]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/qsvenc.c
lavc/qsvenc: make the queried libmfx version easily reused
[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
472     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
473     if (ret < 0)
474         return AVERROR_BUG;
475     q->param.mfx.CodecId = ret;
476
477     if (avctx->level > 0)
478         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
479
480     if (avctx->compression_level == FF_COMPRESSION_DEFAULT) {
481         avctx->compression_level = q->preset;
482     } else if (avctx->compression_level >= 0) {
483         if (avctx->compression_level > MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED) {
484             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid compression level: "
485                     "valid range is 0-%d, using %d instead\n",
486                     MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED, MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED);
487             avctx->compression_level = MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED;
488         }
489     }
490
491 #if QSV_HAVE_VDENC
492     q->param.mfx.LowPower           = q->low_power ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
493 #endif
494     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
495     q->param.mfx.TargetUsage        = avctx->compression_level;
496     q->param.mfx.GopPicSize         = FFMAX(0, avctx->gop_size);
497     q->param.mfx.GopRefDist         = FFMAX(-1, avctx->max_b_frames) + 1;
498     q->param.mfx.GopOptFlag         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP ?
499                                       MFX_GOP_CLOSED : 0;
500     q->param.mfx.IdrInterval        = q->idr_interval;
501     q->param.mfx.NumSlice           = avctx->slices;
502     q->param.mfx.NumRefFrame        = FFMAX(0, avctx->refs);
503     q->param.mfx.EncodedOrder       = 0;
504     q->param.mfx.BufferSizeInKB     = 0;
505
506     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
507     if (!desc)
508         return AVERROR_BUG;
509
510     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
511
512     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
513     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
514     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
515     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
516     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
517     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
518     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
519     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
520     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
521     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
522
523     // If the minor version is greater than or equal to 19,
524     // then can use the same alignment settings as H.264 for HEVC
525     q->width_align = (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC ||
526                       QSV_RUNTIME_VERSION_ATLEAST(q->ver, 1, 19)) ? 16 : 32;
527     q->param.mfx.FrameInfo.Width = FFALIGN(avctx->width, q->width_align);
528
529     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
530         // it is important that PicStruct be setup correctly from the
531         // start--otherwise, encoding doesn't work and results in a bunch
532         // of incompatible video parameter errors
533         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
534         // height alignment always must be 32 for interlaced video
535         q->height_align = 32;
536     } else {
537         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
538         // for progressive video, the height should be aligned to 16 for
539         // H.264.  For HEVC, depending on the version of MFX, it should be
540         // either 32 or 16.  The lower number is better if possible.
541         q->height_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
542     }
543     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, q->height_align);
544
545     if (avctx->hw_frames_ctx) {
546         AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
547         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
548         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
549         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
550     }
551
552     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
553         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
554         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
555     } else {
556         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
557         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
558     }
559
560     ret = select_rc_mode(avctx, q);
561     if (ret < 0)
562         return ret;
563
564     //libmfx BRC parameters are 16 bits thus maybe overflow, then BRCParamMultiplier is needed
565     buffer_size_in_kilobytes   = avctx->rc_buffer_size / 8000;
566     initial_delay_in_kilobytes = avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
567     target_bitrate_kbps        = avctx->bit_rate / 1000;
568     max_bitrate_kbps           = avctx->rc_max_rate / 1000;
569     brc_param_multiplier       = (FFMAX(FFMAX3(target_bitrate_kbps, max_bitrate_kbps, buffer_size_in_kilobytes),
570                                   initial_delay_in_kilobytes) + 0x10000) / 0x10000;
571
572     switch (q->param.mfx.RateControlMethod) {
573     case MFX_RATECONTROL_CBR:
574     case MFX_RATECONTROL_VBR:
575 #if QSV_HAVE_VCM
576     case MFX_RATECONTROL_VCM:
577 #endif
578 #if QSV_HAVE_QVBR
579     case MFX_RATECONTROL_QVBR:
580 #endif
581         q->param.mfx.BufferSizeInKB   = buffer_size_in_kilobytes / brc_param_multiplier;
582         q->param.mfx.InitialDelayInKB = initial_delay_in_kilobytes / brc_param_multiplier;
583         q->param.mfx.TargetKbps       = target_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
584         q->param.mfx.MaxKbps          = max_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
585         q->param.mfx.BRCParamMultiplier = brc_param_multiplier;
586 #if QSV_HAVE_QVBR
587         if (q->param.mfx.RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR)
588             q->extco3.QVBRQuality = av_clip(avctx->global_quality, 0, 51);
589 #endif
590         break;
591     case MFX_RATECONTROL_CQP:
592         quant = avctx->global_quality / FF_QP2LAMBDA;
593
594         q->param.mfx.QPI = av_clip(quant * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
595         q->param.mfx.QPP = av_clip(quant, 0, 51);
596         q->param.mfx.QPB = av_clip(quant * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
597
598         break;
599 #if QSV_HAVE_AVBR
600     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
601         q->param.mfx.TargetKbps  = target_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
602         q->param.mfx.Convergence = q->avbr_convergence;
603         q->param.mfx.Accuracy    = q->avbr_accuracy;
604         q->param.mfx.BRCParamMultiplier = brc_param_multiplier;
605         break;
606 #endif
607 #if QSV_HAVE_LA
608     case MFX_RATECONTROL_LA:
609         q->param.mfx.TargetKbps  = target_bitrate_kbps / brc_param_multiplier;
610         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
611         q->param.mfx.BRCParamMultiplier = brc_param_multiplier;
612         break;
613 #if QSV_HAVE_ICQ
614     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
615         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
616     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
617         q->param.mfx.ICQQuality  = avctx->global_quality;
618         break;
619 #endif
620 #endif
621     }
622
623     // the HEVC encoder plugin currently fails if coding options
624     // are provided
625     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC) {
626         q->extco.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
627         q->extco.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco);
628
629         q->extco.PicTimingSEI         = q->pic_timing_sei ?
630                                         MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
631
632         if (q->rdo >= 0)
633             q->extco.RateDistortionOpt = q->rdo > 0 ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
634
635         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
636 #if FF_API_CODER_TYPE
637 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
638             if (avctx->coder_type >= 0)
639                 q->cavlc = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_VLC;
640 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
641 #endif
642             q->extco.CAVLC = q->cavlc ? MFX_CODINGOPTION_ON
643                                       : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
644
645             if (avctx->strict_std_compliance != FF_COMPLIANCE_NORMAL)
646                 q->extco.NalHrdConformance = avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_NORMAL ?
647                                              MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
648
649             if (q->single_sei_nal_unit >= 0)
650                 q->extco.SingleSeiNalUnit = q->single_sei_nal_unit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
651             if (q->recovery_point_sei >= 0)
652                 q->extco.RecoveryPointSEI = q->recovery_point_sei ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
653             q->extco.MaxDecFrameBuffering = q->max_dec_frame_buffering;
654             q->extco.AUDelimiter          = q->aud ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
655         }
656
657         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco;
658
659         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
660 #if QSV_HAVE_CO2
661             q->extco2.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
662             q->extco2.Header.BufferSz     = sizeof(q->extco2);
663
664             if (q->int_ref_type >= 0)
665                 q->extco2.IntRefType = q->int_ref_type;
666             if (q->int_ref_cycle_size >= 0)
667                 q->extco2.IntRefCycleSize = q->int_ref_cycle_size;
668             if (q->int_ref_qp_delta != INT16_MIN)
669                 q->extco2.IntRefQPDelta = q->int_ref_qp_delta;
670
671             if (q->bitrate_limit >= 0)
672                 q->extco2.BitrateLimit = q->bitrate_limit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
673             if (q->mbbrc >= 0)
674                 q->extco2.MBBRC = q->mbbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
675             if (q->extbrc >= 0)
676                 q->extco2.ExtBRC = q->extbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
677
678             if (q->max_frame_size >= 0)
679                 q->extco2.MaxFrameSize = q->max_frame_size;
680 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
681             if (q->max_slice_size >= 0)
682                 q->extco2.MaxSliceSize = q->max_slice_size;
683 #endif
684
685 #if QSV_HAVE_TRELLIS
686             q->extco2.Trellis = q->trellis;
687 #endif
688
689 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
690             q->extco2.LookAheadDS = q->look_ahead_downsampling;
691             q->extco2.RepeatPPS   = q->repeat_pps ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
692
693 #if FF_API_PRIVATE_OPT
694 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
695             if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
696                 q->b_strategy = avctx->b_frame_strategy;
697 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
698 #endif
699             if (q->b_strategy >= 0)
700                 q->extco2.BRefType = q->b_strategy ? MFX_B_REF_PYRAMID : MFX_B_REF_OFF;
701             if (q->adaptive_i >= 0)
702                 q->extco2.AdaptiveI = q->adaptive_i ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
703             if (q->adaptive_b >= 0)
704                 q->extco2.AdaptiveB = q->adaptive_b ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
705 #endif
706
707 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
708             if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0 && avctx->qmin > avctx->qmax) {
709                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "qmin and or qmax are set but invalid, please make sure min <= max\n");
710                 return AVERROR(EINVAL);
711             }
712             if (avctx->qmin >= 0) {
713                 q->extco2.MinQPI = avctx->qmin > 51 ? 51 : avctx->qmin;
714                 q->extco2.MinQPP = q->extco2.MinQPB = q->extco2.MinQPI;
715             }
716             if (avctx->qmax >= 0) {
717                 q->extco2.MaxQPI = avctx->qmax > 51 ? 51 : avctx->qmax;
718                 q->extco2.MaxQPP = q->extco2.MaxQPB = q->extco2.MaxQPI;
719             }
720 #endif
721             q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco2;
722 #endif
723
724 #if QSV_HAVE_MF
725             if (QSV_RUNTIME_VERSION_ATLEAST(q->ver, 1, 25)) {
726                 q->extmfp.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_MULTI_FRAME_PARAM;
727                 q->extmfp.Header.BufferSz     = sizeof(q->extmfp);
728
729                 q->extmfp.MFMode = q->mfmode;
730                 av_log(avctx,AV_LOG_VERBOSE,"MFMode:%d\n", q->extmfp.MFMode);
731                 q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extmfp;
732             }
733 #endif
734         }
735 #if QSV_HAVE_CO3
736         q->extco3.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3;
737         q->extco3.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco3);
738         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco3;
739 #endif
740     }
741
742     if (!check_enc_param(avctx,q)) {
743         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
744                "some encoding parameters are not supported by the QSV "
745                "runtime. Please double check the input parameters.\n");
746         return AVERROR(ENOSYS);
747     }
748
749     return 0;
750 }
751
752 static int qsv_retrieve_enc_jpeg_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
753 {
754     int ret = 0;
755
756     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
757     if (ret < 0)
758         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
759                                   "Error calling GetVideoParam");
760
761     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * q->param.mfx.BRCParamMultiplier * 1000;
762
763     // for qsv mjpeg the return value maybe 0 so alloc the buffer
764     if (q->packet_size == 0)
765         q->packet_size = q->param.mfx.FrameInfo.Height * q->param.mfx.FrameInfo.Width * 4;
766
767     return 0;
768 }
769
770 static int qsv_retrieve_enc_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
771 {
772     AVCPBProperties *cpb_props;
773
774     uint8_t sps_buf[128];
775     uint8_t pps_buf[128];
776
777     mfxExtCodingOptionSPSPPS extradata = {
778         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS,
779         .Header.BufferSz = sizeof(extradata),
780         .SPSBuffer = sps_buf, .SPSBufSize = sizeof(sps_buf),
781         .PPSBuffer = pps_buf, .PPSBufSize = sizeof(pps_buf)
782     };
783
784     mfxExtCodingOption co = {
785         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION,
786         .Header.BufferSz = sizeof(co),
787     };
788 #if QSV_HAVE_CO2
789     mfxExtCodingOption2 co2 = {
790         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2,
791         .Header.BufferSz = sizeof(co2),
792     };
793 #endif
794 #if QSV_HAVE_CO3
795     mfxExtCodingOption3 co3 = {
796         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3,
797         .Header.BufferSz = sizeof(co3),
798     };
799 #endif
800
801     mfxExtBuffer *ext_buffers[] = {
802         (mfxExtBuffer*)&extradata,
803         (mfxExtBuffer*)&co,
804 #if QSV_HAVE_CO2
805         (mfxExtBuffer*)&co2,
806 #endif
807 #if QSV_HAVE_CO3
808         (mfxExtBuffer*)&co3,
809 #endif
810     };
811
812     int need_pps = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
813     int ret;
814
815     q->param.ExtParam    = ext_buffers;
816     q->param.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(ext_buffers);
817
818     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
819     if (ret < 0)
820         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
821                                   "Error calling GetVideoParam");
822
823     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * q->param.mfx.BRCParamMultiplier * 1000;
824
825     if (!extradata.SPSBufSize || (need_pps && !extradata.PPSBufSize)) {
826         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx.\n");
827         return AVERROR_UNKNOWN;
828     }
829
830     avctx->extradata = av_malloc(extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize +
831                                  AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
832     if (!avctx->extradata)
833         return AVERROR(ENOMEM);
834
835     memcpy(avctx->extradata,                        sps_buf, extradata.SPSBufSize);
836     if (need_pps)
837         memcpy(avctx->extradata + extradata.SPSBufSize, pps_buf, extradata.PPSBufSize);
838     avctx->extradata_size = extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize;
839     memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
840
841     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
842     if (!cpb_props)
843         return AVERROR(ENOMEM);
844     cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
845     cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
846     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
847     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
848
849     dump_video_param(avctx, q, ext_buffers + 1);
850
851     return 0;
852 }
853
854 static int qsv_init_opaque_alloc(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
855 {
856     AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
857     mfxFrameSurface1 *surfaces;
858     int nb_surfaces, i;
859
860     nb_surfaces = qsv->nb_opaque_surfaces + q->req.NumFrameSuggested;
861
862     q->opaque_alloc_buf = av_buffer_allocz(sizeof(*surfaces) * nb_surfaces);
863     if (!q->opaque_alloc_buf)
864         return AVERROR(ENOMEM);
865
866     q->opaque_surfaces = av_malloc_array(nb_surfaces, sizeof(*q->opaque_surfaces));
867     if (!q->opaque_surfaces)
868         return AVERROR(ENOMEM);
869
870     surfaces = (mfxFrameSurface1*)q->opaque_alloc_buf->data;
871     for (i = 0; i < nb_surfaces; i++) {
872         surfaces[i].Info      = q->req.Info;
873         q->opaque_surfaces[i] = surfaces + i;
874     }
875
876     q->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
877     q->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(q->opaque_alloc);
878     q->opaque_alloc.In.Surfaces     = q->opaque_surfaces;
879     q->opaque_alloc.In.NumSurface   = nb_surfaces;
880     q->opaque_alloc.In.Type         = q->req.Type;
881
882     q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->opaque_alloc;
883
884     qsv->nb_opaque_surfaces = nb_surfaces;
885     qsv->opaque_surfaces    = q->opaque_alloc_buf;
886     qsv->opaque_alloc_type  = q->req.Type;
887
888     return 0;
889 }
890
891 static int qsvenc_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
892 {
893     int ret;
894
895     if (avctx->hwaccel_context) {
896         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
897         q->session = qsv->session;
898     } else if (avctx->hw_frames_ctx) {
899         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
900         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
901             return AVERROR(ENOMEM);
902
903         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
904                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
905                                          q->param.IOPattern == MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY);
906         if (ret < 0) {
907             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
908             return ret;
909         }
910
911         q->session = q->internal_session;
912     } else if (avctx->hw_device_ctx) {
913         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
914                                          avctx->hw_device_ctx, q->load_plugins);
915         if (ret < 0)
916             return ret;
917
918         q->session = q->internal_session;
919     } else {
920         ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
921                                            q->load_plugins);
922         if (ret < 0)
923             return ret;
924
925         q->session = q->internal_session;
926     }
927
928     return 0;
929 }
930
931 static inline unsigned int qsv_fifo_item_size(void)
932 {
933     return sizeof(AVPacket) + sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(mfxBitstream*);
934 }
935
936 static inline unsigned int qsv_fifo_size(const AVFifoBuffer* fifo)
937 {
938     return av_fifo_size(fifo)/qsv_fifo_item_size();
939 }
940
941 int ff_qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
942 {
943     int iopattern = 0;
944     int opaque_alloc = 0;
945     int ret;
946
947     q->param.AsyncDepth = q->async_depth;
948
949     q->async_fifo = av_fifo_alloc(q->async_depth * qsv_fifo_item_size());
950     if (!q->async_fifo)
951         return AVERROR(ENOMEM);
952
953     if (avctx->hwaccel_context) {
954         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
955
956         iopattern    = qsv->iopattern;
957         opaque_alloc = qsv->opaque_alloc;
958     }
959
960     if (avctx->hw_frames_ctx) {
961         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
962         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
963
964         if (!iopattern) {
965             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
966                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY;
967             else if (frames_hwctx->frame_type &
968                      (MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET | MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_PROCESSOR_TARGET))
969                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
970         }
971     }
972
973     if (!iopattern)
974         iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_SYSTEM_MEMORY;
975     q->param.IOPattern = iopattern;
976
977     ret = qsvenc_init_session(avctx, q);
978     if (ret < 0)
979         return ret;
980
981     ret = MFXQueryVersion(q->session,&q->ver);
982     if (ret < 0) {
983         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
984                                   "Error querying mfx version");
985     }
986
987     // in the mfxInfoMFX struct, JPEG is different from other codecs
988     switch (avctx->codec_id) {
989     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
990         ret = init_video_param_jpeg(avctx, q);
991         break;
992     default:
993         ret = init_video_param(avctx, q);
994         break;
995     }
996     if (ret < 0)
997         return ret;
998
999     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &q->param);
1000     if (ret == MFX_WRN_PARTIAL_ACCELERATION) {
1001         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Encoder will work with partial HW acceleration\n");
1002     } else if (ret < 0) {
1003         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
1004                                   "Error querying encoder params");
1005     }
1006
1007     ret = MFXVideoENCODE_QueryIOSurf(q->session, &q->param, &q->req);
1008     if (ret < 0)
1009         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
1010                                   "Error querying (IOSurf) the encoding parameters");
1011
1012     if (opaque_alloc) {
1013         ret = qsv_init_opaque_alloc(avctx, q);
1014         if (ret < 0)
1015             return ret;
1016     }
1017
1018     if (avctx->hwaccel_context) {
1019         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
1020         int i, j;
1021
1022         q->extparam = av_mallocz_array(qsv->nb_ext_buffers + q->nb_extparam_internal,
1023                                        sizeof(*q->extparam));
1024         if (!q->extparam)
1025             return AVERROR(ENOMEM);
1026
1027         q->param.ExtParam = q->extparam;
1028         for (i = 0; i < qsv->nb_ext_buffers; i++)
1029             q->param.ExtParam[i] = qsv->ext_buffers[i];
1030         q->param.NumExtParam = qsv->nb_ext_buffers;
1031
1032         for (i = 0; i < q->nb_extparam_internal; i++) {
1033             for (j = 0; j < qsv->nb_ext_buffers; j++) {
1034                 if (qsv->ext_buffers[j]->BufferId == q->extparam_internal[i]->BufferId)
1035                     break;
1036             }
1037             if (j < qsv->nb_ext_buffers)
1038                 continue;
1039
1040             q->param.ExtParam[q->param.NumExtParam++] = q->extparam_internal[i];
1041         }
1042     } else {
1043         q->param.ExtParam    = q->extparam_internal;
1044         q->param.NumExtParam = q->nb_extparam_internal;
1045     }
1046
1047     ret = MFXVideoENCODE_Init(q->session, &q->param);
1048     if (ret < 0)
1049         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
1050                                   "Error initializing the encoder");
1051     else if (ret > 0)
1052         ff_qsv_print_warning(avctx, ret,
1053                              "Warning in encoder initialization");
1054
1055     switch (avctx->codec_id) {
1056     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
1057         ret = qsv_retrieve_enc_jpeg_params(avctx, q);
1058         break;
1059     default:
1060         ret = qsv_retrieve_enc_params(avctx, q);
1061         break;
1062     }
1063     if (ret < 0) {
1064         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error retrieving encoding parameters.\n");
1065         return ret;
1066     }
1067
1068     q->avctx = avctx;
1069
1070     return 0;
1071 }
1072
1073 static void free_encoder_ctrl_payloads(mfxEncodeCtrl* enc_ctrl)
1074 {
1075     if (enc_ctrl) {
1076         int i;
1077         for (i = 0; i < enc_ctrl->NumPayload && i < QSV_MAX_ENC_PAYLOAD; i++) {
1078             av_free(enc_ctrl->Payload[i]);
1079         }
1080         enc_ctrl->NumPayload = 0;
1081     }
1082 }
1083
1084 static void clear_unused_frames(QSVEncContext *q)
1085 {
1086     QSVFrame *cur = q->work_frames;
1087     while (cur) {
1088         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked) {
1089             free_encoder_ctrl_payloads(&cur->enc_ctrl);
1090             if (cur->frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
1091                 av_frame_unref(cur->frame);
1092             }
1093             cur->used = 0;
1094         }
1095         cur = cur->next;
1096     }
1097 }
1098
1099 static int get_free_frame(QSVEncContext *q, QSVFrame **f)
1100 {
1101     QSVFrame *frame, **last;
1102
1103     clear_unused_frames(q);
1104
1105     frame = q->work_frames;
1106     last  = &q->work_frames;
1107     while (frame) {
1108         if (!frame->used) {
1109             *f = frame;
1110             frame->used = 1;
1111             return 0;
1112         }
1113
1114         last  = &frame->next;
1115         frame = frame->next;
1116     }
1117
1118     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
1119     if (!frame)
1120         return AVERROR(ENOMEM);
1121     frame->frame = av_frame_alloc();
1122     if (!frame->frame) {
1123         av_freep(&frame);
1124         return AVERROR(ENOMEM);
1125     }
1126     frame->enc_ctrl.Payload = av_mallocz(sizeof(mfxPayload*) * QSV_MAX_ENC_PAYLOAD);
1127     if (!frame->enc_ctrl.Payload) {
1128         av_freep(&frame);
1129         return AVERROR(ENOMEM);
1130     }
1131     *last = frame;
1132
1133     *f = frame;
1134     frame->used = 1;
1135
1136     return 0;
1137 }
1138
1139 static int submit_frame(QSVEncContext *q, const AVFrame *frame,
1140                         QSVFrame **new_frame)
1141 {
1142     QSVFrame *qf;
1143     int ret;
1144
1145     ret = get_free_frame(q, &qf);
1146     if (ret < 0)
1147         return ret;
1148
1149     if (frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
1150         ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1151         if (ret < 0)
1152             return ret;
1153
1154         qf->surface = *(mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
1155
1156         if (q->frames_ctx.mids) {
1157             ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, qf);
1158             if (ret < 0)
1159                 return ret;
1160
1161             qf->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
1162         }
1163     } else {
1164         /* make a copy if the input is not padded as libmfx requires */
1165         /* and to make allocation continious for data[0]/data[1] */
1166          if ((frame->height & 31 || frame->linesize[0] & (q->width_align - 1)) ||
1167             (frame->data[1] - frame->data[0] != frame->linesize[0] * FFALIGN(qf->frame->height, q->height_align))) {
1168             qf->frame->height = FFALIGN(frame->height, q->height_align);
1169             qf->frame->width  = FFALIGN(frame->width, q->width_align);
1170
1171             qf->frame->format = frame->format;
1172
1173             if (!qf->frame->data[0]) {
1174                 ret = av_frame_get_buffer(qf->frame, q->width_align);
1175                 if (ret < 0)
1176                     return ret;
1177             }
1178
1179             qf->frame->height = frame->height;
1180             qf->frame->width  = frame->width;
1181
1182             ret = av_frame_copy(qf->frame, frame);
1183             if (ret < 0) {
1184                 av_frame_unref(qf->frame);
1185                 return ret;
1186             }
1187         } else {
1188             ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1189             if (ret < 0)
1190                 return ret;
1191         }
1192
1193         qf->surface.Info = q->param.mfx.FrameInfo;
1194
1195         qf->surface.Info.PicStruct =
1196             !frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
1197             frame->top_field_first   ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
1198                                        MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
1199         if (frame->repeat_pict == 1)
1200             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
1201         else if (frame->repeat_pict == 2)
1202             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
1203         else if (frame->repeat_pict == 4)
1204             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
1205
1206         qf->surface.Data.PitchLow  = qf->frame->linesize[0];
1207         qf->surface.Data.Y         = qf->frame->data[0];
1208         qf->surface.Data.UV        = qf->frame->data[1];
1209     }
1210
1211     qf->surface.Data.TimeStamp = av_rescale_q(frame->pts, q->avctx->time_base, (AVRational){1, 90000});
1212
1213     *new_frame = qf;
1214
1215     return 0;
1216 }
1217
1218 static void print_interlace_msg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1219 {
1220     if (q->param.mfx.CodecId == MFX_CODEC_AVC) {
1221         if (q->param.mfx.CodecProfile == MFX_PROFILE_AVC_BASELINE ||
1222             q->param.mfx.CodecLevel < MFX_LEVEL_AVC_21 ||
1223             q->param.mfx.CodecLevel > MFX_LEVEL_AVC_41)
1224             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1225                    "Interlaced coding is supported"
1226                    " at Main/High Profile Level 2.2-4.0\n");
1227     }
1228 }
1229
1230 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1231                         const AVFrame *frame)
1232 {
1233     AVPacket new_pkt = { 0 };
1234     mfxBitstream *bs;
1235 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1236     mfxExtAVCEncodedFrameInfo *enc_info;
1237     mfxExtBuffer **enc_buf;
1238 #endif
1239
1240     mfxFrameSurface1 *surf = NULL;
1241     mfxSyncPoint *sync     = NULL;
1242     QSVFrame *qsv_frame = NULL;
1243     mfxEncodeCtrl* enc_ctrl = NULL;
1244     int ret;
1245
1246     if (frame) {
1247         ret = submit_frame(q, frame, &qsv_frame);
1248         if (ret < 0) {
1249             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error submitting the frame for encoding.\n");
1250             return ret;
1251         }
1252     }
1253     if (qsv_frame) {
1254         surf = &qsv_frame->surface;
1255         enc_ctrl = &qsv_frame->enc_ctrl;
1256         memset(enc_ctrl, 0, sizeof(mfxEncodeCtrl));
1257
1258         if (frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
1259             enc_ctrl->FrameType = MFX_FRAMETYPE_I | MFX_FRAMETYPE_REF;
1260             if (q->forced_idr)
1261                 enc_ctrl->FrameType |= MFX_FRAMETYPE_IDR;
1262         }
1263     }
1264
1265     ret = av_new_packet(&new_pkt, q->packet_size);
1266     if (ret < 0) {
1267         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating the output packet\n");
1268         return ret;
1269     }
1270
1271     bs = av_mallocz(sizeof(*bs));
1272     if (!bs) {
1273         av_packet_unref(&new_pkt);
1274         return AVERROR(ENOMEM);
1275     }
1276     bs->Data      = new_pkt.data;
1277     bs->MaxLength = new_pkt.size;
1278
1279 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1280     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1281         enc_info = av_mallocz(sizeof(*enc_info));
1282         if (!enc_info)
1283             return AVERROR(ENOMEM);
1284
1285         enc_info->Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_ENCODED_FRAME_INFO;
1286         enc_info->Header.BufferSz = sizeof (*enc_info);
1287         bs->NumExtParam = 1;
1288         enc_buf = av_mallocz(sizeof(mfxExtBuffer *));
1289         if (!enc_buf)
1290             return AVERROR(ENOMEM);
1291         enc_buf[0] = (mfxExtBuffer *)enc_info;
1292
1293         bs->ExtParam = enc_buf;
1294     }
1295 #endif
1296
1297     if (q->set_encode_ctrl_cb) {
1298         q->set_encode_ctrl_cb(avctx, frame, &qsv_frame->enc_ctrl);
1299     }
1300
1301     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
1302     if (!sync) {
1303         av_freep(&bs);
1304  #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1305         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1306             av_freep(&enc_info);
1307             av_freep(&enc_buf);
1308         }
1309  #endif
1310         av_packet_unref(&new_pkt);
1311         return AVERROR(ENOMEM);
1312     }
1313
1314     do {
1315         ret = MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync(q->session, enc_ctrl, surf, bs, sync);
1316         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
1317             av_usleep(500);
1318     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1319
1320     if (ret > 0)
1321         ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "Warning during encoding");
1322
1323     if (ret < 0) {
1324         av_packet_unref(&new_pkt);
1325         av_freep(&bs);
1326 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1327         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1328             av_freep(&enc_info);
1329             av_freep(&enc_buf);
1330         }
1331 #endif
1332         av_freep(&sync);
1333         return (ret == MFX_ERR_MORE_DATA) ?
1334                0 : ff_qsv_print_error(avctx, ret, "Error during encoding");
1335     }
1336
1337     if (ret == MFX_WRN_INCOMPATIBLE_VIDEO_PARAM && frame->interlaced_frame)
1338         print_interlace_msg(avctx, q);
1339
1340     if (*sync) {
1341         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1342         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1343         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),    NULL);
1344     } else {
1345         av_freep(&sync);
1346         av_packet_unref(&new_pkt);
1347         av_freep(&bs);
1348 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1349         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1350             av_freep(&enc_info);
1351             av_freep(&enc_buf);
1352         }
1353 #endif
1354     }
1355
1356     return 0;
1357 }
1358
1359 int ff_qsv_encode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1360                   AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet)
1361 {
1362     int ret;
1363
1364     ret = encode_frame(avctx, q, frame);
1365     if (ret < 0)
1366         return ret;
1367
1368     if ((qsv_fifo_size(q->async_fifo) >= q->async_depth) ||
1369         (!frame && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
1370         AVPacket new_pkt;
1371         mfxBitstream *bs;
1372         mfxSyncPoint *sync;
1373 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1374         mfxExtAVCEncodedFrameInfo *enc_info;
1375         mfxExtBuffer **enc_buf;
1376 #endif
1377         enum AVPictureType pict_type;
1378
1379         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1380         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1381         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),      NULL);
1382
1383         do {
1384             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
1385         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1386
1387         new_pkt.dts  = av_rescale_q(bs->DecodeTimeStamp, (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1388         new_pkt.pts  = av_rescale_q(bs->TimeStamp,       (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1389         new_pkt.size = bs->DataLength;
1390
1391         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xIDR) {
1392             new_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1393             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1394         } else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_I || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xI)
1395             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1396         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_P || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xP)
1397             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1398         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_B || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xB)
1399             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1400         else if (bs->FrameType == MFX_FRAMETYPE_UNKNOWN) {
1401             pict_type = AV_PICTURE_TYPE_NONE;
1402             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unknown FrameType, set pict_type to AV_PICTURE_TYPE_NONE.\n");
1403         } else {
1404             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid FrameType:%d.\n", bs->FrameType);
1405             return AVERROR_INVALIDDATA;
1406         }
1407
1408 #if FF_API_CODED_FRAME
1409 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1410         avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1411 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1412 #endif
1413
1414 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 26)
1415         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1416             enc_buf = bs->ExtParam;
1417             enc_info = (mfxExtAVCEncodedFrameInfo *)(*bs->ExtParam);
1418             ff_side_data_set_encoder_stats(&new_pkt,
1419                 enc_info->QP * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1420             av_freep(&enc_info);
1421             av_freep(&enc_buf);
1422         }
1423 #endif
1424         av_freep(&bs);
1425         av_freep(&sync);
1426
1427         if (pkt->data) {
1428             if (pkt->size < new_pkt.size) {
1429                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Submitted buffer not large enough: %d < %d\n",
1430                        pkt->size, new_pkt.size);
1431                 av_packet_unref(&new_pkt);
1432                 return AVERROR(EINVAL);
1433             }
1434
1435             memcpy(pkt->data, new_pkt.data, new_pkt.size);
1436             pkt->size = new_pkt.size;
1437
1438             ret = av_packet_copy_props(pkt, &new_pkt);
1439             av_packet_unref(&new_pkt);
1440             if (ret < 0)
1441                 return ret;
1442         } else
1443             *pkt = new_pkt;
1444
1445         *got_packet = 1;
1446     }
1447
1448     return 0;
1449 }
1450
1451 int ff_qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1452 {
1453     QSVFrame *cur;
1454
1455     if (q->session)
1456         MFXVideoENCODE_Close(q->session);
1457     if (q->internal_session)
1458         MFXClose(q->internal_session);
1459     q->session          = NULL;
1460     q->internal_session = NULL;
1461
1462     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
1463     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
1464
1465     cur = q->work_frames;
1466     while (cur) {
1467         q->work_frames = cur->next;
1468         av_frame_free(&cur->frame);
1469         av_free(cur->enc_ctrl.Payload);
1470         av_freep(&cur);
1471         cur = q->work_frames;
1472     }
1473
1474     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
1475         AVPacket pkt;
1476         mfxSyncPoint *sync;
1477         mfxBitstream *bs;
1478
1479         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &pkt,  sizeof(pkt),  NULL);
1480         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync, sizeof(sync), NULL);
1481         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,   sizeof(bs),   NULL);
1482
1483         av_freep(&sync);
1484         av_freep(&bs);
1485         av_packet_unref(&pkt);
1486     }
1487     av_fifo_free(q->async_fifo);
1488     q->async_fifo = NULL;
1489
1490     av_freep(&q->opaque_surfaces);
1491     av_buffer_unref(&q->opaque_alloc_buf);
1492
1493     av_freep(&q->extparam);
1494
1495     return 0;
1496 }