git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libaomenc.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2010, Google, Inc.
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * AV1 encoder support via libaom
  24  */
  25
  26 #define AOM_DISABLE_CTRL_TYPECHECKS 1
  27 #include <aom/aom_encoder.h>
  28 #include <aom/aomcx.h>
  29
  30 #include "libavutil/avassert.h"
  31 #include "libavutil/base64.h"
  32 #include "libavutil/common.h"
  33 #include "libavutil/mathematics.h"
  34 #include "libavutil/opt.h"
  35 #include "libavutil/pixdesc.h"
  36
  37 #include "avcodec.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "profiles.h"
  40
  41 /*
  42  * Portion of struct aom_codec_cx_pkt from aom_encoder.h.
  43  * One encoded frame returned from the library.
  44  */
  45 struct FrameListData {
  46     void *buf;                       /**< compressed data buffer */
  47     size_t sz;                       /**< length of compressed data */
  48     int64_t pts;                     /**< time stamp to show frame
  49                                           (in timebase units) */
  50     unsigned long duration;          /**< duration to show frame
  51                                           (in timebase units) */
  52     uint32_t flags;                  /**< flags for this frame */
  53     struct FrameListData *next;
  54 };
  55
  56 typedef struct AOMEncoderContext {
  57     AVClass *class;
  58     AVBSFContext *bsf;
  59     struct aom_codec_ctx encoder;
  60     struct aom_image rawimg;
  61     struct aom_fixed_buf twopass_stats;
  62     struct FrameListData *coded_frame_list;
  63     int cpu_used;
  64     int auto_alt_ref;
  65     int lag_in_frames;
  66     int error_resilient;
  67     int crf;
  68     int static_thresh;
  69     int drop_threshold;
  70     int noise_sensitivity;
  71 } AOMContext;
  72
  73 static const char *const ctlidstr[] = {
  74     [AOME_SET_CPUUSED]          = "AOME_SET_CPUUSED",
  75     [AOME_SET_CQ_LEVEL]         = "AOME_SET_CQ_LEVEL",
  76     [AOME_SET_ENABLEAUTOALTREF] = "AOME_SET_ENABLEAUTOALTREF",
  77     [AOME_SET_STATIC_THRESHOLD] = "AOME_SET_STATIC_THRESHOLD",
  78     [AV1E_SET_COLOR_RANGE]      = "AV1E_SET_COLOR_RANGE",
  79     [AV1E_SET_COLOR_PRIMARIES]  = "AV1E_SET_COLOR_PRIMARIES",
  80     [AV1E_SET_MATRIX_COEFFICIENTS] = "AV1E_SET_MATRIX_COEFFICIENTS",
  81     [AV1E_SET_TRANSFER_CHARACTERISTICS] = "AV1E_SET_TRANSFER_CHARACTERISTICS",
  82 };
  83
  84 static av_cold void log_encoder_error(AVCodecContext *avctx, const char *desc)
  85 {
  86     AOMContext *ctx    = avctx->priv_data;
  87     const char *error  = aom_codec_error(&ctx->encoder);
  88     const char *detail = aom_codec_error_detail(&ctx->encoder);
  89
  90     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", desc, error);
  91     if (detail)
  92         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  Additional information: %s\n", detail);
  93 }
  94
  95 static av_cold void dump_enc_cfg(AVCodecContext *avctx,
  96                                  const struct aom_codec_enc_cfg *cfg)
  97 {
  98     int width = -30;
  99     int level = AV_LOG_DEBUG;
 100
 101     av_log(avctx, level, "aom_codec_enc_cfg\n");
 102     av_log(avctx, level, "generic settings\n"
 103                          "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n"
 104                          "  %*s%u\n  %*s%u\n"
 105                          "  %*s{%u/%u}\n  %*s%u\n  %*s%d\n  %*s%u\n",
 106            width, "g_usage:",           cfg->g_usage,
 107            width, "g_threads:",         cfg->g_threads,
 108            width, "g_profile:",         cfg->g_profile,
 109            width, "g_w:",               cfg->g_w,
 110            width, "g_h:",               cfg->g_h,
 111            width, "g_bit_depth:",       cfg->g_bit_depth,
 112            width, "g_input_bit_depth:", cfg->g_input_bit_depth,
 113            width, "g_timebase:",        cfg->g_timebase.num, cfg->g_timebase.den,
 114            width, "g_error_resilient:", cfg->g_error_resilient,
 115            width, "g_pass:",            cfg->g_pass,
 116            width, "g_lag_in_frames:",   cfg->g_lag_in_frames);
 117     av_log(avctx, level, "rate control settings\n"
 118                          "  %*s%u\n  %*s%d\n  %*s%p(%"SIZE_SPECIFIER")\n  %*s%u\n",
 119            width, "rc_dropframe_thresh:", cfg->rc_dropframe_thresh,
 120            width, "rc_end_usage:",        cfg->rc_end_usage,
 121            width, "rc_twopass_stats_in:", cfg->rc_twopass_stats_in.buf, cfg->rc_twopass_stats_in.sz,
 122            width, "rc_target_bitrate:",   cfg->rc_target_bitrate);
 123     av_log(avctx, level, "quantizer settings\n"
 124                          "  %*s%u\n  %*s%u\n",
 125            width, "rc_min_quantizer:", cfg->rc_min_quantizer,
 126            width, "rc_max_quantizer:", cfg->rc_max_quantizer);
 127     av_log(avctx, level, "bitrate tolerance\n"
 128                          "  %*s%u\n  %*s%u\n",
 129            width, "rc_undershoot_pct:", cfg->rc_undershoot_pct,
 130            width, "rc_overshoot_pct:",  cfg->rc_overshoot_pct);
 131     av_log(avctx, level, "decoder buffer model\n"
 132                          "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 133            width, "rc_buf_sz:",         cfg->rc_buf_sz,
 134            width, "rc_buf_initial_sz:", cfg->rc_buf_initial_sz,
 135            width, "rc_buf_optimal_sz:", cfg->rc_buf_optimal_sz);
 136     av_log(avctx, level, "2 pass rate control settings\n"
 137                          "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 138            width, "rc_2pass_vbr_bias_pct:",       cfg->rc_2pass_vbr_bias_pct,
 139            width, "rc_2pass_vbr_minsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_minsection_pct,
 140            width, "rc_2pass_vbr_maxsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_maxsection_pct);
 141     av_log(avctx, level, "keyframing settings\n"
 142                          "  %*s%d\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 143            width, "kf_mode:",     cfg->kf_mode,
 144            width, "kf_min_dist:", cfg->kf_min_dist,
 145            width, "kf_max_dist:", cfg->kf_max_dist);
 146     av_log(avctx, level, "\n");
 147 }
 148
 149 static void coded_frame_add(void *list, struct FrameListData *cx_frame)
 150 {
 151     struct FrameListData **p = list;
 152
 153     while (*p)
 154         p = &(*p)->next;
 155     *p = cx_frame;
 156     cx_frame->next = NULL;
 157 }
 158
 159 static av_cold void free_coded_frame(struct FrameListData *cx_frame)
 160 {
 161     av_freep(&cx_frame->buf);
 162     av_freep(&cx_frame);
 163 }
 164
 165 static av_cold void free_frame_list(struct FrameListData *list)
 166 {
 167     struct FrameListData *p = list;
 168
 169     while (p) {
 170         list = list->next;
 171         free_coded_frame(p);
 172         p = list;
 173     }
 174 }
 175
 176 static av_cold int codecctl_int(AVCodecContext *avctx,
 177                                 enum aome_enc_control_id id, int val)
 178 {
 179     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 180     char buf[80];
 181     int width = -30;
 182     int res;
 183
 184     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s:", ctlidstr[id]);
 185     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "  %*s%d\n", width, buf, val);
 186
 187     res = aom_codec_control(&ctx->encoder, id, val);
 188     if (res != AOM_CODEC_OK) {
 189         snprintf(buf, sizeof(buf), "Failed to set %s codec control",
 190                  ctlidstr[id]);
 191         log_encoder_error(avctx, buf);
 192         return AVERROR(EINVAL);
 193     }
 194
 195     return 0;
 196 }
 197
 198 static av_cold int aom_free(AVCodecContext *avctx)
 199 {
 200     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 201
 202     aom_codec_destroy(&ctx->encoder);
 203     av_freep(&ctx->twopass_stats.buf);
 204     av_freep(&avctx->stats_out);
 205     free_frame_list(ctx->coded_frame_list);
 206     av_bsf_free(&ctx->bsf);
 207     return 0;
 208 }
 209
 210 static int set_pix_fmt(AVCodecContext *avctx, aom_codec_caps_t codec_caps,
 211                        struct aom_codec_enc_cfg *enccfg, aom_codec_flags_t *flags,
 212                        aom_img_fmt_t *img_fmt)
 213 {
 214     AOMContext av_unused *ctx = avctx->priv_data;
 215     enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth = 8;
 216     switch (avctx->pix_fmt) {
 217     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 218         enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_MAIN;
 219         *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I420;
 220         return 0;
 221     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 222         enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 223         *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I422;
 224         return 0;
 225     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 226         enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_HIGH;
 227         *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I444;
 228         return 0;
 229     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 230     case AV_PIX_FMT_YUV420P12:
 231         if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH) {
 232             enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth =
 233                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P10 ? 10 : 12;
 234             enccfg->g_profile =
 235                 enccfg->g_bit_depth == 10 ? FF_PROFILE_AV1_MAIN : FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 236             *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I42016;
 237             *flags |= AOM_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH;
 238             return 0;
 239         }
 240         break;
 241     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 242     case AV_PIX_FMT_YUV422P12:
 243         if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH) {
 244             enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth =
 245                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P10 ? 10 : 12;
 246             enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 247             *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I42216;
 248             *flags |= AOM_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH;
 249             return 0;
 250         }
 251         break;
 252     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 253     case AV_PIX_FMT_YUV444P12:
 254         if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH) {
 255             enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth =
 256                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P10 ? 10 : 12;
 257             enccfg->g_profile =
 258                 enccfg->g_bit_depth == 10 ? FF_PROFILE_AV1_HIGH : FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 259             *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I44416;
 260             *flags |= AOM_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH;
 261             return 0;
 262         }
 263         break;
 264     default:
 265         break;
 266     }
 267     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported pixel format.\n");
 268     return AVERROR_INVALIDDATA;
 269 }
 270
 271 static void set_color_range(AVCodecContext *avctx)
 272 {
 273     enum aom_color_range aom_cr;
 274     switch (avctx->color_range) {
 275     case AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED:
 276     case AVCOL_RANGE_MPEG:       aom_cr = AOM_CR_STUDIO_RANGE; break;
 277     case AVCOL_RANGE_JPEG:       aom_cr = AOM_CR_FULL_RANGE;   break;
 278     default:
 279         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported color range (%d)\n",
 280                avctx->color_range);
 281         return;
 282     }
 283
 284     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_COLOR_RANGE, aom_cr);
 285 }
 286
 287 static av_cold int aom_init(AVCodecContext *avctx,
 288                             const struct aom_codec_iface *iface)
 289 {
 290     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 291     struct aom_codec_enc_cfg enccfg = { 0 };
 292     aom_codec_flags_t flags = 0;
 293     AVCPBProperties *cpb_props;
 294     int res;
 295     aom_img_fmt_t img_fmt;
 296     aom_codec_caps_t codec_caps = aom_codec_get_caps(iface);
 297
 298     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", aom_codec_version_str());
 299     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", aom_codec_build_config());
 300
 301     if ((res = aom_codec_enc_config_default(iface, &enccfg, 0)) != AOM_CODEC_OK) {
 302         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to get config: %s\n",
 303                aom_codec_err_to_string(res));
 304         return AVERROR(EINVAL);
 305     }
 306
 307     if (set_pix_fmt(avctx, codec_caps, &enccfg, &flags, &img_fmt))
 308         return AVERROR(EINVAL);
 309
 310     if(!avctx->bit_rate)
 311         if(avctx->rc_max_rate || avctx->rc_buffer_size || avctx->rc_initial_buffer_occupancy) {
 312             av_log( avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control parameters set without a bitrate\n");
 313             return AVERROR(EINVAL);
 314         }
 315
 316     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
 317
 318     enccfg.g_w            = avctx->width;
 319     enccfg.g_h            = avctx->height;
 320     enccfg.g_timebase.num = avctx->time_base.num;
 321     enccfg.g_timebase.den = avctx->time_base.den;
 322     enccfg.g_threads      = avctx->thread_count;
 323
 324     if (ctx->lag_in_frames >= 0)
 325         enccfg.g_lag_in_frames = ctx->lag_in_frames;
 326
 327     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1)
 328         enccfg.g_pass = AOM_RC_FIRST_PASS;
 329     else if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS2)
 330         enccfg.g_pass = AOM_RC_LAST_PASS;
 331     else
 332         enccfg.g_pass = AOM_RC_ONE_PASS;
 333
 334     if (avctx->rc_min_rate == avctx->rc_max_rate &&
 335         avctx->rc_min_rate == avctx->bit_rate && avctx->bit_rate) {
 336         enccfg.rc_end_usage = AOM_CBR;
 337     } else if (ctx->crf >= 0) {
 338         enccfg.rc_end_usage = AOM_CQ;
 339         if (!avctx->bit_rate)
 340             enccfg.rc_end_usage = AOM_Q;
 341     }
 342
 343     if (avctx->bit_rate) {
 344         enccfg.rc_target_bitrate = av_rescale_rnd(avctx->bit_rate, 1, 1000,
 345                                                   AV_ROUND_NEAR_INF);
 346     } else if (enccfg.rc_end_usage != AOM_Q) {
 347         if (enccfg.rc_end_usage == AOM_CQ) {
 348             enccfg.rc_target_bitrate = 1000000;
 349         } else {
 350             avctx->bit_rate = enccfg.rc_target_bitrate * 1000;
 351             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 352                    "Neither bitrate nor constrained quality specified, using default bitrate of %dkbit/sec\n",
 353                    enccfg.rc_target_bitrate);
 354         }
 355     }
 356
 357     if (avctx->qmin >= 0)
 358         enccfg.rc_min_quantizer = avctx->qmin;
 359     if (avctx->qmax >= 0)
 360         enccfg.rc_max_quantizer = avctx->qmax;
 361
 362     if (enccfg.rc_end_usage == AOM_CQ || enccfg.rc_end_usage == AOM_Q) {
 363         if (ctx->crf < enccfg.rc_min_quantizer || ctx->crf > enccfg.rc_max_quantizer) {
 364             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 365                    "CQ level %d must be between minimum and maximum quantizer value (%d-%d)\n",
 366                    ctx->crf, enccfg.rc_min_quantizer, enccfg.rc_max_quantizer);
 367             return AVERROR(EINVAL);
 368         }
 369     }
 370
 371     enccfg.rc_dropframe_thresh = ctx->drop_threshold;
 372
 373     // 0-100 (0 => CBR, 100 => VBR)
 374     enccfg.rc_2pass_vbr_bias_pct       = round(avctx->qcompress * 100);
 375     if (avctx->bit_rate)
 376         enccfg.rc_2pass_vbr_minsection_pct =
 377             avctx->rc_min_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
 378     if (avctx->rc_max_rate)
 379         enccfg.rc_2pass_vbr_maxsection_pct =
 380             avctx->rc_max_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
 381
 382     if (avctx->rc_buffer_size)
 383         enccfg.rc_buf_sz =
 384             avctx->rc_buffer_size * 1000LL / avctx->bit_rate;
 385     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
 386         enccfg.rc_buf_initial_sz =
 387             avctx->rc_initial_buffer_occupancy * 1000LL / avctx->bit_rate;
 388     enccfg.rc_buf_optimal_sz = enccfg.rc_buf_sz * 5 / 6;
 389
 390     // _enc_init() will balk if kf_min_dist differs from max w/AOM_KF_AUTO
 391     if (avctx->keyint_min >= 0 && avctx->keyint_min == avctx->gop_size)
 392         enccfg.kf_min_dist = avctx->keyint_min;
 393     if (avctx->gop_size >= 0)
 394         enccfg.kf_max_dist = avctx->gop_size;
 395
 396     if (enccfg.g_pass == AOM_RC_FIRST_PASS)
 397         enccfg.g_lag_in_frames = 0;
 398     else if (enccfg.g_pass == AOM_RC_LAST_PASS) {
 399         int decode_size, ret;
 400
 401         if (!avctx->stats_in) {
 402             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No stats file for second pass\n");
 403             return AVERROR_INVALIDDATA;
 404         }
 405
 406         ctx->twopass_stats.sz = strlen(avctx->stats_in) * 3 / 4;
 407         ret                   = av_reallocp(&ctx->twopass_stats.buf, ctx->twopass_stats.sz);
 408         if (ret < 0) {
 409             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 410                    "Stat buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
 411                    ctx->twopass_stats.sz);
 412             ctx->twopass_stats.sz = 0;
 413             return ret;
 414         }
 415         decode_size = av_base64_decode(ctx->twopass_stats.buf, avctx->stats_in,
 416                                        ctx->twopass_stats.sz);
 417         if (decode_size < 0) {
 418             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer decode failed\n");
 419             return AVERROR_INVALIDDATA;
 420         }
 421
 422         ctx->twopass_stats.sz      = decode_size;
 423         enccfg.rc_twopass_stats_in = ctx->twopass_stats;
 424     }
 425
 426     /* 0-3: For non-zero values the encoder increasingly optimizes for reduced
 427      * complexity playback on low powered devices at the expense of encode
 428      * quality. */
 429     if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
 430         enccfg.g_profile = avctx->profile;
 431
 432     enccfg.g_error_resilient = ctx->error_resilient;
 433
 434     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
 435     /* Construct Encoder Context */
 436     res = aom_codec_enc_init(&ctx->encoder, iface, &enccfg, flags);
 437     if (res != AOM_CODEC_OK) {
 438         log_encoder_error(avctx, "Failed to initialize encoder");
 439         return AVERROR(EINVAL);
 440     }
 441
 442     // codec control failures are currently treated only as warnings
 443     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "aom_codec_control\n");
 444     codecctl_int(avctx, AOME_SET_CPUUSED, ctx->cpu_used);
 445     if (ctx->auto_alt_ref >= 0)
 446         codecctl_int(avctx, AOME_SET_ENABLEAUTOALTREF, ctx->auto_alt_ref);
 447
 448     codecctl_int(avctx, AOME_SET_STATIC_THRESHOLD, ctx->static_thresh);
 449     if (ctx->crf >= 0)
 450         codecctl_int(avctx, AOME_SET_CQ_LEVEL,          ctx->crf);
 451
 452     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_COLOR_PRIMARIES, avctx->color_primaries);
 453     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_MATRIX_COEFFICIENTS, avctx->colorspace);
 454     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_TRANSFER_CHARACTERISTICS, avctx->color_trc);
 455     set_color_range(avctx);
 456
 457     // provide dummy value to initialize wrapper, values will be updated each _encode()
 458     aom_img_wrap(&ctx->rawimg, img_fmt, avctx->width, avctx->height, 1,
 459                  (unsigned char*)1);
 460
 461     if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH)
 462         ctx->rawimg.bit_depth = enccfg.g_bit_depth;
 463
 464     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
 465     if (!cpb_props)
 466         return AVERROR(ENOMEM);
 467
 468     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 469         const AVBitStreamFilter *filter = av_bsf_get_by_name("extract_extradata");
 470         int ret;
 471
 472         if (!filter) {
 473             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "extract_extradata bitstream filter "
 474                    "not found. This is a bug, please report it.\n");
 475             return AVERROR_BUG;
 476         }
 477         ret = av_bsf_alloc(filter, &ctx->bsf);
 478         if (ret < 0)
 479             return ret;
 480
 481         ret = avcodec_parameters_from_context(ctx->bsf->par_in, avctx);
 482         if (ret < 0)
 483            return ret;
 484
 485         ret = av_bsf_init(ctx->bsf);
 486         if (ret < 0)
 487            return ret;
 488     }
 489
 490     if (enccfg.rc_end_usage == AOM_CBR ||
 491         enccfg.g_pass != AOM_RC_ONE_PASS) {
 492         cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
 493         cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
 494         cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
 495     }
 496     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
 497
 498     return 0;
 499 }
 500
 501 static inline void cx_pktcpy(struct FrameListData *dst,
 502                              const struct aom_codec_cx_pkt *src)
 503 {
 504     dst->pts      = src->data.frame.pts;
 505     dst->duration = src->data.frame.duration;
 506     dst->flags    = src->data.frame.flags;
 507     dst->sz       = src->data.frame.sz;
 508     dst->buf      = src->data.frame.buf;
 509 }
 510
 511 /**
 512  * Store coded frame information in format suitable for return from encode2().
 513  *
 514  * Write information from @a cx_frame to @a pkt
 515  * @return packet data size on success
 516  * @return a negative AVERROR on error
 517  */
 518 static int storeframe(AVCodecContext *avctx, struct FrameListData *cx_frame,
 519                       AVPacket *pkt)
 520 {
 521     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 522     int ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, cx_frame->sz, 0);
 523     if (ret < 0) {
 524         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 525                "Error getting output packet of size %"SIZE_SPECIFIER".\n", cx_frame->sz);
 526         return ret;
 527     }
 528     memcpy(pkt->data, cx_frame->buf, pkt->size);
 529     pkt->pts = pkt->dts = cx_frame->pts;
 530
 531     if (!!(cx_frame->flags & AOM_FRAME_IS_KEY))
 532         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 533
 534     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 535         ret = av_bsf_send_packet(ctx->bsf, pkt);
 536         if (ret < 0) {
 537             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "extract_extradata filter "
 538                    "failed to send input packet\n");
 539             return ret;
 540         }
 541         ret = av_bsf_receive_packet(ctx->bsf, pkt);
 542
 543         if (ret < 0) {
 544             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "extract_extradata filter "
 545                    "failed to receive output packet\n");
 546             return ret;
 547         }
 548     }
 549     return pkt->size;
 550 }
 551
 552 /**
 553  * Queue multiple output frames from the encoder, returning the front-most.
 554  * In cases where aom_codec_get_cx_data() returns more than 1 frame append
 555  * the frame queue. Return the head frame if available.
 556  * @return Stored frame size
 557  * @return AVERROR(EINVAL) on output size error
 558  * @return AVERROR(ENOMEM) on coded frame queue data allocation error
 559  */
 560 static int queue_frames(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt_out)
 561 {
 562     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 563     const struct aom_codec_cx_pkt *pkt;
 564     const void *iter = NULL;
 565     int size = 0;
 566
 567     if (ctx->coded_frame_list) {
 568         struct FrameListData *cx_frame = ctx->coded_frame_list;
 569         /* return the leading frame if we've already begun queueing */
 570         size = storeframe(avctx, cx_frame, pkt_out);
 571         if (size < 0)
 572             return size;
 573         ctx->coded_frame_list = cx_frame->next;
 574         free_coded_frame(cx_frame);
 575     }
 576
 577     /* consume all available output from the encoder before returning. buffers
 578      * are only good through the next aom_codec call */
 579     while ((pkt = aom_codec_get_cx_data(&ctx->encoder, &iter))) {
 580         switch (pkt->kind) {
 581         case AOM_CODEC_CX_FRAME_PKT:
 582             if (!size) {
 583                 struct FrameListData cx_frame;
 584
 585                 /* avoid storing the frame when the list is empty and we haven't yet
 586                  * provided a frame for output */
 587                 av_assert0(!ctx->coded_frame_list);
 588                 cx_pktcpy(&cx_frame, pkt);
 589                 size = storeframe(avctx, &cx_frame, pkt_out);
 590                 if (size < 0)
 591                     return size;
 592             } else {
 593                 struct FrameListData *cx_frame =
 594                     av_malloc(sizeof(struct FrameListData));
 595
 596                 if (!cx_frame) {
 597                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 598                            "Frame queue element alloc failed\n");
 599                     return AVERROR(ENOMEM);
 600                 }
 601                 cx_pktcpy(cx_frame, pkt);
 602                 cx_frame->buf = av_malloc(cx_frame->sz);
 603
 604                 if (!cx_frame->buf) {
 605                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 606                            "Data buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
 607                            cx_frame->sz);
 608                     av_freep(&cx_frame);
 609                     return AVERROR(ENOMEM);
 610                 }
 611                 memcpy(cx_frame->buf, pkt->data.frame.buf, pkt->data.frame.sz);
 612                 coded_frame_add(&ctx->coded_frame_list, cx_frame);
 613             }
 614             break;
 615         case AOM_CODEC_STATS_PKT:
 616         {
 617             struct aom_fixed_buf *stats = &ctx->twopass_stats;
 618             int err;
 619             if ((err = av_reallocp(&stats->buf,
 620                                    stats->sz +
 621                                    pkt->data.twopass_stats.sz)) < 0) {
 622                 stats->sz = 0;
 623                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer realloc failed\n");
 624                 return err;
 625             }
 626             memcpy((uint8_t *)stats->buf + stats->sz,
 627                    pkt->data.twopass_stats.buf, pkt->data.twopass_stats.sz);
 628             stats->sz += pkt->data.twopass_stats.sz;
 629             break;
 630         }
 631         case AOM_CODEC_PSNR_PKT: // FIXME add support for AV_CODEC_FLAG_PSNR
 632         case AOM_CODEC_CUSTOM_PKT:
 633             // ignore unsupported/unrecognized packet types
 634             break;
 635         }
 636     }
 637
 638     return size;
 639 }
 640
 641 static int aom_encode(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 642                       const AVFrame *frame, int *got_packet)
 643 {
 644     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 645     struct aom_image *rawimg = NULL;
 646     int64_t timestamp = 0;
 647     int res, coded_size;
 648     aom_enc_frame_flags_t flags = 0;
 649
 650     if (frame) {
 651         rawimg                      = &ctx->rawimg;
 652         rawimg->planes[AOM_PLANE_Y] = frame->data[0];
 653         rawimg->planes[AOM_PLANE_U] = frame->data[1];
 654         rawimg->planes[AOM_PLANE_V] = frame->data[2];
 655         rawimg->stride[AOM_PLANE_Y] = frame->linesize[0];
 656         rawimg->stride[AOM_PLANE_U] = frame->linesize[1];
 657         rawimg->stride[AOM_PLANE_V] = frame->linesize[2];
 658         timestamp                   = frame->pts;
 659         switch (frame->color_range) {
 660         case AVCOL_RANGE_MPEG:
 661             rawimg->range = AOM_CR_STUDIO_RANGE;
 662             break;
 663         case AVCOL_RANGE_JPEG:
 664             rawimg->range = AOM_CR_FULL_RANGE;
 665             break;
 666         }
 667
 668         if (frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I)
 669             flags |= AOM_EFLAG_FORCE_KF;
 670     }
 671
 672     res = aom_codec_encode(&ctx->encoder, rawimg, timestamp,
 673                            avctx->ticks_per_frame, flags);
 674     if (res != AOM_CODEC_OK) {
 675         log_encoder_error(avctx, "Error encoding frame");
 676         return AVERROR_INVALIDDATA;
 677     }
 678     coded_size = queue_frames(avctx, pkt);
 679
 680     if (!frame && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
 681         size_t b64_size = AV_BASE64_SIZE(ctx->twopass_stats.sz);
 682
 683         avctx->stats_out = av_malloc(b64_size);
 684         if (!avctx->stats_out) {
 685             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
 686                    b64_size);
 687             return AVERROR(ENOMEM);
 688         }
 689         av_base64_encode(avctx->stats_out, b64_size, ctx->twopass_stats.buf,
 690                          ctx->twopass_stats.sz);
 691     }
 692
 693     *got_packet = !!coded_size;
 694     return 0;
 695 }
 696
 697 static const enum AVPixelFormat av1_pix_fmts[] = {
 698     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 699     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 700     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 701     AV_PIX_FMT_NONE
 702 };
 703
 704 static const enum AVPixelFormat av1_pix_fmts_highbd[] = {
 705     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 706     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 707     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 708     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
 709     AV_PIX_FMT_YUV422P10,
 710     AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 711     AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 712     AV_PIX_FMT_YUV422P12,
 713     AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 714     AV_PIX_FMT_NONE
 715 };
 716
 717 static av_cold void av1_init_static(AVCodec *codec)
 718 {
 719     aom_codec_caps_t codec_caps = aom_codec_get_caps(aom_codec_av1_cx());
 720     if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH)
 721         codec->pix_fmts = av1_pix_fmts_highbd;
 722     else
 723         codec->pix_fmts = av1_pix_fmts;
 724 }
 725
 726 static av_cold int av1_init(AVCodecContext *avctx)
 727 {
 728     return aom_init(avctx, aom_codec_av1_cx());
 729 }
 730
 731 #define OFFSET(x) offsetof(AOMContext, x)
 732 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 733 static const AVOption options[] = {
 734     { "cpu-used",        "Quality/Speed ratio modifier",           OFFSET(cpu_used),        AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1}, 0, 8, VE},
 735     { "auto-alt-ref",    "Enable use of alternate reference "
 736                          "frames (2-pass only)",                   OFFSET(auto_alt_ref),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      2,       VE},
 737     { "lag-in-frames",   "Number of frames to look ahead at for "
 738                          "alternate reference frame selection",    OFFSET(lag_in_frames),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE},
 739     { "error-resilience", "Error resilience configuration", OFFSET(error_resilient), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "er"},
 740     { "default",         "Improve resiliency against losses of whole frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AOM_ERROR_RESILIENT_DEFAULT}, 0, 0, VE, "er"},
 741     { "partitions",      "The frame partitions are independently decodable "
 742                          "by the bool decoder, meaning that partitions can be decoded even "
 743                          "though earlier partitions have been lost. Note that intra predicition"
 744                          " is still done over the partition boundary.",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AOM_ERROR_RESILIENT_PARTITIONS}, 0, 0, VE, "er"},
 745     { "crf",              "Select the quality for constant quality mode", offsetof(AOMContext, crf), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 63, VE },
 746     { "static-thresh",    "A change threshold on blocks below which they will be skipped by the encoder", OFFSET(static_thresh), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
 747     { "drop-threshold",   "Frame drop threshold", offsetof(AOMContext, drop_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, VE },
 748     { "noise-sensitivity", "Noise sensitivity", OFFSET(noise_sensitivity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 4, VE},
 749     { NULL }
 750 };
 751
 752 static const AVCodecDefault defaults[] = {
 753     { "qmin",             "-1" },
 754     { "qmax",             "-1" },
 755     { "g",                "-1" },
 756     { "keyint_min",       "-1" },
 757     { NULL },
 758 };
 759
 760 static const AVClass class_aom = {
 761     .class_name = "libaom-av1 encoder",
 762     .item_name  = av_default_item_name,
 763     .option     = options,
 764     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 765 };
 766
 767 AVCodec ff_libaom_av1_encoder = {
 768     .name           = "libaom-av1",
 769     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libaom AV1"),
 770     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 771     .id             = AV_CODEC_ID_AV1,
 772     .priv_data_size = sizeof(AOMContext),
 773     .init           = av1_init,
 774     .encode2        = aom_encode,
 775     .close          = aom_free,
 776     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AUTO_THREADS | AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 777     .profiles       = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_av1_profiles),
 778     .priv_class     = &class_aom,
 779     .defaults       = defaults,
 780     .init_static_data = av1_init_static,
 781     .wrapper_name   = "libaom",
 782 };