality = (uint8_t)(tmp_quality >> 8);
 990         ctx->encode_config.rcParams.targetQualityLSB = (uint8_t)(tmp_quality & 0xff);
 991
 992         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "CQ(%d) mode enabled.\n", tmp_quality);
 993
 994         //CQ mode shall discard avg bitrate & honor max bitrate;
 995         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate = 0;
 996         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 997     }
 998 }
 999
1000 static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx)
1001 {
1002     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
1003     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
1004     NV_ENC_CONFIG_H264 *h264               = &cc->encodeCodecConfig.h264Config;
1005     NV_ENC_CONFIG_H264_VUI_PARAMETERS *vui = &h264->h264VUIParameters;
1006
1007     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
1008     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
1009     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
1010     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
1011         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
1012
1013     vui->colourDescriptionPresentFlag =
1014         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
1015
1016     vui->videoSignalTypePresentFlag =
1017         (vui->colourDescriptionPresentFlag
1018         || vui->videoFormat != 5
1019         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
1020
1021     h264->sliceMode = 3;
1022     h264->sliceModeData = 1;
1023
1024     h264->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
1025     h264->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
1026     h264->outputAUD     = ctx->aud;
1027
1028     if (ctx->dpb_size >= 0) {
1029         /* 0 means "let the hardware decide" */
1030         h264->maxNumRefFrames = ctx->dpb_size;
1031     }
1032     if (avctx->gop_size >= 0) {
1033         h264->idrPeriod = cc->gopLength;
1034     }
1035
1036     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
1037         h264->outputBufferingPeriodSEI = 1;
1038     }
1039
1040     h264->outputPictureTimingSEI = 1;
1041
1042     if (cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ ||
1043         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ ||
1044         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ) {
1045         h264->adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
1046         h264->fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
1047     }
1048
1049     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
1050         h264->qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
1051     } else {
1052         switch(ctx->profile) {
1053         case NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE:
1054             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
1055             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
1056             break;
1057         case NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN:
1058             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
1059             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
1060             break;
1061         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH:
1062             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
1063             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
1064             break;
1065         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P:
1066             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
1067             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
1068             break;
1069         }
1070     }
1071
1072     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
1073     if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1074         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
1075         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
1076     }
1077
1078     h264->chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
1079
1080     h264->level = ctx->level;
1081
1082     if (ctx->coder >= 0)
1083         h264->entropyCodingMode = ctx->coder;
1084
1085 #ifdef NVENC_HAVE_BFRAME_REF_MODE
1086     h264->useBFramesAsRef = ctx->b_ref_mode;
1087 #endif
1088
1089 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
1090     h264->numRefL0 = avctx->refs;
1091     h264->numRefL1 = avctx->refs;
1092 #endif
1093
1094     return 0;
1095 }
1096
1097 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
1098 {
1099     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
1100     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
1101     NV_ENC_CONFIG_HEVC *hevc               = &cc->encodeCodecConfig.hevcConfig;
1102     NV_ENC_CONFIG_HEVC_VUI_PARAMETERS *vui = &hevc->hevcVUIParameters;
1103
1104     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
1105     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
1106     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
1107     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
1108         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
1109
1110     vui->colourDescriptionPresentFlag =
1111         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
1112
1113     vui->videoSignalTypePresentFlag =
1114         (vui->colourDescriptionPresentFlag
1115         || vui->videoFormat != 5
1116         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
1117
1118     hevc->sliceMode = 3;
1119     hevc->sliceModeData = 1;
1120
1121     hevc->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
1122     hevc->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
1123     hevc->outputAUD     = ctx->aud;
1124
1125     if (ctx->dpb_size >= 0) {
1126         /* 0 means "let the hardware decide" */
1127         hevc->maxNumRefFramesInDPB = ctx->dpb_size;
1128     }
1129     if (avctx->gop_size >= 0) {
1130         hevc->idrPeriod = cc->gopLength;
1131     }
1132
1133     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
1134         hevc->outputBufferingPeriodSEI = 1;
1135     }
1136
1137     hevc->outputPictureTimingSEI = 1;
1138
1139     switch (ctx->profile) {
1140     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN:
1141         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
1142         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
1143         break;
1144     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_10:
1145         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
1146         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
1147         break;
1148     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_REXT:
1149         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
1150         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
1151         break;
1152     }
1153
1154     // force setting profile as main10 if input is 10 bit
1155     if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt)) {
1156         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
1157         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
1158     }
1159
1160     // force setting profile as rext if input is yuv444
1161     if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt)) {
1162         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
1163         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
1164     }
1165
1166     hevc->chromaFormatIDC = IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) ? 3 : 1;
1167
1168     hevc->pixelBitDepthMinus8 = IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) ? 2 : 0;
1169
1170     hevc->level = ctx->level;
1171
1172     hevc->tier = ctx->tier;
1173
1174 #ifdef NVENC_HAVE_HEVC_BFRAME_REF_MODE
1175     hevc->useBFramesAsRef = ctx->b_ref_mode;
1176 #endif
1177
1178 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
1179     hevc->numRefL0 = avctx->refs;
1180     hevc->numRefL1 = avctx->refs;
1181 #endif
1182
1183     return 0;
1184 }
1185
1186 static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx)
1187 {
1188     switch (avctx->codec->id) {
1189     case AV_CODEC_ID_H264:
1190         return nvenc_setup_h264_config(avctx);
1191     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1192         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
1193     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
1194     }
1195
1196     return 0;
1197 }
1198
1199 static void compute_dar(AVCodecContext *avctx, int *dw, int *dh) {
1200     int sw, sh;
1201
1202     sw = avctx->width;
1203     sh = avctx->height;
1204
1205     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
1206         sw *= avctx->sample_aspect_ratio.num;
1207         sh *= avctx->sample_aspect_ratio.den;
1208     }
1209
1210     av_reduce(dw, dh, sw, sh, 1024 * 1024);
1211 }
1212
1213 static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
1214 {
1215     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1216     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1217     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1218
1219     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
1220     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
1221     AVCPBProperties *cpb_props;
1222     int res = 0;
1223     int dw, dh;
1224
1225     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1226     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
1227
1228     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
1229     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
1230
1231     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
1232
1233     nvenc_map_preset(ctx);
1234
1235     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
1236     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1237
1238     if (IS_SDK10_PRESET(ctx->preset)) {
1239 #ifdef NVENC_HAVE_NEW_PRESETS
1240         ctx->init_encode_params.tuningInfo = ctx->tuning_info;
1241
1242         nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfigEx(ctx->nvencoder,
1243             ctx->init_encode_params.encodeGUID,
1244             ctx->init_encode_params.presetGUID,
1245             ctx->init_encode_params.tuningInfo,
1246             &preset_config);
1247 #endif
1248     } else {
1249 #ifdef NVENC_HAVE_NEW_PRESETS
1250         // Turn off tuning info parameter if older presets are on
1251         ctx->init_encode_params.tuningInfo = 0;
1252 #endif
1253
1254         nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder,
1255             ctx->init_encode_params.encodeGUID,
1256             ctx->init_encode_params.presetGUID,
1257             &preset_config);
1258     }
1259     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1260         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Cannot get the preset configuration");
1261
1262     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
1263
1264     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1265
1266     compute_dar(avctx, &dw, &dh);
1267     ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
1268     ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
1269
1270     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0) {
1271         ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->framerate.num;
1272         ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->framerate.den;
1273     } else {
1274         ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
1275         ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
1276     }
1277
1278     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
1279     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
1280
1281 #ifdef NVENC_HAVE_NEW_PRESETS
1282     /* If lookahead isn't set from CLI, use value from preset.
1283      * P6 & P7 presets may enable lookahead for better quality.
1284      * */
1285     if (ctx->rc_lookahead == 0 && ctx->encode_config.rcParams.enableLookahead)
1286         ctx->rc_lookahead = ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth;
1287
1288     if (ctx->init_encode_params.tuningInfo == NV_ENC_TUNING_INFO_LOSSLESS)
1289         ctx->flags |= NVENC_LOSSLESS;
1290 #endif
1291
1292     if (ctx->weighted_pred == 1)
1293         ctx->init_encode_params.enableWeightedPrediction = 1;
1294
1295     if (ctx->bluray_compat) {
1296         ctx->aud = 1;
1297         ctx->dpb_size = FFMIN(FFMAX(avctx->refs, 0), 6);
1298         avctx->max_b_frames = FFMIN(avctx->max_b_frames, 3);
1299         switch (avctx->codec->id) {
1300         case AV_CODEC_ID_H264:
1301             /* maximum level depends on used resolution */
1302             break;
1303         case AV_CODEC_ID_HEVC:
1304             ctx->level = NV_ENC_LEVEL_HEVC_51;
1305             ctx->tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
1306             break;
1307         }
1308     }
1309
1310     if (avctx->gop_size > 0) {
1311         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
1312             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B-Frame, 3 two B-frames, and so on. */
1313             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
1314         }
1315
1316         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
1317     } else if (avctx->gop_size == 0) {
1318         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
1319         ctx->encode_config.gopLength = 1;
1320     }
1321
1322     nvenc_recalc_surfaces(avctx);
1323
1324     nvenc_setup_rate_control(avctx);
1325
1326     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1327         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
1328     } else {
1329         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
1330     }
1331
1332     res = nvenc_setup_codec_config(avctx);
1333     if (res)
1334         return res;
1335
1336     res = nvenc_push_context(avctx);
1337     if (res < 0)
1338         return res;
1339
1340     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
1341     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1342         nvenc_pop_context(avctx);
1343         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "InitializeEncoder failed");
1344     }
1345
1346 #ifdef NVENC_HAVE_CUSTREAM_PTR
1347     if (ctx->cu_context) {
1348         nv_status = p_nvenc->nvEncSetIOCudaStreams(ctx->nvencoder, &ctx->cu_stream, &ctx->cu_stream);
1349         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1350             nvenc_pop_context(avctx);
1351             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "SetIOCudaStreams failed");
1352         }
1353     }
1354 #endif
1355
1356     res = nvenc_pop_context(avctx);
1357     if (res < 0)
1358         return res;
1359
1360     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
1361         avctx->has_b_frames = 2;
1362
1363     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
1364         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
1365
1366     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
1367     if (!cpb_props)
1368         return AVERROR(ENOMEM);
1369     cpb_props->max_bitrate = ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate;
1370     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
1371     cpb_props->buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize;
1372
1373     return 0;
1374 }
1375
1376 static NV_ENC_BUFFER_FORMAT nvenc_map_buffer_format(enum AVPixelFormat pix_fmt)
1377 {
1378     switch (pix_fmt) {
1379     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
1380         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
1381     case AV_PIX_FMT_NV12:
1382         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
1383     case AV_PIX_FMT_P010:
1384     case AV_PIX_FMT_P016:
1385         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV420_10BIT;
1386     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
1387         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
1388     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
1389         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_10BIT;
1390     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
1391         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ARGB;
1392     case AV_PIX_FMT_0BGR32:
1393         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ABGR;
1394     default:
1395         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED;
1396     }
1397 }
1398
1399 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
1400 {
1401     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1402     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1403     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1404     NvencSurface* tmp_surface = &ctx->surfaces[idx];
1405
1406     NVENCSTATUS nv_status;
1407     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
1408     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
1409
1410     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1411         ctx->surfaces[idx].in_ref = av_frame_alloc();
1412         if (!ctx->surfaces[idx].in_ref)
1413             return AVERROR(ENOMEM);
1414     } else {
1415         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
1416
1417         ctx->surfaces[idx].format = nvenc_map_buffer_format(ctx->data_pix_fmt);
1418         if (ctx->surfaces[idx].format == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
1419             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
1420                    av_get_pix_fmt_name(ctx->data_pix_fmt));
1421             return AVERROR(EINVAL);
1422         }
1423
1424         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
1425         allocSurf.width = avctx->width;
1426         allocSurf.height = avctx->height;
1427         allocSurf.bufferFmt = ctx->surfaces[idx].format;
1428
1429         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
1430         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1431             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateInputBuffer failed");
1432         }
1433
1434         ctx->surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
1435         ctx->surfaces[idx].width = allocSurf.width;
1436         ctx->surfaces[idx].height = allocSurf.height;
1437     }
1438
1439     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
1440     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1441         int err = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateBitstreamBuffer failed");
1442         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
1443             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[idx].input_surface);
1444         av_frame_free(&ctx->surfaces[idx].in_ref);
1445         return err;
1446     }
1447
1448     ctx->surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
1449     ctx->surfaces[idx].size = allocOut.size;
1450
1451     av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surface, sizeof(tmp_surface), NULL);
1452
1453     return 0;
1454 }
1455
1456 static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx)
1457 {
1458     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1459     int i, res = 0, res2;
1460
1461     ctx->surfaces = av_mallocz_array(ctx->nb_surfaces, sizeof(*ctx->surfaces));
1462     if (!ctx->surfaces)
1463         return AVERROR(ENOMEM);
1464
1465     ctx->timestamp_list = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(int64_t));
1466     if (!ctx->timestamp_list)
1467         return AVERROR(ENOMEM);
1468
1469     ctx->unused_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1470     if (!ctx->unused_surface_queue)
1471         return AVERROR(ENOMEM);
1472
1473     ctx->output_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1474     if (!ctx->output_surface_queue)
1475         return AVERROR(ENOMEM);
1476     ctx->output_surface_ready_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1477     if (!ctx->output_surface_ready_queue)
1478         return AVERROR(ENOMEM);
1479
1480     res = nvenc_push_context(avctx);
1481     if (res < 0)
1482         return res;
1483
1484     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
1485         if ((res = nvenc_alloc_surface(avctx, i)) < 0)
1486             goto fail;
1487     }
1488
1489 fail:
1490     res2 = nvenc_pop_context(avctx);
1491     if (res2 < 0)
1492         return res2;
1493
1494     return res;
1495 }
1496
1497 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
1498 {
1499     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1500     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1501     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1502
1503     NVENCSTATUS nv_status;
1504     uint32_t outSize = 0;
1505     char tmpHeader[256];
1506     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
1507     payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
1508
1509     payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
1510     payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
1511     payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
1512
1513     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
1514     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1515         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetSequenceParams failed");
1516     }
1517
1518     avctx->extradata_size = outSize;
1519     avctx->extradata = av_mallocz(outSize + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1520
1521     if (!avctx->extradata) {
1522         return AVERROR(ENOMEM);
1523     }
1524
1525     memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
1526
1527     return 0;
1528 }
1529
1530 av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1531 {
1532     NvencContext *ctx               = avctx->priv_data;
1533     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1534     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1535     int i, res;
1536
1537     /* the encoder has to be flushed before it can be closed */
1538     if (ctx->nvencoder) {
1539         NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { .version        = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER,
1540                                             .encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS };
1541
1542         res = nvenc_push_context(avctx);
1543         if (res < 0)
1544             return res;
1545
1546         p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &params);
1547     }
1548
1549     av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
1550     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
1551     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
1552     av_fifo_freep(&ctx->unused_surface_queue);
1553
1554     if (ctx->surfaces && (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11)) {
1555         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1556             if (ctx->registered_frames[i].mapped)
1557                 p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].in_map.mappedResource);
1558             if (ctx->registered_frames[i].regptr)
1559                 p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1560         }
1561         ctx->nb_registered_frames = 0;
1562     }
1563
1564     if (ctx->surfaces) {
1565         for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
1566             if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
1567                 p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
1568             av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
1569             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
1570         }
1571     }
1572     av_freep(&ctx->surfaces);
1573     ctx->nb_surfaces = 0;
1574
1575     av_frame_free(&ctx->frame);
1576
1577     if (ctx->nvencoder) {
1578         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1579
1580         res = nvenc_pop_context(avctx);
1581         if (res < 0)
1582             return res;
1583     }
1584     ctx->nvencoder = NULL;
1585
1586     if (ctx->cu_context_internal)
1587         CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal));
1588     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
1589
1590 #if CONFIG_D3D11VA
1591     if (ctx->d3d11_device) {
1592         ID3D11Device_Release(ctx->d3d11_device);
1593         ctx->d3d11_device = NULL;
1594     }
1595 #endif
1596
1597     nvenc_free_functions(&dl_fn->nvenc_dl);
1598     cuda_free_functions(&dl_fn->cuda_dl);
1599
1600     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
1601
1602     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
1603
1604     return 0;
1605 }
1606
1607 av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1608 {
1609     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1610     int ret;
1611
1612     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1613         AVHWFramesContext *frames_ctx;
1614         if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1615             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1616                    "hw_frames_ctx must be set when using GPU frames as input\n");
1617             return AVERROR(EINVAL);
1618         }
1619         frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
1620         if (frames_ctx->format != avctx->pix_fmt) {
1621             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1622                    "hw_frames_ctx must match the GPU frame type\n");
1623             return AVERROR(EINVAL);
1624         }
1625         ctx->data_pix_fmt = frames_ctx->sw_format;
1626     } else {
1627         ctx->data_pix_fmt = avctx->pix_fmt;
1628     }
1629
1630     ctx->frame = av_frame_alloc();
1631     if (!ctx->frame)
1632         return AVERROR(ENOMEM);
1633
1634     if ((ret = nvenc_load_libraries(avctx)) < 0)
1635         return ret;
1636
1637     if ((ret = nvenc_setup_device(avctx)) < 0)
1638         return ret;
1639
1640     if ((ret = nvenc_setup_encoder(avctx)) < 0)
1641         return ret;
1642
1643     if ((ret = nvenc_setup_surfaces(avctx)) < 0)
1644         return ret;
1645
1646     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
1647         if ((ret = nvenc_setup_extradata(avctx)) < 0)
1648             return ret;
1649     }
1650
1651     return 0;
1652 }
1653
1654 static NvencSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
1655 {
1656     NvencSurface *tmp_surf;
1657
1658     if (!(av_fifo_size(ctx->unused_surface_queue) > 0))
1659         // queue empty
1660         return NULL;
1661
1662     av_fifo_generic_read(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surf, sizeof(tmp_surf), NULL);
1663     return tmp_surf;
1664 }
1665
1666 static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencSurface *nv_surface,
1667             NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lock_buffer_params, const AVFrame *frame)
1668 {
1669     int dst_linesize[4] = {
1670         lock_buffer_params->pitch,
1671         lock_buffer_params->pitch,
1672         lock_buffer_params->pitch,
1673         lock_buffer_params->pitch
1674     };
1675     uint8_t *dst_data[4];
1676     int ret;
1677
1678     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
1679         dst_linesize[1] = dst_linesize[2] >>= 1;
1680
1681     ret = av_image_fill_pointers(dst_data, frame->format, nv_surface->height,
1682                                  lock_buffer_params->bufferDataPtr, dst_linesize);
1683     if (ret < 0)
1684         return ret;
1685
1686     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
1687         FFSWAP(uint8_t*, dst_data[1], dst_data[2]);
1688
1689     av_image_copy(dst_data, dst_linesize,
1690                   (const uint8_t**)frame->data, frame->linesize, frame->format,
1691                   avctx->width, avctx->height);
1692
1693     return 0;
1694 }
1695
1696 static int nvenc_find_free_reg_resource(AVCodecContext *avctx)
1697 {
1698     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1699     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1700     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1701     NVENCSTATUS nv_status;
1702
1703     int i, first_round;
1704
1705     if (ctx->nb_registered_frames == FF_ARRAY_ELEMS(ctx->registered_frames)) {
1706         for (first_round = 1; first_round >= 0; first_round--) {
1707             for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1708                 if (!ctx->registered_frames[i].mapped) {
1709                     if (ctx->registered_frames[i].regptr) {
1710                         if (first_round)
1711                             continue;
1712                         nv_status = p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1713                         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1714                             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unregistering unused input resource");
1715                         ctx->registered_frames[i].ptr = NULL;
1716                         ctx->registered_frames[i].regptr = NULL;
1717                     }
1718                     return i;
1719                 }
1720             }
1721         }
1722     } else {
1723         return ctx->nb_registered_frames++;
1724     }
1725
1726     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many registered CUDA frames\n");
1727     return AVERROR(ENOMEM);
1728 }
1729
1730 static int nvenc_register_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1731 {
1732     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1733     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1734     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1735
1736     AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)frame->hw_frames_ctx->data;
1737     NV_ENC_REGISTER_RESOURCE reg;
1738     int i, idx, ret;
1739
1740     for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1741         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0])
1742             return i;
1743         else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0] && ctx->registered_frames[i].ptr_index == (intptr_t)frame->data[1])
1744             return i;
1745     }
1746
1747     idx = nvenc_find_free_reg_resource(avctx);
1748     if (idx < 0)
1749         return idx;
1750
1751     reg.version            = NV_ENC_REGISTER_RESOURCE_VER;
1752     reg.width              = frames_ctx->width;
1753     reg.height             = frames_ctx->height;
1754     reg.pitch              = frame->linesize[0];
1755     reg.resourceToRegister = frame->data[0];
1756
1757     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1758         reg.resourceType   = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_CUDADEVICEPTR;
1759     }
1760     else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1761         reg.resourceType     = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_DIRECTX;
1762         reg.subResourceIndex = (intptr_t)frame->data[1];
1763     }
1764
1765     reg.bufferFormat       = nvenc_map_buffer_format(frames_ctx->sw_format);
1766     if (reg.bufferFormat == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
1767         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
1768                av_get_pix_fmt_name(frames_ctx->sw_format));
1769         return AVERROR(EINVAL);
1770     }
1771
1772     ret = p_nvenc->nvEncRegisterResource(ctx->nvencoder, &reg);
1773     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
1774         nvenc_print_error(avctx, ret, "Error registering an input resource");
1775         return AVERROR_UNKNOWN;
1776     }
1777
1778     ctx->registered_frames[idx].ptr       = frame->data[0];
1779     ctx->registered_frames[idx].ptr_index = reg.subResourceIndex;
1780     ctx->registered_frames[idx].regptr    = reg.registeredResource;
1781     return idx;
1782 }
1783
1784 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
1785                                       NvencSurface *nvenc_frame)
1786 {
1787     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1788     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1789     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1790
1791     int res;
1792     NVENCSTATUS nv_status;
1793
1794     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1795         int reg_idx = nvenc_register_frame(avctx, frame);
1796         if (reg_idx < 0) {
1797             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not register an input HW frame\n");
1798             return reg_idx;
1799         }
1800
1801         res = av_frame_ref(nvenc_frame->in_ref, frame);
1802         if (res < 0)
1803             return res;
1804
1805         if (!ctx->registered_frames[reg_idx].mapped) {
1806             ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.version = NV_ENC_MAP_INPUT_RESOURCE_VER;
1807             ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.registeredResource = ctx->registered_frames[reg_idx].regptr;
1808             nv_status = p_nvenc->nvEncMapInputResource(ctx->nvencoder, &ctx->registered_frames[reg_idx].in_map);
1809             if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1810                 av_frame_unref(nvenc_frame->in_ref);
1811                 return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Error mapping an input resource");
1812             }
1813         }
1814
1815         ctx->registered_frames[reg_idx].mapped += 1;
1816
1817         nvenc_frame->reg_idx                   = reg_idx;
1818         nvenc_frame->input_surface             = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedResource;
1819         nvenc_frame->format                    = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedBufferFmt;
1820         nvenc_frame->pitch                     = frame->linesize[0];
1821
1822         return 0;
1823     } else {
1824         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1825
1826         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1827         lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
1828
1829         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1830         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1831             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking nvenc input buffer");
1832         }
1833
1834         nvenc_frame->pitch = lockBufferParams.pitch;
1835         res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
1836
1837         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
1838         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1839             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking input buffer!");
1840         }
1841
1842         return res;
1843     }
1844 }
1845
1846 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1847                                             NV_ENC_PIC_PARAMS *params,
1848                                             NV_ENC_SEI_PAYLOAD *sei_data,
1849                                             int sei_count)
1850 {
1851     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1852
1853     switch (avctx->codec->id) {
1854     case AV_CODEC_ID_H264:
1855         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode =
1856             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1857         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData =
1858             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1859         if (sei_count > 0) {
1860             params->codecPicParams.h264PicParams.seiPayloadArray = sei_data;
1861             params->codecPicParams.h264PicParams.seiPayloadArrayCnt = sei_count;
1862         }
1863
1864       break;
1865     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1866         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode =
1867             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1868         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData =
1869             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1870         if (sei_count > 0) {
1871             params->codecPicParams.hevcPicParams.seiPayloadArray = sei_data;
1872             params->codecPicParams.hevcPicParams.seiPayloadArrayCnt = sei_count;
1873         }
1874
1875         break;
1876     }
1877 }
1878
1879 static inline void timestamp_queue_enqueue(AVFifoBuffer* queue, int64_t timestamp)
1880 {
1881     av_fifo_generic_write(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1882 }
1883
1884 static inline int64_t timestamp_queue_dequeue(AVFifoBuffer* queue)
1885 {
1886     int64_t timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
1887     if (av_fifo_size(queue) > 0)
1888         av_fifo_generic_read(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1889
1890     return timestamp;
1891 }
1892
1893 static int nvenc_set_timestamp(AVCodecContext *avctx,
1894                                NV_ENC_LOCK_BITSTREAM *params,
1895                                AVPacket *pkt)
1896 {
1897     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1898
1899     pkt->pts = params->outputTimeStamp;
1900     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1901
1902     pkt->dts -= FFMAX(avctx->max_b_frames, 0) * FFMIN(avctx->ticks_per_frame, 1);
1903
1904     return 0;
1905 }
1906
1907 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencSurface *tmpoutsurf)
1908 {
1909     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1910     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1911     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1912
1913     uint32_t slice_mode_data;
1914     uint32_t *slice_offsets = NULL;
1915     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
1916     NVENCSTATUS nv_status;
1917     int res = 0;
1918
1919     enum AVPictureType pict_type;
1920
1921     switch (avctx->codec->id) {
1922     case AV_CODEC_ID_H264:
1923       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1924       break;
1925     case AV_CODEC_ID_H265:
1926       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1927       break;
1928     default:
1929       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
1930       res = AVERROR(EINVAL);
1931       goto error;
1932     }
1933     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
1934
1935     if (!slice_offsets) {
1936         res = AVERROR(ENOMEM);
1937         goto error;
1938     }
1939
1940     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1941
1942     lock_params.doNotWait = 0;
1943     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
1944     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
1945
1946     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
1947     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1948         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking bitstream buffer");
1949         goto error;
1950     }
1951
1952     res = av_new_packet(pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1953
1954     if (res < 0) {
1955         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1956         goto error;
1957     }
1958
1959     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1960
1961     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1962     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1963         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open");
1964         goto error;
1965     }
1966
1967
1968     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1969         ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped -= 1;
1970         if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped == 0) {
1971             nv_status = p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].in_map.mappedResource);
1972             if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1973                 res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unmapping input resource");
1974                 goto error;
1975             }
1976         } else if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped < 0) {
1977             res = AVERROR_BUG;
1978             goto error;
1979         }
1980
1981         av_frame_unref(tmpoutsurf->in_ref);
1982
1983         tmpoutsurf->input_surface = NULL;
1984     }
1985
1986     switch (lock_params.pictureType) {
1987     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1988         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1989     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1990         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1991         break;
1992     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1993         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1994         break;
1995     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1996         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1997         break;
1998     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1999         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
2000         break;
2001     default:
2002         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
2003         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
2004         res = AVERROR_EXTERNAL;
2005         goto error;
2006     }
2007
2008 #if FF_API_CODED_FRAME
2009 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
2010     avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
2011 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
2012 #endif
2013
2014     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
2015         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
2016
2017     res = nvenc_set_timestamp(avctx, &lock_params, pkt);
2018     if (res < 0)
2019         goto error2;
2020
2021     av_free(slice_offsets);
2022
2023     return 0;
2024
2025 error:
2026     timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
2027
2028 error2:
2029     av_free(slice_offsets);
2030
2031     return res;
2032 }
2033
2034 static int output_ready(AVCodecContext *avctx, int flush)
2035 {
2036     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2037     int nb_ready, nb_pending;
2038
2039     nb_ready   = av_fifo_size(ctx->output_surface_ready_queue)   / sizeof(NvencSurface*);
2040     nb_pending = av_fifo_size(ctx->output_surface_queue)         / sizeof(NvencSurface*);
2041     if (flush)
2042         return nb_ready > 0;
2043     return (nb_ready > 0) && (nb_ready + nb_pending >= ctx->async_depth);
2044 }
2045
2046 static void reconfig_encoder(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
2047 {
2048     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2049     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
2050     NVENCSTATUS ret;
2051
2052     NV_ENC_RECONFIGURE_PARAMS params = { 0 };
2053     int needs_reconfig = 0;
2054     int needs_encode_config = 0;
2055     int reconfig_bitrate = 0, reconfig_dar = 0;
2056     int dw, dh;
2057
2058     params.version = NV_ENC_RECONFIGURE_PARAMS_VER;
2059     params.reInitEncodeParams = ctx->init_encode_params;
2060
2061     compute_dar(avctx, &dw, &dh);
2062     if (dw != ctx->init_encode_params.darWidth || dh != ctx->init_encode_params.darHeight) {
2063         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2064                "aspect ratio change (DAR): %d:%d -> %d:%d\n",
2065                ctx->init_encode_params.darWidth,
2066                ctx->init_encode_params.darHeight, dw, dh);
2067
2068         params.reInitEncodeParams.darHeight = dh;
2069         params.reInitEncodeParams.darWidth = dw;
2070
2071         needs_reconfig = 1;
2072         reconfig_dar = 1;
2073     }
2074
2075     if (ctx->rc != NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP && ctx->support_dyn_bitrate) {
2076         if (avctx->bit_rate > 0 && params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate != avctx->bit_rate) {
2077             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2078                    "avg bitrate change: %d -> %d\n",
2079                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate,
2080                    (uint32_t)avctx->bit_rate);
2081
2082             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
2083             reconfig_bitrate = 1;
2084         }
2085
2086         if (avctx->rc_max_rate > 0 && ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate != avctx->rc_max_rate) {
2087             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2088                    "max bitrate change: %d -> %d\n",
2089                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate,
2090                    (uint32_t)avctx->rc_max_rate);
2091
2092             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
2093             reconfig_bitrate = 1;
2094         }
2095
2096         if (avctx->rc_buffer_size > 0 && ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize != avctx->rc_buffer_size) {
2097             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2098                    "vbv buffer size change: %d -> %d\n",
2099                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize,
2100                    avctx->rc_buffer_size);
2101
2102             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
2103             reconfig_bitrate = 1;
2104         }
2105
2106         if (reconfig_bitrate) {
2107             params.resetEncoder = 1;
2108             params.forceIDR = 1;
2109
2110             needs_encode_config = 1;
2111             needs_reconfig = 1;
2112         }
2113     }
2114
2115     if (!needs_encode_config)
2116         params.reInitEncodeParams.encodeConfig = NULL;
2117
2118     if (needs_reconfig) {
2119         ret = p_nvenc->nvEncReconfigureEncoder(ctx->nvencoder, &params);
2120         if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
2121             nvenc_print_error(avctx, ret, "failed to reconfigure nvenc");
2122         } else {
2123             if (reconfig_dar) {
2124                 ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
2125                 ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
2126             }
2127
2128             if (reconfig_bitrate) {
2129                 ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate;
2130                 ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate;
2131                 ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize;
2132             }
2133
2134         }
2135     }
2136 }
2137
2138 static int nvenc_send_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
2139 {
2140     NVENCSTATUS nv_status;
2141     NvencSurface *tmp_out_surf, *in_surf;
2142     int res, res2;
2143     NV_ENC_SEI_PAYLOAD sei_data[8];
2144     int sei_count = 0;
2145     int i;
2146
2147     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2148     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
2149     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
2150
2151     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
2152     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
2153
2154     if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
2155         return AVERROR(EINVAL);
2156
2157     if (frame && frame->buf[0]) {
2158         in_surf = get_free_frame(ctx);
2159         if (!in_surf)
2160             return AVERROR(EAGAIN);
2161
2162         res = nvenc_push_context(avctx);
2163         if (res < 0)
2164             return res;
2165
2166         reconfig_encoder(avctx, frame);
2167
2168         res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, in_surf);
2169
2170         res2 = nvenc_pop_context(avctx);
2171         if (res2 < 0)
2172             return res2;
2173
2174         if (res)
2175             return res;
2176
2177         pic_params.inputBuffer = in_surf->input_surface;
2178         pic_params.bufferFmt = in_surf->format;
2179         pic_params.inputWidth = in_surf->width;
2180         pic_params.inputHeight = in_surf->height;
2181         pic_params.inputPitch = in_surf->pitch;
2182         pic_params.outputBitstream = in_surf->output_surface;
2183
2184         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
2185             if (frame->top_field_first)
2186                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
2187             else
2188                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
2189         } else {
2190             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
2191         }
2192
2193         if (ctx->forced_idr >= 0 && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
2194             pic_params.encodePicFlags =
2195                 ctx->forced_idr ? NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEIDR : NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEINTRA;
2196         } else {
2197             pic_params.encodePicFlags = 0;
2198         }
2199
2200         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
2201
2202         if (ctx->a53_cc && av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_A53_CC)) {
2203             void *a53_data = NULL;
2204             size_t a53_size = 0;
2205
2206             if (ff_alloc_a53_sei(frame, 0, (void**)&a53_data, &a53_size) < 0) {
2207                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory for closed captions, skipping\n");
2208             }
2209
2210             if (a53_data) {
2211                 sei_data[sei_count].payloadSize = (uint32_t)a53_size;
2212                 sei_data[sei_count].payloadType = 4;
2213                 sei_data[sei_count].payload = (uint8_t*)a53_data;
2214                 sei_count ++;
2215             }
2216         }
2217
2218         if (ctx->s12m_tc && av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_S12M_TIMECODE)) {
2219             void *tc_data = NULL;
2220             size_t tc_size = 0;
2221
2222             if (ff_alloc_timecode_sei(frame, 0, (void**)&tc_data, &tc_size) < 0) {
2223                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory for timecode sei, skipping\n");
2224             }
2225
2226             if (tc_data) {
2227                 sei_data[sei_count].payloadSize = (uint32_t)tc_size;
2228                 sei_data[sei_count].payloadType = HEVC_SEI_TYPE_TIME_CODE;
2229                 sei_data[sei_count].payload = (uint8_t*)tc_data;
2230                 sei_count ++;
2231             }
2232         }
2233
2234         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params, sei_data, sei_count);
2235     } else {
2236         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
2237     }
2238
2239     res = nvenc_push_context(avctx);
2240     if (res < 0)
2241         return res;
2242
2243     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
2244
2245     for ( i = 0; i < sei_count; i++)
2246         av_freep(&sei_data[i].payload);
2247
2248     res = nvenc_pop_context(avctx);
2249     if (res < 0)
2250         return res;
2251
2252     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS &&
2253         nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
2254         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "EncodePicture failed!");
2255
2256     if (frame && frame->buf[0]) {
2257         av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_queue, &in_surf, sizeof(in_surf), NULL);
2258         timestamp_queue_enqueue(ctx->timestamp_list, frame->pts);
2259     }
2260
2261     /* all the pending buffers are now ready for output */
2262     if (nv_status == NV_ENC_SUCCESS) {
2263         while (av_fifo_size(ctx->output_surface_queue) > 0) {
2264             av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2265             av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2266         }
2267     }
2268
2269     return 0;
2270 }
2271
2272 int ff_nvenc_receive_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt)
2273 {
2274     NvencSurface *tmp_out_surf;
2275     int res, res2;
2276
2277     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2278
2279     AVFrame *frame = ctx->frame;
2280
2281     if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
2282         return AVERROR(EINVAL);
2283
2284     if (!frame->buf[0]) {
2285         res = ff_encode_get_frame(avctx, frame);
2286         if (res < 0 && res != AVERROR_EOF)
2287             return res;
2288     }
2289
2290     res = nvenc_send_frame(avctx, frame);
2291     if (res < 0) {
2292         if (res != AVERROR(EAGAIN))
2293             return res;
2294     } else
2295         av_frame_unref(frame);
2296
2297     if (output_ready(avctx, avctx->internal->draining)) {
2298         av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2299
2300         res = nvenc_push_context(avctx);
2301         if (res < 0)
2302             return res;
2303
2304         res = process_output_surface(avctx, pkt, tmp_out_surf);
2305
2306         res2 = nvenc_pop_context(avctx);
2307         if (res2 < 0)
2308             return res2;
2309
2310         if (res)
2311             return res;
2312
2313         av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2314     } else if (avctx->internal->draining) {
2315         return AVERROR_EOF;
2316     } else {
2317         return AVERROR(EAGAIN);
2318     }
2319
2320     return 0;
2321 }
2322
2323 av_cold void ff_nvenc_encode_flush(AVCodecContext *avctx)
2324 {
2325     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2326
2327     nvenc_send_frame(avctx, NULL);
2328     av_fifo_reset(ctx->timestamp_list);
2329 }