]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/qsvenc.c
Merge commit '8629149816930a43bf5a66b11c6224446cabd044'
[ffmpeg] / libavcodec / qsvenc.c
1 /*
2  * Intel MediaSDK QSV encoder utility functions
3  *
4  * copyright (c) 2013 Yukinori Yamazoe
5  * copyright (c) 2015 Anton Khirnov
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <string.h>
25 #include <sys/types.h>
26 #include <mfx/mfxvideo.h>
27
28 #include "libavutil/common.h"
29 #include "libavutil/hwcontext.h"
30 #include "libavutil/hwcontext_qsv.h"
31 #include "libavutil/mem.h"
32 #include "libavutil/log.h"
33 #include "libavutil/time.h"
34 #include "libavutil/imgutils.h"
35 #include "libavcodec/bytestream.h"
36
37 #include "avcodec.h"
38 #include "internal.h"
39 #include "qsv.h"
40 #include "qsv_internal.h"
41 #include "qsvenc.h"
42
43 static const struct {
44     mfxU16 profile;
45     const char *name;
46 } profile_names[] = {
47     { MFX_PROFILE_AVC_BASELINE,                 "baseline"              },
48     { MFX_PROFILE_AVC_MAIN,                     "main"                  },
49     { MFX_PROFILE_AVC_EXTENDED,                 "extended"              },
50     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH,                     "high"                  },
51 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 15)
52     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH_422,                 "high 422"              },
53 #endif
54 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 4)
55     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE,     "constrained baseline"  },
56     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH,         "constrained high"      },
57     { MFX_PROFILE_AVC_PROGRESSIVE_HIGH,         "progressive high"      },
58 #endif
59     { MFX_PROFILE_MPEG2_SIMPLE,                 "simple"                },
60     { MFX_PROFILE_MPEG2_MAIN,                   "main"                  },
61     { MFX_PROFILE_MPEG2_HIGH,                   "high"                  },
62     { MFX_PROFILE_VC1_SIMPLE,                   "simple"                },
63     { MFX_PROFILE_VC1_MAIN,                     "main"                  },
64     { MFX_PROFILE_VC1_ADVANCED,                 "advanced"              },
65 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
66     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN,                    "main"                  },
67     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10,                  "main10"                },
68     { MFX_PROFILE_HEVC_MAINSP,                  "mainsp"                },
69 #endif
70 };
71
72 static const char *print_profile(mfxU16 profile)
73 {
74     int i;
75     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(profile_names); i++)
76         if (profile == profile_names[i].profile)
77             return profile_names[i].name;
78     return "unknown";
79 }
80
81 static const struct {
82     mfxU16      rc_mode;
83     const char *name;
84 } rc_names[] = {
85     { MFX_RATECONTROL_CBR,     "CBR" },
86     { MFX_RATECONTROL_VBR,     "VBR" },
87     { MFX_RATECONTROL_CQP,     "CQP" },
88 #if QSV_HAVE_AVBR
89     { MFX_RATECONTROL_AVBR,    "AVBR" },
90 #endif
91 #if QSV_HAVE_LA
92     { MFX_RATECONTROL_LA,      "LA" },
93 #endif
94 #if QSV_HAVE_ICQ
95     { MFX_RATECONTROL_ICQ,     "ICQ" },
96     { MFX_RATECONTROL_LA_ICQ,  "LA_ICQ" },
97 #endif
98 #if QSV_HAVE_VCM
99     { MFX_RATECONTROL_VCM,     "VCM" },
100 #endif
101 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 10)
102     { MFX_RATECONTROL_LA_EXT,  "LA_EXT" },
103 #endif
104 #if QSV_HAVE_LA_HRD
105     { MFX_RATECONTROL_LA_HRD,  "LA_HRD" },
106 #endif
107 #if QSV_HAVE_QVBR
108     { MFX_RATECONTROL_QVBR,    "QVBR" },
109 #endif
110 };
111
112 static const char *print_ratecontrol(mfxU16 rc_mode)
113 {
114     int i;
115     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(rc_names); i++)
116         if (rc_mode == rc_names[i].rc_mode)
117             return rc_names[i].name;
118     return "unknown";
119 }
120
121 static const char *print_threestate(mfxU16 val)
122 {
123     if (val == MFX_CODINGOPTION_ON)
124         return "ON";
125     else if (val == MFX_CODINGOPTION_OFF)
126         return "OFF";
127     return "unknown";
128 }
129
130 static void dump_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
131                              mfxExtBuffer **coding_opts)
132 {
133     mfxInfoMFX *info = &q->param.mfx;
134
135     mfxExtCodingOption   *co = (mfxExtCodingOption*)coding_opts[0];
136 #if QSV_HAVE_CO2
137     mfxExtCodingOption2 *co2 = (mfxExtCodingOption2*)coding_opts[1];
138 #endif
139 #if QSV_HAVE_CO3
140     mfxExtCodingOption3 *co3 = (mfxExtCodingOption3*)coding_opts[2];
141 #endif
142
143     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "profile: %s; level: %"PRIu16"\n",
144            print_profile(info->CodecProfile), info->CodecLevel);
145
146     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "GopPicSize: %"PRIu16"; GopRefDist: %"PRIu16"; GopOptFlag: ",
147            info->GopPicSize, info->GopRefDist);
148     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_CLOSED)
149         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "closed ");
150     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_STRICT)
151         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "strict ");
152     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "; IdrInterval: %"PRIu16"\n", info->IdrInterval);
153
154     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "TargetUsage: %"PRIu16"; RateControlMethod: %s\n",
155            info->TargetUsage, print_ratecontrol(info->RateControlMethod));
156
157     if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CBR ||
158         info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VBR
159 #if QSV_HAVE_VCM
160         || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VCM
161 #endif
162         ) {
163         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
164                "BufferSizeInKB: %"PRIu16"; InitialDelayInKB: %"PRIu16"; TargetKbps: %"PRIu16"; MaxKbps: %"PRIu16"; BRCParamMultiplier: %"PRIu16"\n",
165                info->BufferSizeInKB, info->InitialDelayInKB, info->TargetKbps, info->MaxKbps, info->BRCParamMultiplier);
166     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CQP) {
167         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QPI: %"PRIu16"; QPP: %"PRIu16"; QPB: %"PRIu16"\n",
168                info->QPI, info->QPP, info->QPB);
169     }
170 #if QSV_HAVE_AVBR
171     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_AVBR) {
172         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
173                "TargetKbps: %"PRIu16"; Accuracy: %"PRIu16"; Convergence: %"PRIu16"; BRCParamMultiplier: %"PRIu16"\n",
174                info->TargetKbps, info->Accuracy, info->Convergence, info->BRCParamMultiplier);
175     }
176 #endif
177 #if QSV_HAVE_LA
178     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA
179 #if QSV_HAVE_LA_HRD
180              || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_HRD
181 #endif
182              ) {
183         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
184                "TargetKbps: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"; BRCParamMultiplier: %"PRIu16"\n",
185                info->TargetKbps, co2->LookAheadDepth, info->BRCParamMultiplier);
186     }
187 #endif
188 #if QSV_HAVE_ICQ
189     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_ICQ) {
190         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"\n", info->ICQQuality);
191     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_ICQ) {
192         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
193                info->ICQQuality, co2->LookAheadDepth);
194     }
195 #endif
196 #if QSV_HAVE_QVBR
197     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR) {
198         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QVBRQuality: %"PRIu16"\n",
199                co3->QVBRQuality);
200     }
201 #endif
202     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "NumSlice: %"PRIu16"; NumRefFrame: %"PRIu16"\n",
203            info->NumSlice, info->NumRefFrame);
204     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RateDistortionOpt: %s\n",
205            print_threestate(co->RateDistortionOpt));
206
207 #if QSV_HAVE_CO2
208     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
209            "RecoveryPointSEI: %s IntRefType: %"PRIu16"; IntRefCycleSize: %"PRIu16"; IntRefQPDelta: %"PRId16"\n",
210            print_threestate(co->RecoveryPointSEI), co2->IntRefType, co2->IntRefCycleSize, co2->IntRefQPDelta);
211
212     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxFrameSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxFrameSize);
213 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
214     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxSliceSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxSliceSize);
215 #endif
216     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
217
218     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
219            "BitrateLimit: %s; MBBRC: %s; ExtBRC: %s\n",
220            print_threestate(co2->BitrateLimit), print_threestate(co2->MBBRC),
221            print_threestate(co2->ExtBRC));
222
223 #if QSV_HAVE_TRELLIS
224     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Trellis: ");
225     if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_OFF) {
226         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");
227     } else if (!co2->Trellis) {
228         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");
229     } else {
230         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_I) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "I");
231         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_P) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "P");
232         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_B) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "B");
233     }
234     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
235 #endif
236
237 #if QSV_HAVE_VDENC
238     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "VDENC: %s\n", print_threestate(info->LowPower));
239 #endif
240
241 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
242     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
243            "RepeatPPS: %s; NumMbPerSlice: %"PRIu16"; LookAheadDS: ",
244            print_threestate(co2->RepeatPPS), co2->NumMbPerSlice);
245     switch (co2->LookAheadDS) {
246     case MFX_LOOKAHEAD_DS_OFF: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");     break;
247     case MFX_LOOKAHEAD_DS_2x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "2x");      break;
248     case MFX_LOOKAHEAD_DS_4x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "4x");      break;
249     default:                   av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "unknown"); break;
250     }
251     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
252
253     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AdaptiveI: %s; AdaptiveB: %s; BRefType: ",
254            print_threestate(co2->AdaptiveI), print_threestate(co2->AdaptiveB));
255     switch (co2->BRefType) {
256     case MFX_B_REF_OFF:     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");       break;
257     case MFX_B_REF_PYRAMID: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "pyramid");   break;
258     default:                av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");      break;
259     }
260     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
261 #endif
262
263 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
264     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
265            "MinQPI: %"PRIu8"; MaxQPI: %"PRIu8"; MinQPP: %"PRIu8"; MaxQPP: %"PRIu8"; MinQPB: %"PRIu8"; MaxQPB: %"PRIu8"\n",
266            co2->MinQPI, co2->MaxQPI, co2->MinQPP, co2->MaxQPP, co2->MinQPB, co2->MaxQPB);
267 #endif
268 #endif
269
270     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
271         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Entropy coding: %s; MaxDecFrameBuffering: %"PRIu16"\n",
272                co->CAVLC == MFX_CODINGOPTION_ON ? "CAVLC" : "CABAC", co->MaxDecFrameBuffering);
273         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
274                "NalHrdConformance: %s; SingleSeiNalUnit: %s; VuiVclHrdParameters: %s VuiNalHrdParameters: %s\n",
275                print_threestate(co->NalHrdConformance), print_threestate(co->SingleSeiNalUnit),
276                print_threestate(co->VuiVclHrdParameters), print_threestate(co->VuiNalHrdParameters));
277     }
278
279     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "FrameRateExtD: %"PRIu32"; FrameRateExtN: %"PRIu32" \n",
280            info->FrameInfo.FrameRateExtD, info->FrameInfo.FrameRateExtN);
281
282 }
283
284 static int select_rc_mode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
285 {
286     const char *rc_desc;
287     mfxU16      rc_mode;
288
289     int want_la     = q->look_ahead;
290     int want_qscale = !!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE);
291     int want_vcm    = q->vcm;
292
293     if (want_la && !QSV_HAVE_LA) {
294         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
295                "Lookahead ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
296         return AVERROR(ENOSYS);
297     }
298     if (want_vcm && !QSV_HAVE_VCM) {
299         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
300                "VCM ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
301         return AVERROR(ENOSYS);
302     }
303
304     if (want_la + want_qscale + want_vcm > 1) {
305         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
306                "More than one of: { constant qscale, lookahead, VCM } requested, "
307                "only one of them can be used at a time.\n");
308         return AVERROR(EINVAL);
309     }
310
311     if (!want_qscale && avctx->global_quality > 0 && !QSV_HAVE_ICQ){
312         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
313                "ICQ ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
314         return AVERROR(ENOSYS);
315     }
316
317     if (want_qscale) {
318         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CQP;
319         rc_desc = "constant quantization parameter (CQP)";
320     }
321 #if QSV_HAVE_VCM
322     else if (want_vcm) {
323         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VCM;
324         rc_desc = "video conferencing mode (VCM)";
325     }
326 #endif
327 #if QSV_HAVE_LA
328     else if (want_la) {
329         rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA;
330         rc_desc = "VBR with lookahead (LA)";
331
332 #if QSV_HAVE_ICQ
333         if (avctx->global_quality > 0) {
334             rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA_ICQ;
335             rc_desc = "intelligent constant quality with lookahead (LA_ICQ)";
336         }
337 #endif
338     }
339 #endif
340 #if QSV_HAVE_ICQ
341     else if (avctx->global_quality > 0 && !avctx->rc_max_rate) {
342         rc_mode = MFX_RATECONTROL_ICQ;
343         rc_desc = "intelligent constant quality (ICQ)";
344     }
345 #endif
346     else if (avctx->rc_max_rate == avctx->bit_rate) {
347         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CBR;
348         rc_desc = "constant bitrate (CBR)";
349     }
350 #if QSV_HAVE_AVBR
351     else if (!avctx->rc_max_rate) {
352         rc_mode = MFX_RATECONTROL_AVBR;
353         rc_desc = "average variable bitrate (AVBR)";
354     }
355 #endif
356 #if QSV_HAVE_QVBR
357     else if (avctx->global_quality > 0) {
358         rc_mode = MFX_RATECONTROL_QVBR;
359         rc_desc = "constant quality with VBR algorithm (QVBR)";
360     }
361 #endif
362     else {
363         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VBR;
364         rc_desc = "variable bitrate (VBR)";
365     }
366
367     q->param.mfx.RateControlMethod = rc_mode;
368     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using the %s ratecontrol method\n", rc_desc);
369
370     return 0;
371 }
372
373 static int check_enc_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
374 {
375     mfxVideoParam param_out = { .mfx.CodecId = q->param.mfx.CodecId };
376     mfxStatus ret;
377
378 #define UNMATCH(x) (param_out.mfx.x != q->param.mfx.x)
379
380     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &param_out);
381
382     if (ret < 0) {
383         if (UNMATCH(CodecId))
384             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Current codec type is unsupported\n");
385         if (UNMATCH(CodecProfile))
386             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Current profile is unsupported\n");
387         if (UNMATCH(RateControlMethod))
388             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Selected ratecontrol mode is unsupported\n");
389         if (UNMATCH(LowPower))
390               av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Low power mode is unsupported\n");
391         if (UNMATCH(FrameInfo.FrameRateExtN) || UNMATCH(FrameInfo.FrameRateExtD))
392               av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Current frame rate is unsupported\n");
393         if (UNMATCH(FrameInfo.PicStruct))
394               av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Current picture structure is unsupported\n");
395         if (UNMATCH(FrameInfo.Width) || UNMATCH(FrameInfo.Height))
396               av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Current resolution is unsupported\n");
397         if (UNMATCH(FrameInfo.FourCC))
398               av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Current pixel format is unsupported\n");
399         return 0;
400     }
401     return 1;
402 }
403
404 static int init_video_param_jpeg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
405 {
406     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
407                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
408     const AVPixFmtDescriptor *desc;
409     int ret;
410
411     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
412     if (ret < 0)
413         return AVERROR_BUG;
414     q->param.mfx.CodecId = ret;
415
416     if (avctx->level > 0)
417         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
418     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
419
420     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
421     if (!desc)
422         return AVERROR_BUG;
423
424     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
425
426     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
427     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
428     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
429     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
430     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
431     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
432     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
433     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
434     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
435     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
436
437     q->param.mfx.FrameInfo.Width  = FFALIGN(avctx->width, 16);
438     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, 16);
439
440     if (avctx->hw_frames_ctx) {
441         AVHWFramesContext *frames_ctx    = (AVHWFramesContext *)avctx->hw_frames_ctx->data;
442         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
443         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
444         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
445     }
446
447     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
448         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
449         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
450     } else {
451         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
452         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
453     }
454
455     q->param.mfx.Interleaved          = 1;
456     q->param.mfx.Quality              = av_clip(avctx->global_quality, 1, 100);
457     q->param.mfx.RestartInterval      = 0;
458
459     return 0;
460 }
461
462 static int init_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
463 {
464     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
465                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
466     const AVPixFmtDescriptor *desc;
467     float quant;
468     int target_bitrate_kbps, max_bitrate_kbps, brc_param_multiplier;
469     int buffer_size_in_kilobytes, initial_delay_in_kilobytes;
470     int ret;
471     mfxVersion ver;
472
473     ret = MFXQueryVersion(q->session,&ver);
474     if (ret != MFX_ERR_NONE) {
475         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting the session handle\n");
476         return AVERROR_UNKNOWN;
477     }
478
479     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
480     if (ret < 0)
481         return AVERROR_BUG;
482     q->param.mfx.CodecId = ret;
483
484     if (avctx->level > 0)
485         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
486
487     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT) {
488         avctx->compression_level = q->preset;
489     } else if (avctx->compression_level >= 0) {
490         if (avctx->compression_level > MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED) {
491             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid compression level: "
492                     "valid range is 0-%d, using %d instead\n",
493                     MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED, MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED);
494             avctx->compression_level = MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED;
495         }
496     }
497
498 #if QSV_HAVE_VDENC
499     q->param.mfx.LowPower           = q->low_power ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
500 #endif
501     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
502     q->param.mfx.TargetUsage        = avctx->compression_level;
503     q->param.mfx.GopPicSize         = FFMAX(0, avctx->gop_size);
504     q->param.mfx.GopRefDist         = FFMAX(-1, avctx->max_b_frames) + 1;
505     q->param.mfx.GopOptFlag         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP ?
506                                       MFX_GOP_CLOSED : 0;
507     q->param.mfx.IdrInterval        = q->idr_interval;
508     q->param.mfx.NumSlice           = avctx->slices;
509     q->param.mfx.NumRefFrame        = FFMAX(0, avctx->refs);
510     q->param.mfx.EncodedOrder       = 0;
511     q->param.mfx.BufferSizeInKB     = 0;
512
513     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
514     if (!desc)
515         return AVERROR_BUG;
516
517     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
518
519     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
520     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
521     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
522     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
523     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
524     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
525     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
526     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
527     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
528     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
529
530     // If the minor version is greater than or equal to 19,
531     // then can use the same alignment settings as H.264 for HEVC
532     q->width_align = (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC ||
533                       QSV_RUNTIME_VERSION_ATLEAST(ver, 1, 19)) ? 16 : 32;
534     q->param.mfx.FrameInfo.Width = FFALIGN(avctx->width, q->width_align);
535
536     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
537         // it is important that PicStruct be setup correctly from the
538         // start--otherwise, encoding doesn't work and results in a bunch
539         // of incompatible video parameter errors
540         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
541         // height alignment always must be 32 for interlaced video
542         q->height_align = 32;
543     } else {
544         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
545         // for progressive video, the height should be aligned to 16 for
546         // H.264.  For HEVC, depending on the version of MFX, it should be
547         // either 32 or 16.  The lower number is better if possible.
548         q->height_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
549     }
550     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, q->height_align);
551
552     if (avctx->hw_frames_ctx) {
553         AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
554         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
555         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
556         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
557     }
558
559     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
560         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
561         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
562     } else {
563         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
564         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
565     }
566
567     ret = select_rc_mode(avctx, q);
568     if (ret < 0)
569         return ret;
570
571     //libmfx BRC parameters are 16 bits thus maybe overflow, then BRCParamMultiplier is needed
572     buffer_size_in_kilobytes   = avctx->rc_buffer_size / 8000;
573     initial_delay_in_kilobytes = avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
574     target_bitrate_kbps        = avctx->bit_rate / 1000;
575     max_bitrate_kbps           = avctx->rc_max_rate / 1000;
576     brc_param_multiplier       = (FFMAX(FFMAX3(target_bitrate_kbps, max_bitrate_kbps, buffer_size_in_kilobytes),
577                                   initial_delay_in_kilobytes) + 0x10000) / 0x10000;
578
579     switch (q->param.mfx.RateControlMethod) {
580     case MFX_RATECONTROL_CBR:
581     case MFX_RATECONTROL_VBR:
582 #if QSV_HAVE_VCM
583     case MFX_RATECONTROL_VCM:
584 #endif
585 #if QSV_HAVE_QVBR
586     case MFX_RATECONTROL_QVBR:
587 #endif
588         q->param.mfx.BufferSizeInKB   = buffer_size_in_kilobytes / brc_param_multiplier;
589         q->param.mfx.InitialDelayInKB = initial_delay_in_kilobytes / brc_param_multiplier;
590         q->param.mfx.TargetKbps       = target_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
591         q->param.mfx.MaxKbps          = max_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
592         q->param.mfx.BRCParamMultiplier = brc_param_multiplier;
593 #if QSV_HAVE_QVBR
594         if (q->param.mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR)
595             q->extco3.QVBRQuality = av_clip(avctx->global_quality, 0, 51);
596 #endif
597         break;
598     case MFX_RATECONTROL_CQP:
599         quant = avctx->global_quality / FF_QP2LAMBDA;
600
601         q->param.mfx.QPI = av_clip(quant * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
602         q->param.mfx.QPP = av_clip(quant, 0, 51);
603         q->param.mfx.QPB = av_clip(quant * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
604
605         break;
606 #if QSV_HAVE_AVBR
607     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
608         q->param.mfx.TargetKbps  = target_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
609         q->param.mfx.Convergence = q->avbr_convergence;
610         q->param.mfx.Accuracy    = q->avbr_accuracy;
611         q->param.mfx.BRCParamMultiplier = brc_param_multiplier;
612         break;
613 #endif
614 #if QSV_HAVE_LA
615     case MFX_RATECONTROL_LA:
616         q->param.mfx.TargetKbps  = target_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
617         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
618         q->param.mfx.BRCParamMultiplier = brc_param_multiplier;
619         break;
620 #if QSV_HAVE_ICQ
621     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
622         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
623     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
624         q->param.mfx.ICQQuality  = avctx->global_quality;
625         break;
626 #endif
627 #endif
628     }
629
630     // the HEVC encoder plugin currently fails if coding options
631     // are provided
632     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC) {
633         q->extco.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
634         q->extco.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco);
635
636         q->extco.PicTimingSEI         = q->pic_timing_sei ?
637                                         MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
638
639         if (q->rdo >= 0)
640             q->extco.RateDistortionOpt = q->rdo > 0 ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
641
642         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
643 #if FF_API_CODER_TYPE
644 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
645             if (avctx->coder_type >= 0)
646                 q->cavlc = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_VLC;
647 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
648 #endif
649             q->extco.CAVLC = q->cavlc ? MFX_CODINGOPTION_ON
650                                       : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
651
652             if (avctx->strict_std_compliance != FF_COMPLIANCE_NORMAL)
653                 q->extco.NalHrdConformance = avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_NORMAL ?
654                                              MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
655
656             if (q->single_sei_nal_unit >= 0)
657                 q->extco.SingleSeiNalUnit = q->single_sei_nal_unit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
658             if (q->recovery_point_sei >= 0)
659                 q->extco.RecoveryPointSEI = q->recovery_point_sei ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
660             q->extco.MaxDecFrameBuffering = q->max_dec_frame_buffering;
661             q->extco.AUDelimiter          = q->aud ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
662         }
663
664         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco;
665
666         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
667 #if QSV_HAVE_CO2
668             q->extco2.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
669             q->extco2.Header.BufferSz     = sizeof(q->extco2);
670
671             if (q->int_ref_type >= 0)
672                 q->extco2.IntRefType = q->int_ref_type;
673             if (q->int_ref_cycle_size >= 0)
674                 q->extco2.IntRefCycleSize = q->int_ref_cycle_size;
675             if (q->int_ref_qp_delta != INT16_MIN)
676                 q->extco2.IntRefQPDelta = q->int_ref_qp_delta;
677
678             if (q->bitrate_limit >= 0)
679                 q->extco2.BitrateLimit = q->bitrate_limit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
680             if (q->mbbrc >= 0)
681                 q->extco2.MBBRC = q->mbbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
682             if (q->extbrc >= 0)
683                 q->extco2.ExtBRC = q->extbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
684
685             if (q->max_frame_size >= 0)
686                 q->extco2.MaxFrameSize = q->max_frame_size;
687 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
688             if (q->max_slice_size >= 0)
689                 q->extco2.MaxSliceSize = q->max_slice_size;
690 #endif
691
692 #if QSV_HAVE_TRELLIS
693             q->extco2.Trellis = q->trellis;
694 #endif
695
696 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
697             q->extco2.LookAheadDS = q->look_ahead_downsampling;
698             q->extco2.RepeatPPS   = q->repeat_pps ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
699
700 #if FF_API_PRIVATE_OPT
701 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
702             if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
703                 q->b_strategy = avctx->b_frame_strategy;
704 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
705 #endif
706             if (q->b_strategy >= 0)
707                 q->extco2.BRefType = q->b_strategy ? MFX_B_REF_PYRAMID : MFX_B_REF_OFF;
708             if (q->adaptive_i >= 0)
709                 q->extco2.AdaptiveI = q->adaptive_i ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
710             if (q->adaptive_b >= 0)
711                 q->extco2.AdaptiveB = q->adaptive_b ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
712 #endif
713
714 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
715             if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0 && avctx->qmin > avctx->qmax) {
716                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "qmin and or qmax are set but invalid, please make sure min <= max\n");
717                 return AVERROR(EINVAL);
718             }
719             if (avctx->qmin >= 0) {
720                 q->extco2.MinQPI = avctx->qmin > 51 ? 51 : avctx->qmin;
721                 q->extco2.MinQPP = q->extco2.MinQPB = q->extco2.MinQPI;
722             }
723             if (avctx->qmax >= 0) {
724                 q->extco2.MaxQPI = avctx->qmax > 51 ? 51 : avctx->qmax;
725                 q->extco2.MaxQPP = q->extco2.MaxQPB = q->extco2.MaxQPI;
726             }
727 #endif
728             q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco2;
729 #endif
730
731 #if QSV_HAVE_MF
732             if (QSV_RUNTIME_VERSION_ATLEAST(ver, 1, 25)) {
733                 q->extmfp.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_MULTI_FRAME_PARAM;
734                 q->extmfp.Header.BufferSz     = sizeof(q->extmfp);
735
736                 q->extmfp.MFMode = q->mfmode;
737                 av_log(avctx,AV_LOG_VERBOSE,"MFMode:%d\n", q->extmfp.MFMode);
738                 q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extmfp;
739             }
740 #endif
741         }
742 #if QSV_HAVE_CO3
743         q->extco3.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3;
744         q->extco3.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco3);
745         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco3;
746 #endif
747     }
748
749     if (!check_enc_param(avctx,q)) {
750         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
751                "some encoding parameters are not supported by the QSV "
752                "runtime. Please double check the input parameters.\n");
753         return AVERROR(ENOSYS);
754     }
755
756     return 0;
757 }
758
759 static int qsv_retrieve_enc_jpeg_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
760 {
761     int ret = 0;
762
763     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
764     if (ret < 0)
765         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
766                                   "Error calling GetVideoParam");
767
768     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * q->param.mfx.BRCParamMultiplier * 1000;
769
770     // for qsv mjpeg the return value maybe 0 so alloc the buffer
771     if (q->packet_size == 0)
772         q->packet_size = q->param.mfx.FrameInfo.Height * q->param.mfx.FrameInfo.Width * 4;
773
774     return 0;
775 }
776
777 static int qsv_retrieve_enc_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
778 {
779     AVCPBProperties *cpb_props;
780
781     uint8_t sps_buf[128];
782     uint8_t pps_buf[128];
783
784     mfxExtCodingOptionSPSPPS extradata = {
785         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS,
786         .Header.BufferSz = sizeof(extradata),
787         .SPSBuffer = sps_buf, .SPSBufSize = sizeof(sps_buf),
788         .PPSBuffer = pps_buf, .PPSBufSize = sizeof(pps_buf)
789     };
790
791     mfxExtCodingOption co = {
792         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION,
793         .Header.BufferSz = sizeof(co),
794     };
795 #if QSV_HAVE_CO2
796     mfxExtCodingOption2 co2 = {
797         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2,
798         .Header.BufferSz = sizeof(co2),
799     };
800 #endif
801 #if QSV_HAVE_CO3
802     mfxExtCodingOption3 co3 = {
803         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3,
804         .Header.BufferSz = sizeof(co3),
805     };
806 #endif
807
808     mfxExtBuffer *ext_buffers[] = {
809         (mfxExtBuffer*)&extradata,
810         (mfxExtBuffer*)&co,
811 #if QSV_HAVE_CO2
812         (mfxExtBuffer*)&co2,
813 #endif
814 #if QSV_HAVE_CO3
815         (mfxExtBuffer*)&co3,
816 #endif
817     };
818
819     int need_pps = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
820     int ret;
821
822     q->param.ExtParam    = ext_buffers;
823     q->param.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(ext_buffers);
824
825     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
826     if (ret < 0)
827         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
828                                   "Error calling GetVideoParam");
829
830     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * q->param.mfx.BRCParamMultiplier * 1000;
831
832     if (!extradata.SPSBufSize || (need_pps && !extradata.PPSBufSize)) {
833         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx.\n");
834         return AVERROR_UNKNOWN;
835     }
836
837     avctx->extradata = av_malloc(extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize +
838                                  AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
839     if (!avctx->extradata)
840         return AVERROR(ENOMEM);
841
842     memcpy(avctx->extradata,                        sps_buf, extradata.SPSBufSize);
843     if (need_pps)
844         memcpy(avctx->extradata + extradata.SPSBufSize, pps_buf, extradata.PPSBufSize);
845     avctx->extradata_size = extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize;
846     memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
847
848     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
849     if (!cpb_props)
850         return AVERROR(ENOMEM);
851     cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
852     cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
853     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
854     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
855
856     dump_video_param(avctx, q, ext_buffers + 1);
857
858     return 0;
859 }
860
861 static int qsv_init_opaque_alloc(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
862 {
863     AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
864     mfxFrameSurface1 *surfaces;
865     int nb_surfaces, i;
866
867     nb_surfaces = qsv->nb_opaque_surfaces + q->req.NumFrameSuggested;
868
869     q->opaque_alloc_buf = av_buffer_allocz(sizeof(*surfaces) * nb_surfaces);
870     if (!q->opaque_alloc_buf)
871         return AVERROR(ENOMEM);
872
873     q->opaque_surfaces = av_malloc_array(nb_surfaces, sizeof(*q->opaque_surfaces));
874     if (!q->opaque_surfaces)
875         return AVERROR(ENOMEM);
876
877     surfaces = (mfxFrameSurface1*)q->opaque_alloc_buf->data;
878     for (i = 0; i < nb_surfaces; i++) {
879         surfaces[i].Info      = q->req.Info;
880         q->opaque_surfaces[i] = surfaces + i;
881     }
882
883     q->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
884     q->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(q->opaque_alloc);
885     q->opaque_alloc.In.Surfaces     = q->opaque_surfaces;
886     q->opaque_alloc.In.NumSurface   = nb_surfaces;
887     q->opaque_alloc.In.Type         = q->req.Type;
888
889     q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->opaque_alloc;
890
891     qsv->nb_opaque_surfaces = nb_surfaces;
892     qsv->opaque_surfaces    = q->opaque_alloc_buf;
893     qsv->opaque_alloc_type  = q->req.Type;
894
895     return 0;
896 }
897
898 static int qsvenc_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
899 {
900     int ret;
901
902     if (avctx->hwaccel_context) {
903         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
904         q->session = qsv->session;
905     } else if (avctx->hw_frames_ctx) {
906         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
907         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
908             return AVERROR(ENOMEM);
909
910         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
911                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
912                                          q->param.IOPattern == MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY);
913         if (ret < 0) {
914             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
915             return ret;
916         }
917
918         q->session = q->internal_session;
919     } else if (avctx->hw_device_ctx) {
920         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
921                                          avctx->hw_device_ctx, q->load_plugins);
922         if (ret < 0)
923             return ret;
924
925         q->session = q->internal_session;
926     } else {
927         ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
928                                            q->load_plugins);
929         if (ret < 0)
930             return ret;
931
932         q->session = q->internal_session;
933     }
934
935     return 0;
936 }
937
938 static inline unsigned int qsv_fifo_item_size(void)
939 {
940     return sizeof(AVPacket) + sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(mfxBitstream*);
941 }
942
943 static inline unsigned int qsv_fifo_size(const AVFifoBuffer* fifo)
944 {
945     return av_fifo_size(fifo)/qsv_fifo_item_size();
946 }
947
948 int ff_qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
949 {
950     int iopattern = 0;
951     int opaque_alloc = 0;
952     int ret;
953
954     q->param.AsyncDepth = q->async_depth;
955
956     q->async_fifo = av_fifo_alloc(q->async_depth * qsv_fifo_item_size());
957     if (!q->async_fifo)
958         return AVERROR(ENOMEM);
959
960     if (avctx->hwaccel_context) {
961         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
962
963         iopattern    = qsv->iopattern;
964         opaque_alloc = qsv->opaque_alloc;
965     }
966
967     if (avctx->hw_frames_ctx) {
968         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
969         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
970
971         if (!iopattern) {
972             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
973                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY;
974             else if (frames_hwctx->frame_type &
975                      (MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET | MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_PROCESSOR_TARGET))
976                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
977         }
978     }
979
980     if (!iopattern)
981         iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_SYSTEM_MEMORY;
982     q->param.IOPattern = iopattern;
983
984     ret = qsvenc_init_session(avctx, q);
985     if (ret < 0)
986         return ret;
987
988     // in the mfxInfoMFX struct, JPEG is different from other codecs
989     switch (avctx->codec_id) {
990     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
991         ret = init_video_param_jpeg(avctx, q);
992         break;
993     default:
994         ret = init_video_param(avctx, q);
995         break;
996     }
997     if (ret < 0)
998         return ret;
999
1000     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &q->param);
1001     if (ret == MFX_WRN_PARTIAL_ACCELERATION) {
1002         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Encoder will work with partial HW acceleration\n");
1003     } else if (ret < 0) {
1004         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
1005                                   "Error querying encoder params");
1006     }
1007
1008     ret = MFXVideoENCODE_QueryIOSurf(q->session, &q->param, &q->req);
1009     if (ret < 0)
1010         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
1011                                   "Error querying (IOSurf) the encoding parameters");
1012
1013     if (opaque_alloc) {
1014         ret = qsv_init_opaque_alloc(avctx, q);
1015         if (ret < 0)
1016             return ret;
1017     }
1018
1019     if (avctx->hwaccel_context) {
1020         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
1021         int i, j;
1022
1023         q->extparam = av_mallocz_array(qsv->nb_ext_buffers + q->nb_extparam_internal,
1024                                        sizeof(*q->extparam));
1025         if (!q->extparam)
1026             return AVERROR(ENOMEM);
1027
1028         q->param.ExtParam = q->extparam;
1029         for (i = 0; i < qsv->nb_ext_buffers; i++)
1030             q->param.ExtParam[i] = qsv->ext_buffers[i];
1031         q->param.NumExtParam = qsv->nb_ext_buffers;
1032
1033         for (i = 0; i < q->nb_extparam_internal; i++) {
1034             for (j = 0; j < qsv->nb_ext_buffers; j++) {
1035                 if (qsv->ext_buffers[j]->BufferId == q->extparam_internal[i]->BufferId)
1036                     break;
1037             }
1038             if (j < qsv->nb_ext_buffers)
1039                 continue;
1040
1041             q->param.ExtParam[q->param.NumExtParam++] = q->extparam_internal[i];
1042         }
1043     } else {
1044         q->param.ExtParam    = q->extparam_internal;
1045         q->param.NumExtParam = q->nb_extparam_internal;
1046     }
1047
1048     ret = MFXVideoENCODE_Init(q->session, &q->param);
1049     if (ret < 0)
1050         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
1051                                   "Error initializing the encoder");
1052     else if (ret > 0)
1053         ff_qsv_print_warning(avctx, ret,
1054                              "Warning in encoder initialization");
1055
1056     switch (avctx->codec_id) {
1057     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
1058         ret = qsv_retrieve_enc_jpeg_params(avctx, q);
1059         break;
1060     default:
1061         ret = qsv_retrieve_enc_params(avctx, q);
1062         break;
1063     }
1064     if (ret < 0) {
1065         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error retrieving encoding parameters.\n");
1066         return ret;
1067     }
1068
1069     q->avctx = avctx;
1070
1071     return 0;
1072 }
1073
1074 static void free_encoder_ctrl_payloads(mfxEncodeCtrl* enc_ctrl)
1075 {
1076     if (enc_ctrl) {
1077         int i;
1078         for (i = 0; i < enc_ctrl->NumPayload && i < QSV_MAX_ENC_PAYLOAD; i++) {
1079             av_free(enc_ctrl->Payload[i]);
1080         }
1081         enc_ctrl->NumPayload = 0;
1082     }
1083 }
1084
1085 static void clear_unused_frames(QSVEncContext *q)
1086 {
1087     QSVFrame *cur = q->work_frames;
1088     while (cur) {
1089         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked) {
1090             free_encoder_ctrl_payloads(&cur->enc_ctrl);
1091             if (cur->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
1092                 av_frame_unref(cur->frame);
1093             }
1094             cur->used = 0;
1095         }
1096         cur = cur->next;
1097     }
1098 }
1099
1100 static int get_free_frame(QSVEncContext *q, QSVFrame **f)
1101 {
1102     QSVFrame *frame, **last;
1103
1104     clear_unused_frames(q);
1105
1106     frame = q->work_frames;
1107     last  = &q->work_frames;
1108     while (frame) {
1109         if (!frame->used) {
1110             *f = frame;
1111             frame->used = 1;
1112             return 0;
1113         }
1114
1115         last  = &frame->next;
1116         frame = frame->next;
1117     }
1118
1119     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
1120     if (!frame)
1121         return AVERROR(ENOMEM);
1122     frame->frame = av_frame_alloc();
1123     if (!frame->frame) {
1124         av_freep(&frame);
1125         return AVERROR(ENOMEM);
1126     }
1127     frame->enc_ctrl.Payload = av_mallocz(sizeof(mfxPayload*) * QSV_MAX_ENC_PAYLOAD);
1128     if (!frame->enc_ctrl.Payload) {
1129         av_freep(&frame);
1130         return AVERROR(ENOMEM);
1131     }
1132     *last = frame;
1133
1134     *f = frame;
1135     frame->used = 1;
1136
1137     return 0;
1138 }
1139
1140 static int submit_frame(QSVEncContext *q, const AVFrame *frame,
1141                         QSVFrame **new_frame)
1142 {
1143     QSVFrame *qf;
1144     int ret;
1145
1146     ret = get_free_frame(q, &qf);
1147     if (ret < 0)
1148         return ret;
1149
1150     if (frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
1151         ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1152         if (ret < 0)
1153             return ret;
1154
1155         qf->surface = *(mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
1156
1157         if (q->frames_ctx.mids) {
1158             ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, qf);
1159             if (ret < 0)
1160                 return ret;
1161
1162             qf->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
1163         }
1164     } else {
1165         /* make a copy if the input is not padded as libmfx requires */
1166         /* and to make allocation continious for data[0]/data[1] */
1167          if ((frame->height & 31 || frame->linesize[0] & (q->width_align - 1)) ||
1168             (frame->data[1] - frame->data[0] != frame->linesize[0] * FFALIGN(qf->frame->height, q->height_align))) {
1169             qf->frame->height = FFALIGN(frame->height, q->height_align);
1170             qf->frame->width  = FFALIGN(frame->width, q->width_align);
1171
1172             qf->frame->format = frame->format;
1173
1174             if (!qf->frame->data[0]) {
1175                 ret = av_frame_get_buffer(qf->frame, q->width_align);
1176                 if (ret < 0)
1177                     return ret;
1178             }
1179
1180             qf->frame->height = frame->height;
1181             qf->frame->width  = frame->width;
1182
1183             ret = av_frame_copy(qf->frame, frame);
1184             if (ret < 0) {
1185                 av_frame_unref(qf->frame);
1186                 return ret;
1187             }
1188         } else {
1189             ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1190             if (ret < 0)
1191                 return ret;
1192         }
1193
1194         qf->surface.Info = q->param.mfx.FrameInfo;
1195
1196         qf->surface.Info.PicStruct =
1197             !frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
1198             frame->top_field_first   ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
1199                                        MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
1200         if (frame->repeat_pict == 1)
1201             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
1202         else if (frame->repeat_pict == 2)
1203             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
1204         else if (frame->repeat_pict == 4)
1205             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
1206
1207         qf->surface.Data.PitchLow  = qf->frame->linesize[0];
1208         qf->surface.Data.Y         = qf->frame->data[0];
1209         qf->surface.Data.UV        = qf->frame->data[1];
1210     }
1211
1212     qf->surface.Data.TimeStamp = av_rescale_q(frame->pts, q->avctx->time_base, (AVRational){1, 90000});
1213
1214     *new_frame = qf;
1215
1216     return 0;
1217 }
1218
1219 static void print_interlace_msg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1220 {
1221     if (q->param.mfx.CodecId == MFX_CODEC_AVC) {
1222         if (q->param.mfx.CodecProfile == MFX_PROFILE_AVC_BASELINE ||
1223             q->param.mfx.CodecLevel < MFX_LEVEL_AVC_21 ||
1224             q->param.mfx.CodecLevel > MFX_LEVEL_AVC_41)
1225             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1226                    "Interlaced coding is supported"
1227                    " at Main/High Profile Level 2.2-4.0\n");
1228     }
1229 }
1230
1231 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1232                         const AVFrame *frame)
1233 {
1234     AVPacket new_pkt = { 0 };
1235     mfxBitstream *bs;
1236 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1237     mfxExtAVCEncodedFrameInfo *enc_info;
1238     mfxExtBuffer **enc_buf;
1239 #endif
1240
1241     mfxFrameSurface1 *surf = NULL;
1242     mfxSyncPoint *sync     = NULL;
1243     QSVFrame *qsv_frame = NULL;
1244     mfxEncodeCtrl* enc_ctrl = NULL;
1245     int ret;
1246
1247     if (frame) {
1248         ret = submit_frame(q, frame, &qsv_frame);
1249         if (ret < 0) {
1250             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error submitting the frame for encoding.\n");
1251             return ret;
1252         }
1253     }
1254     if (qsv_frame) {
1255         surf = &qsv_frame->surface;
1256         enc_ctrl = &qsv_frame->enc_ctrl;
1257         memset(enc_ctrl, 0, sizeof(mfxEncodeCtrl));
1258
1259         if (frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
1260             enc_ctrl->FrameType = MFX_FRAMETYPE_I | MFX_FRAMETYPE_REF;
1261             if (q->forced_idr)
1262                 enc_ctrl->FrameType |= MFX_FRAMETYPE_IDR;
1263         }
1264     }
1265
1266     ret = av_new_packet(&new_pkt, q->packet_size);
1267     if (ret < 0) {
1268         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating the output packet\n");
1269         return ret;
1270     }
1271
1272     bs = av_mallocz(sizeof(*bs));
1273     if (!bs) {
1274         av_packet_unref(&new_pkt);
1275         return AVERROR(ENOMEM);
1276     }
1277     bs->Data      = new_pkt.data;
1278     bs->MaxLength = new_pkt.size;
1279
1280 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1281     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1282         enc_info = av_mallocz(sizeof(*enc_info));
1283         if (!enc_info)
1284             return AVERROR(ENOMEM);
1285
1286         enc_info->Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_ENCODED_FRAME_INFO;
1287         enc_info->Header.BufferSz = sizeof (*enc_info);
1288         bs->NumExtParam = 1;
1289         enc_buf = av_mallocz(sizeof(mfxExtBuffer *));
1290         if (!enc_buf)
1291             return AVERROR(ENOMEM);
1292         enc_buf[0] = (mfxExtBuffer *)enc_info;
1293
1294         bs->ExtParam = enc_buf;
1295     }
1296 #endif
1297
1298     if (q->set_encode_ctrl_cb) {
1299         q->set_encode_ctrl_cb(avctx, frame, &qsv_frame->enc_ctrl);
1300     }
1301
1302     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
1303     if (!sync) {
1304         av_freep(&bs);
1305  #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1306         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1307             av_freep(&enc_info);
1308             av_freep(&enc_buf);
1309         }
1310  #endif
1311         av_packet_unref(&new_pkt);
1312         return AVERROR(ENOMEM);
1313     }
1314
1315     do {
1316         ret = MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync(q->session, enc_ctrl, surf, bs, sync);
1317         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
1318             av_usleep(500);
1319     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1320
1321     if (ret > 0)
1322         ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "Warning during encoding");
1323
1324     if (ret < 0) {
1325         av_packet_unref(&new_pkt);
1326         av_freep(&bs);
1327 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1328         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1329             av_freep(&enc_info);
1330             av_freep(&enc_buf);
1331         }
1332 #endif
1333         av_freep(&sync);
1334         return (ret == MFX_ERR_MORE_DATA) ?
1335                0 : ff_qsv_print_error(avctx, ret, "Error during encoding");
1336     }
1337
1338     if (ret == MFX_WRN_INCOMPATIBLE_VIDEO_PARAM && frame->interlaced_frame)
1339         print_interlace_msg(avctx, q);
1340
1341     if (*sync) {
1342         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1343         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1344         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),    NULL);
1345     } else {
1346         av_freep(&sync);
1347         av_packet_unref(&new_pkt);
1348         av_freep(&bs);
1349 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1350         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1351             av_freep(&enc_info);
1352             av_freep(&enc_buf);
1353         }
1354 #endif
1355     }
1356
1357     return 0;
1358 }
1359
1360 int ff_qsv_encode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1361                   AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet)
1362 {
1363     int ret;
1364
1365     ret = encode_frame(avctx, q, frame);
1366     if (ret < 0)
1367         return ret;
1368
1369     if ((qsv_fifo_size(q->async_fifo) >= q->async_depth) ||
1370         (!frame && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
1371         AVPacket new_pkt;
1372         mfxBitstream *bs;
1373         mfxSyncPoint *sync;
1374 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1375         mfxExtAVCEncodedFrameInfo *enc_info;
1376         mfxExtBuffer **enc_buf;
1377 #endif
1378         enum AVPictureType pict_type;
1379
1380         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1381         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1382         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),      NULL);
1383
1384         do {
1385             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
1386         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1387
1388         new_pkt.dts  = av_rescale_q(bs->DecodeTimeStamp, (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1389         new_pkt.pts  = av_rescale_q(bs->TimeStamp,       (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1390         new_pkt.size = bs->DataLength;
1391
1392         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xIDR) {
1393             new_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1394             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1395         } else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_I || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xI)
1396             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1397         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_P || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xP)
1398             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1399         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_B || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xB)
1400             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1401         else if (bs->FrameType == MFX_FRAMETYPE_UNKNOWN) {
1402             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_NONE;
1403             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown FrameType, set pict_type to AV_PICTURE_TYPE_NONE.\n");
1404         } else {
1405             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid FrameType:%d.\n", bs->FrameType);
1406             return AVERROR_INVALIDDATA;
1407         }
1408
1409 #if FF_API_CODED_FRAME
1410 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1411         avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1412 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1413 #endif
1414
1415 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1416         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1417             enc_buf = bs->ExtParam;
1418             enc_info = (mfxExtAVCEncodedFrameInfo *)(*bs->ExtParam);
1419             ff_side_data_set_encoder_stats(&new_pkt,
1420                 enc_info->QP * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1421             av_freep(&enc_info);
1422             av_freep(&enc_buf);
1423         }
1424 #endif
1425         av_freep(&bs);
1426         av_freep(&sync);
1427
1428         if (pkt->data) {
1429             if (pkt->size < new_pkt.size) {
1430                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Submitted buffer not large enough: %d < %d\n",
1431                        pkt->size, new_pkt.size);
1432                 av_packet_unref(&new_pkt);
1433                 return AVERROR(EINVAL);
1434             }
1435
1436             memcpy(pkt->data, new_pkt.data, new_pkt.size);
1437             pkt->size = new_pkt.size;
1438
1439             ret = av_packet_copy_props(pkt, &new_pkt);
1440             av_packet_unref(&new_pkt);
1441             if (ret < 0)
1442                 return ret;
1443         } else
1444             *pkt = new_pkt;
1445
1446         *got_packet = 1;
1447     }
1448
1449     return 0;
1450 }
1451
1452 int ff_qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1453 {
1454     QSVFrame *cur;
1455
1456     if (q->session)
1457         MFXVideoENCODE_Close(q->session);
1458     if (q->internal_session)
1459         MFXClose(q->internal_session);
1460     q->session          = NULL;
1461     q->internal_session = NULL;
1462
1463     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
1464     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
1465
1466     cur = q->work_frames;
1467     while (cur) {
1468         q->work_frames = cur->next;
1469         av_frame_free(&cur->frame);
1470         av_free(cur->enc_ctrl.Payload);
1471         av_freep(&cur);
1472         cur = q->work_frames;
1473     }
1474
1475     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
1476         AVPacket pkt;
1477         mfxSyncPoint *sync;
1478         mfxBitstream *bs;
1479
1480         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &pkt,  sizeof(pkt),  NULL);
1481         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync, sizeof(sync), NULL);
1482         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,   sizeof(bs),   NULL);
1483
1484         av_freep(&sync);
1485         av_freep(&bs);
1486         av_packet_unref(&pkt);
1487     }
1488     av_fifo_free(q->async_fifo);
1489     q->async_fifo = NULL;
1490
1491     av_freep(&q->opaque_surfaces);
1492     av_buffer_unref(&q->opaque_alloc_buf);
1493
1494     av_freep(&q->extparam);
1495
1496     return 0;
1497 }