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     bool            write_headers;
  58
  59     mtime_t         i_initial_delay;
  60
  61     mtime_t         dts;
  62     mtime_t         initial_date;
  63 #ifndef NDEBUG
  64     mtime_t         start;
  65 #endif
  66 };
  67
  68 static block_t *Encode(encoder_t *p_enc, picture_t *p_pict)
  69 {
  70     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
  71     x265_picture pic;
  72
  73     x265_picture_init(&p_sys->param, &pic);
  74
  75     if (likely(p_pict)) {
  76         if (unlikely(p_sys->initial_date == 0)) {
  77             p_sys->initial_date = p_pict->date;
  78 #ifndef NDEBUG
  79             p_sys->start = mdate();
  80 #endif
  81         }
  82
  83         for (int i = 0; i < p_pict->i_planes; i++) {
  84             pic.planes[i] = p_pict->p[i].p_pixels;
  85             pic.stride[i] = p_pict->p[i].i_pitch;
  86         }
  87     }
  88
  89     x265_nal *nal;
  90     uint32_t i_nal = 0;
  91     x265_encoder_encode(p_sys->h, &nal, &i_nal,
  92             likely(p_pict) ? &pic : NULL, &pic);
  93
  94     if (!i_nal)
  95         return NULL;
  96
  97     int i_out = 0;
  98     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++)
  99         i_out += nal[i].sizeBytes;
 100
 101     int i_extra = 0;
 102     if (unlikely(p_sys->write_headers)) {
 103         i_extra = p_enc->fmt_out.i_extra;
 104         p_sys->write_headers = false;
 105     }
 106
 107     block_t *p_block = block_Alloc(i_extra + i_out);
 108     if (!p_block)
 109         return NULL;
 110
 111     if (unlikely(i_extra))
 112        memcpy(p_block->p_buffer, p_enc->fmt_out.p_extra, i_extra);
 113
 114     /* all payloads are sequentially laid out in memory */
 115     memcpy(p_block->p_buffer + i_extra, nal[0].payload, i_out);
 116
 117     /* This isn't really valid for streams with B-frames */
 118     p_block->i_length = CLOCK_FREQ *
 119         p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 120             p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 121
 122     p_block->i_pts = p_sys->initial_date + pic.poc * p_block->i_length;
 123     p_block->i_dts = p_sys->initial_date + p_sys->dts++ * p_block->i_length;
 124
 125     switch (pic.sliceType)
 126     {
 127     case X265_TYPE_I:
 128         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_I;
 129         break;
 130     case X265_TYPE_P:
 131         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_P;
 132         break;
 133     case X265_TYPE_B:
 134         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_B;
 135         break;
 136     }
 137
 138 #ifndef NDEBUG
 139     msg_Dbg(p_enc, "%zu bytes (frame %"PRId64", %.2ffps)", p_block->i_buffer,
 140         p_sys->dts, (float)p_sys->dts * CLOCK_FREQ / (mdate() - p_sys->start));
 141 #endif
 142
 143     return p_block;
 144 }
 145
 146 static int  Open (vlc_object_t *p_this)
 147 {
 148     encoder_t     *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 149     encoder_sys_t *p_sys;
 150
 151     if (p_enc->fmt_out.i_codec != VLC_CODEC_HEVC && !p_enc->b_force)
 152         return VLC_EGENERIC;
 153
 154     p_enc->fmt_out.i_cat = VIDEO_ES;
 155     p_enc->fmt_out.i_codec = VLC_CODEC_HEVC;
 156     p_enc->p_sys = p_sys = malloc(sizeof(encoder_sys_t));
 157     if (!p_sys)
 158         return VLC_ENOMEM;
 159
 160     p_enc->fmt_in.i_codec = VLC_CODEC_I420;
 161
 162     x265_param *param = &p_sys->param;
 163     x265_param_default(param);
 164
 165     param->frameNumThreads = vlc_GetCPUCount();
 166     param->bEnableWavefront = 0; // buggy in x265, use frame threading for now
 167     param->maxCUSize = 16; /* use smaller macroblock */
 168
 169     param->frameRate = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate /
 170             p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 171     param->sourceWidth = p_enc->fmt_in.video.i_visible_width;
 172     param->sourceHeight = p_enc->fmt_in.video.i_visible_height;
 173
 174     if (param->sourceWidth & (param->maxCUSize - 1)) {
 175         msg_Err(p_enc, "Width (%d) must be a multiple of %d",
 176             param->sourceWidth, param->maxCUSize);
 177         free(p_sys);
 178         return VLC_EGENERIC;
 179     }
 180     if (param->sourceHeight & 7) {
 181         msg_Err(p_enc, "Height (%d) must be a multiple of 8", param->sourceHeight);
 182         free(p_sys);
 183         return VLC_EGENERIC;
 184     }
 185
 186     if (p_enc->fmt_out.i_bitrate > 0) {
 187         param->rc.bitrate = p_enc->fmt_out.i_bitrate / 1000;
 188         param->rc.rateControlMode = X265_RC_ABR;
 189     }
 190
 191     p_sys->h = x265_encoder_open(param);
 192     if (p_sys->h == NULL) {
 193         msg_Err(p_enc, "cannot open x265 encoder");
 194         free(p_sys);
 195         return VLC_EGENERIC;
 196     }
 197
 198     x265_nal *nal;
 199     uint32_t i_nal;
 200     if (x265_encoder_headers(p_sys->h, &nal, &i_nal)) {
 201         msg_Err(p_enc, "cannot get x265 headers");
 202         Close(VLC_OBJECT(p_enc));
 203         return VLC_EGENERIC;
 204     }
 205
 206     size_t i_extra = 0;
 207     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++)
 208         i_extra += nal[i].sizeBytes;
 209
 210     p_enc->fmt_out.i_extra = i_extra;
 211
 212     uint8_t *p_extra = p_enc->fmt_out.p_extra = malloc(i_extra);
 213     if (!p_extra) {
 214         Close(VLC_OBJECT(p_enc));
 215         return VLC_ENOMEM;
 216     }
 217
 218     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++) {
 219         memcpy(p_extra, nal[i].payload, nal[i].sizeBytes);
 220         p_extra += nal[i].sizeBytes;
 221     }
 222
 223     p_sys->dts = 0;
 224     p_sys->initial_date = 0;
 225     p_sys->i_initial_delay = 0;
 226     p_sys->write_headers = true;
 227
 228     p_enc->pf_encode_video = Encode;
 229     p_enc->pf_encode_audio = NULL;
 230
 231     return VLC_SUCCESS;
 232 }
 233
 234 static void Close(vlc_object_t *p_this)
 235 {
 236     encoder_t     *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 237     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 238
 239     x265_encoder_close(p_sys->h);
 240
 241     free(p_sys);
 242 }