git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/codec/x265.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * x265.c: HEVC/H.265 video encoder
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2013 Rafaël Carré
   5  *
   6  * Authors: Rafaël Carré <funman@videolanorg>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  21  *****************************************************************************/
  22
  23 /*****************************************************************************
  24  * Preamble
  25  *****************************************************************************/
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 # include "config.h"
  28 #endif
  29
  30 #include <vlc_common.h>
  31 #include <vlc_plugin.h>
  32 #include <vlc_threads.h>
  33 #include <vlc_sout.h>
  34 #include <vlc_codec.h>
  35
  36 #include <x265.h>
  37
  38 /*****************************************************************************
  39  * Module descriptor
  40  *****************************************************************************/
  41 static int  Open (vlc_object_t *);
  42 static void Close(vlc_object_t *);
  43
  44 vlc_module_begin ()
  45     set_description(N_("H.265/HEVC encoder (x265)"))
  46     set_capability("encoder", 200)
  47     set_callbacks(Open, Close)
  48     set_category(CAT_INPUT)
  49     set_subcategory(SUBCAT_INPUT_VCODEC)
  50 vlc_module_end ()
  51
  52 struct encoder_sys_t
  53 {
  54     x265_encoder    *h;
  55     x265_param      param;
  56
  57     mtime_t         i_initial_delay;
  58
  59     mtime_t         dts;
  60     mtime_t         initial_date;
  61 #ifndef NDEBUG
  62     mtime_t         start;
  63 #endif
  64 };
  65
  66 static block_t *Encode(encoder_t *p_enc, picture_t *p_pict)
  67 {
  68     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
  69     x265_picture pic;
  70
  71     x265_picture_init(&p_sys->param, &pic);
  72
  73     if (likely(p_pict)) {
  74         pic.pts = p_pict->date;
  75         if (unlikely(p_sys->initial_date == 0)) {
  76             p_sys->initial_date = p_pict->date;
  77 #ifndef NDEBUG
  78             p_sys->start = mdate();
  79 #endif
  80         }
  81
  82         for (int i = 0; i < p_pict->i_planes; i++) {
  83             pic.planes[i] = p_pict->p[i].p_pixels;
  84             pic.stride[i] = p_pict->p[i].i_pitch;
  85         }
  86     }
  87
  88     x265_nal *nal;
  89     uint32_t i_nal = 0;
  90     x265_encoder_encode(p_sys->h, &nal, &i_nal,
  91             likely(p_pict) ? &pic : NULL, &pic);
  92
  93     if (!i_nal)
  94         return NULL;
  95
  96     int i_out = 0;
  97     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++)
  98         i_out += nal[i].sizeBytes;
  99
 100     block_t *p_block = block_Alloc(i_out);
 101     if (!p_block)
 102         return NULL;
 103
 104     /* all payloads are sequentially laid out in memory */
 105     memcpy(p_block->p_buffer, nal[0].payload, i_out);
 106
 107     /* This isn't really valid for streams with B-frames */
 108     p_block->i_length = CLOCK_FREQ *
 109         p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 110             p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 111
 112     p_block->i_pts = p_sys->initial_date + pic.poc * p_block->i_length;
 113     p_block->i_dts = p_sys->initial_date + p_sys->dts++ * p_block->i_length;
 114
 115     switch (pic.sliceType)
 116     {
 117     case X265_TYPE_I:
 118     case X265_TYPE_IDR:
 119         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_I;
 120         break;
 121     case X265_TYPE_P:
 122         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_P;
 123         break;
 124     case X265_TYPE_B:
 125     case X265_TYPE_BREF:
 126         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_B;
 127         break;
 128     }
 129
 130 #ifndef NDEBUG
 131     msg_Dbg(p_enc, "%zu bytes (frame %"PRId64", %.2ffps)", p_block->i_buffer,
 132         p_sys->dts, (float)p_sys->dts * CLOCK_FREQ / (mdate() - p_sys->start));
 133 #endif
 134
 135     return p_block;
 136 }
 137
 138 static int  Open (vlc_object_t *p_this)
 139 {
 140     encoder_t     *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 141     encoder_sys_t *p_sys;
 142
 143     if (p_enc->fmt_out.i_codec != VLC_CODEC_HEVC && !p_enc->b_force)
 144         return VLC_EGENERIC;
 145
 146     p_enc->fmt_out.i_cat = VIDEO_ES;
 147     p_enc->fmt_out.i_codec = VLC_CODEC_HEVC;
 148     p_enc->p_sys = p_sys = malloc(sizeof(encoder_sys_t));
 149     if (!p_sys)
 150         return VLC_ENOMEM;
 151
 152     p_enc->fmt_in.i_codec = VLC_CODEC_I420;
 153
 154     x265_param *param = &p_sys->param;
 155     x265_param_default(param);
 156
 157     param->frameNumThreads = vlc_GetCPUCount();
 158     param->bEnableWavefront = 0; // buggy in x265, use frame threading for now
 159     param->maxCUSize = 16; /* use smaller macroblock */
 160
 161 #if X265_BUILD >= 6
 162     param->fpsNum = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 163     param->fpsDenom = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 164     if (!param->fpsNum) {
 165         param->fpsNum = 25;
 166         param->fpsDenom = 1;
 167     }
 168 #else
 169     if (p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base) {
 170         param->frameRate = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate /
 171             p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 172     } else {
 173         param->frameRate = 25;
 174     }
 175 #endif
 176     param->sourceWidth = p_enc->fmt_in.video.i_visible_width;
 177     param->sourceHeight = p_enc->fmt_in.video.i_visible_height;
 178
 179     if (param->sourceWidth & (param->maxCUSize - 1)) {
 180         msg_Err(p_enc, "Width (%d) must be a multiple of %d",
 181             param->sourceWidth, param->maxCUSize);
 182         free(p_sys);
 183         return VLC_EGENERIC;
 184     }
 185     if (param->sourceHeight & 7) {
 186         msg_Err(p_enc, "Height (%d) must be a multiple of 8", param->sourceHeight);
 187         free(p_sys);
 188         return VLC_EGENERIC;
 189     }
 190
 191     if (p_enc->fmt_out.i_bitrate > 0) {
 192         param->rc.bitrate = p_enc->fmt_out.i_bitrate / 1000;
 193         param->rc.rateControlMode = X265_RC_ABR;
 194     }
 195
 196     p_sys->h = x265_encoder_open(param);
 197     if (p_sys->h == NULL) {
 198         msg_Err(p_enc, "cannot open x265 encoder");
 199         free(p_sys);
 200         return VLC_EGENERIC;
 201     }
 202
 203     x265_nal *nal;
 204     uint32_t i_nal;
 205     if (x265_encoder_headers(p_sys->h, &nal, &i_nal) < 0) {
 206         msg_Err(p_enc, "cannot get x265 headers");
 207         Close(VLC_OBJECT(p_enc));
 208         return VLC_EGENERIC;
 209     }
 210
 211     size_t i_extra = 0;
 212     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++)
 213         i_extra += nal[i].sizeBytes;
 214
 215     p_enc->fmt_out.i_extra = i_extra;
 216
 217     uint8_t *p_extra = p_enc->fmt_out.p_extra = malloc(i_extra);
 218     if (!p_extra) {
 219         Close(VLC_OBJECT(p_enc));
 220         return VLC_ENOMEM;
 221     }
 222
 223     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++) {
 224         memcpy(p_extra, nal[i].payload, nal[i].sizeBytes);
 225         p_extra += nal[i].sizeBytes;
 226     }
 227
 228     p_sys->dts = 0;
 229     p_sys->initial_date = 0;
 230     p_sys->i_initial_delay = 0;
 231
 232     p_enc->pf_encode_video = Encode;
 233     p_enc->pf_encode_audio = NULL;
 234
 235     return VLC_SUCCESS;
 236 }
 237
 238 static void Close(vlc_object_t *p_this)
 239 {
 240     encoder_t     *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 241     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 242
 243     x265_encoder_close(p_sys->h);
 244
 245     free(p_sys);
 246 }