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         pic.pts = p_pict->date;
  77         if (unlikely(p_sys->initial_date == 0)) {
  78             p_sys->initial_date = p_pict->date;
  79 #ifndef NDEBUG
  80             p_sys->start = mdate();
  81 #endif
  82         }
  83
  84         for (int i = 0; i < p_pict->i_planes; i++) {
  85             pic.planes[i] = p_pict->p[i].p_pixels;
  86             pic.stride[i] = p_pict->p[i].i_pitch;
  87         }
  88     }
  89
  90     x265_nal *nal;
  91     uint32_t i_nal = 0;
  92     x265_encoder_encode(p_sys->h, &nal, &i_nal,
  93             likely(p_pict) ? &pic : NULL, &pic);
  94
  95     if (!i_nal)
  96         return NULL;
  97
  98     int i_out = 0;
  99     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++)
 100         i_out += nal[i].sizeBytes;
 101
 102     int i_extra = 0;
 103     if (unlikely(p_sys->write_headers)) {
 104         i_extra = p_enc->fmt_out.i_extra;
 105         p_sys->write_headers = false;
 106     }
 107
 108     block_t *p_block = block_Alloc(i_extra + i_out);
 109     if (!p_block)
 110         return NULL;
 111
 112     if (unlikely(i_extra))
 113        memcpy(p_block->p_buffer, p_enc->fmt_out.p_extra, i_extra);
 114
 115     /* all payloads are sequentially laid out in memory */
 116     memcpy(p_block->p_buffer + i_extra, nal[0].payload, i_out);
 117
 118     /* This isn't really valid for streams with B-frames */
 119     p_block->i_length = CLOCK_FREQ *
 120         p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 121             p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 122
 123     p_block->i_pts = p_sys->initial_date + pic.poc * p_block->i_length;
 124     p_block->i_dts = p_sys->initial_date + p_sys->dts++ * p_block->i_length;
 125
 126     switch (pic.sliceType)
 127     {
 128     case X265_TYPE_I:
 129         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_I;
 130         break;
 131     case X265_TYPE_P:
 132         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_P;
 133         break;
 134     case X265_TYPE_B:
 135         p_block->i_flags |= BLOCK_FLAG_TYPE_B;
 136         break;
 137     }
 138
 139 #ifndef NDEBUG
 140     msg_Dbg(p_enc, "%zu bytes (frame %"PRId64", %.2ffps)", p_block->i_buffer,
 141         p_sys->dts, (float)p_sys->dts * CLOCK_FREQ / (mdate() - p_sys->start));
 142 #endif
 143
 144     return p_block;
 145 }
 146
 147 static int  Open (vlc_object_t *p_this)
 148 {
 149     encoder_t     *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 150     encoder_sys_t *p_sys;
 151
 152     if (p_enc->fmt_out.i_codec != VLC_CODEC_HEVC && !p_enc->b_force)
 153         return VLC_EGENERIC;
 154
 155     p_enc->fmt_out.i_cat = VIDEO_ES;
 156     p_enc->fmt_out.i_codec = VLC_CODEC_HEVC;
 157     p_enc->p_sys = p_sys = malloc(sizeof(encoder_sys_t));
 158     if (!p_sys)
 159         return VLC_ENOMEM;
 160
 161     p_enc->fmt_in.i_codec = VLC_CODEC_I420;
 162
 163     x265_param *param = &p_sys->param;
 164     x265_param_default(param);
 165
 166     param->frameNumThreads = vlc_GetCPUCount();
 167     param->bEnableWavefront = 0; // buggy in x265, use frame threading for now
 168     param->maxCUSize = 16; /* use smaller macroblock */
 169
 170 #if X265_BUILD >= 6
 171     param->fpsNum = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 172     param->fpsDenom = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 173     if (!param->fpsNum) {
 174         param->fpsNum = 25;
 175         param->fpsDenom = 1;
 176     }
 177 #else
 178     if (p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base) {
 179         param->frameRate = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate /
 180             p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 181     } else {
 182         param->frameRate = 25;
 183     }
 184 #endif
 185     param->sourceWidth = p_enc->fmt_in.video.i_visible_width;
 186     param->sourceHeight = p_enc->fmt_in.video.i_visible_height;
 187
 188     if (param->sourceWidth & (param->maxCUSize - 1)) {
 189         msg_Err(p_enc, "Width (%d) must be a multiple of %d",
 190             param->sourceWidth, param->maxCUSize);
 191         free(p_sys);
 192         return VLC_EGENERIC;
 193     }
 194     if (param->sourceHeight & 7) {
 195         msg_Err(p_enc, "Height (%d) must be a multiple of 8", param->sourceHeight);
 196         free(p_sys);
 197         return VLC_EGENERIC;
 198     }
 199
 200     if (p_enc->fmt_out.i_bitrate > 0) {
 201         param->rc.bitrate = p_enc->fmt_out.i_bitrate / 1000;
 202         param->rc.rateControlMode = X265_RC_ABR;
 203     }
 204
 205     p_sys->h = x265_encoder_open(param);
 206     if (p_sys->h == NULL) {
 207         msg_Err(p_enc, "cannot open x265 encoder");
 208         free(p_sys);
 209         return VLC_EGENERIC;
 210     }
 211
 212     x265_nal *nal;
 213     uint32_t i_nal;
 214     if (x265_encoder_headers(p_sys->h, &nal, &i_nal) < 0) {
 215         msg_Err(p_enc, "cannot get x265 headers");
 216         Close(VLC_OBJECT(p_enc));
 217         return VLC_EGENERIC;
 218     }
 219
 220     size_t i_extra = 0;
 221     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++)
 222         i_extra += nal[i].sizeBytes;
 223
 224     p_enc->fmt_out.i_extra = i_extra;
 225
 226     uint8_t *p_extra = p_enc->fmt_out.p_extra = malloc(i_extra);
 227     if (!p_extra) {
 228         Close(VLC_OBJECT(p_enc));
 229         return VLC_ENOMEM;
 230     }
 231
 232     for (uint32_t i = 0; i < i_nal; i++) {
 233         memcpy(p_extra, nal[i].payload, nal[i].sizeBytes);
 234         p_extra += nal[i].sizeBytes;
 235     }
 236
 237     p_sys->dts = 0;
 238     p_sys->initial_date = 0;
 239     p_sys->i_initial_delay = 0;
 240     p_sys->write_headers = true;
 241
 242     p_enc->pf_encode_video = Encode;
 243     p_enc->pf_encode_audio = NULL;
 244
 245     return VLC_SUCCESS;
 246 }
 247
 248 static void Close(vlc_object_t *p_this)
 249 {
 250     encoder_t     *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 251     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 252
 253     x265_encoder_close(p_sys->h);
 254
 255     free(p_sys);
 256 }