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     struct aom_codec_ctx encoder;
  59     struct aom_image rawimg;
  60     struct aom_fixed_buf twopass_stats;
  61     struct FrameListData *coded_frame_list;
  62     int cpu_used;
  63     int auto_alt_ref;
  64     int lag_in_frames;
  65     int error_resilient;
  66     int crf;
  67     int static_thresh;
  68     int drop_threshold;
  69     int noise_sensitivity;
  70 } AOMContext;
  71
  72 static const char *const ctlidstr[] = {
  73     [AOME_SET_CPUUSED]          = "AOME_SET_CPUUSED",
  74     [AOME_SET_CQ_LEVEL]         = "AOME_SET_CQ_LEVEL",
  75     [AOME_SET_ENABLEAUTOALTREF] = "AOME_SET_ENABLEAUTOALTREF",
  76     [AOME_SET_STATIC_THRESHOLD] = "AOME_SET_STATIC_THRESHOLD",
  77     [AV1E_SET_COLOR_RANGE]      = "AV1E_SET_COLOR_RANGE",
  78     [AV1E_SET_COLOR_PRIMARIES]  = "AV1E_SET_COLOR_PRIMARIES",
  79     [AV1E_SET_MATRIX_COEFFICIENTS] = "AV1E_SET_MATRIX_COEFFICIENTS",
  80     [AV1E_SET_TRANSFER_CHARACTERISTICS] = "AV1E_SET_TRANSFER_CHARACTERISTICS",
  81 };
  82
  83 static av_cold void log_encoder_error(AVCodecContext *avctx, const char *desc)
  84 {
  85     AOMContext *ctx    = avctx->priv_data;
  86     const char *error  = aom_codec_error(&ctx->encoder);
  87     const char *detail = aom_codec_error_detail(&ctx->encoder);
  88
  89     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", desc, error);
  90     if (detail)
  91         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  Additional information: %s\n", detail);
  92 }
  93
  94 static av_cold void dump_enc_cfg(AVCodecContext *avctx,
  95                                  const struct aom_codec_enc_cfg *cfg)
  96 {
  97     int width = -30;
  98     int level = AV_LOG_DEBUG;
  99
 100     av_log(avctx, level, "aom_codec_enc_cfg\n");
 101     av_log(avctx, level, "generic settings\n"
 102                          "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n"
 103                          "  %*s%u\n  %*s%u\n"
 104                          "  %*s{%u/%u}\n  %*s%u\n  %*s%d\n  %*s%u\n",
 105            width, "g_usage:",           cfg->g_usage,
 106            width, "g_threads:",         cfg->g_threads,
 107            width, "g_profile:",         cfg->g_profile,
 108            width, "g_w:",               cfg->g_w,
 109            width, "g_h:",               cfg->g_h,
 110            width, "g_bit_depth:",       cfg->g_bit_depth,
 111            width, "g_input_bit_depth:", cfg->g_input_bit_depth,
 112            width, "g_timebase:",        cfg->g_timebase.num, cfg->g_timebase.den,
 113            width, "g_error_resilient:", cfg->g_error_resilient,
 114            width, "g_pass:",            cfg->g_pass,
 115            width, "g_lag_in_frames:",   cfg->g_lag_in_frames);
 116     av_log(avctx, level, "rate control settings\n"
 117                          "  %*s%u\n  %*s%d\n  %*s%p(%"SIZE_SPECIFIER")\n  %*s%u\n",
 118            width, "rc_dropframe_thresh:", cfg->rc_dropframe_thresh,
 119            width, "rc_end_usage:",        cfg->rc_end_usage,
 120            width, "rc_twopass_stats_in:", cfg->rc_twopass_stats_in.buf, cfg->rc_twopass_stats_in.sz,
 121            width, "rc_target_bitrate:",   cfg->rc_target_bitrate);
 122     av_log(avctx, level, "quantizer settings\n"
 123                          "  %*s%u\n  %*s%u\n",
 124            width, "rc_min_quantizer:", cfg->rc_min_quantizer,
 125            width, "rc_max_quantizer:", cfg->rc_max_quantizer);
 126     av_log(avctx, level, "bitrate tolerance\n"
 127                          "  %*s%u\n  %*s%u\n",
 128            width, "rc_undershoot_pct:", cfg->rc_undershoot_pct,
 129            width, "rc_overshoot_pct:",  cfg->rc_overshoot_pct);
 130     av_log(avctx, level, "decoder buffer model\n"
 131                          "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 132            width, "rc_buf_sz:",         cfg->rc_buf_sz,
 133            width, "rc_buf_initial_sz:", cfg->rc_buf_initial_sz,
 134            width, "rc_buf_optimal_sz:", cfg->rc_buf_optimal_sz);
 135     av_log(avctx, level, "2 pass rate control settings\n"
 136                          "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 137            width, "rc_2pass_vbr_bias_pct:",       cfg->rc_2pass_vbr_bias_pct,
 138            width, "rc_2pass_vbr_minsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_minsection_pct,
 139            width, "rc_2pass_vbr_maxsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_maxsection_pct);
 140     av_log(avctx, level, "keyframing settings\n"
 141                          "  %*s%d\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 142            width, "kf_mode:",     cfg->kf_mode,
 143            width, "kf_min_dist:", cfg->kf_min_dist,
 144            width, "kf_max_dist:", cfg->kf_max_dist);
 145     av_log(avctx, level, "\n");
 146 }
 147
 148 static void coded_frame_add(void *list, struct FrameListData *cx_frame)
 149 {
 150     struct FrameListData **p = list;
 151
 152     while (*p)
 153         p = &(*p)->next;
 154     *p = cx_frame;
 155     cx_frame->next = NULL;
 156 }
 157
 158 static av_cold void free_coded_frame(struct FrameListData *cx_frame)
 159 {
 160     av_freep(&cx_frame->buf);
 161     av_freep(&cx_frame);
 162 }
 163
 164 static av_cold void free_frame_list(struct FrameListData *list)
 165 {
 166     struct FrameListData *p = list;
 167
 168     while (p) {
 169         list = list->next;
 170         free_coded_frame(p);
 171         p = list;
 172     }
 173 }
 174
 175 static av_cold int codecctl_int(AVCodecContext *avctx,
 176                                 enum aome_enc_control_id id, int val)
 177 {
 178     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 179     char buf[80];
 180     int width = -30;
 181     int res;
 182
 183     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s:", ctlidstr[id]);
 184     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "  %*s%d\n", width, buf, val);
 185
 186     res = aom_codec_control(&ctx->encoder, id, val);
 187     if (res != AOM_CODEC_OK) {
 188         snprintf(buf, sizeof(buf), "Failed to set %s codec control",
 189                  ctlidstr[id]);
 190         log_encoder_error(avctx, buf);
 191         return AVERROR(EINVAL);
 192     }
 193
 194     return 0;
 195 }
 196
 197 static av_cold int aom_free(AVCodecContext *avctx)
 198 {
 199     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 200
 201     aom_codec_destroy(&ctx->encoder);
 202     av_freep(&ctx->twopass_stats.buf);
 203     av_freep(&avctx->stats_out);
 204     free_frame_list(ctx->coded_frame_list);
 205     return 0;
 206 }
 207
 208 static int set_pix_fmt(AVCodecContext *avctx, aom_codec_caps_t codec_caps,
 209                        struct aom_codec_enc_cfg *enccfg, aom_codec_flags_t *flags,
 210                        aom_img_fmt_t *img_fmt)
 211 {
 212     AOMContext av_unused *ctx = avctx->priv_data;
 213     enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth = 8;
 214     switch (avctx->pix_fmt) {
 215     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 216         enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_MAIN;
 217         *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I420;
 218         return 0;
 219     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
 220         enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 221         *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I422;
 222         return 0;
 223     case AV_PIX_FMT_GBRP:
 224     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 225         enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_HIGH;
 226         *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I444;
 227         return 0;
 228     case AV_PIX_FMT_YUV420P10:
 229     case AV_PIX_FMT_YUV420P12:
 230         if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH) {
 231             enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth =
 232                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P10 ? 10 : 12;
 233             enccfg->g_profile =
 234                 enccfg->g_bit_depth == 10 ? FF_PROFILE_AV1_MAIN : FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 235             *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I42016;
 236             *flags |= AOM_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH;
 237             return 0;
 238         }
 239         break;
 240     case AV_PIX_FMT_YUV422P10:
 241     case AV_PIX_FMT_YUV422P12:
 242         if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH) {
 243             enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth =
 244                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P10 ? 10 : 12;
 245             enccfg->g_profile = FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 246             *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I42216;
 247             *flags |= AOM_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH;
 248             return 0;
 249         }
 250         break;
 251     case AV_PIX_FMT_GBRP10:
 252     case AV_PIX_FMT_GBRP12:
 253     case AV_PIX_FMT_YUV444P10:
 254     case AV_PIX_FMT_YUV444P12:
 255         if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH) {
 256             enccfg->g_bit_depth = enccfg->g_input_bit_depth =
 257                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P10 ||
 258                 avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_GBRP10 ? 10 : 12;
 259             enccfg->g_profile =
 260                 enccfg->g_bit_depth == 10 ? FF_PROFILE_AV1_HIGH : FF_PROFILE_AV1_PROFESSIONAL;
 261             *img_fmt = AOM_IMG_FMT_I44416;
 262             *flags |= AOM_CODEC_USE_HIGHBITDEPTH;
 263             return 0;
 264         }
 265         break;
 266     default:
 267         break;
 268     }
 269     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported pixel format.\n");
 270     return AVERROR_INVALIDDATA;
 271 }
 272
 273 static void set_color_range(AVCodecContext *avctx)
 274 {
 275     enum aom_color_range aom_cr;
 276     switch (avctx->color_range) {
 277     case AVCOL_RANGE_UNSPECIFIED:
 278     case AVCOL_RANGE_MPEG:       aom_cr = AOM_CR_STUDIO_RANGE; break;
 279     case AVCOL_RANGE_JPEG:       aom_cr = AOM_CR_FULL_RANGE;   break;
 280     default:
 281         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported color range (%d)\n",
 282                avctx->color_range);
 283         return;
 284     }
 285
 286     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_COLOR_RANGE, aom_cr);
 287 }
 288
 289 static av_cold int aom_init(AVCodecContext *avctx,
 290                             const struct aom_codec_iface *iface)
 291 {
 292     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 293     struct aom_codec_enc_cfg enccfg = { 0 };
 294     aom_codec_flags_t flags = 0;
 295     AVCPBProperties *cpb_props;
 296     int res;
 297     aom_img_fmt_t img_fmt;
 298     aom_codec_caps_t codec_caps = aom_codec_get_caps(iface);
 299
 300     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", aom_codec_version_str());
 301     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", aom_codec_build_config());
 302
 303     if ((res = aom_codec_enc_config_default(iface, &enccfg, 0)) != AOM_CODEC_OK) {
 304         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to get config: %s\n",
 305                aom_codec_err_to_string(res));
 306         return AVERROR(EINVAL);
 307     }
 308
 309     if (set_pix_fmt(avctx, codec_caps, &enccfg, &flags, &img_fmt))
 310         return AVERROR(EINVAL);
 311
 312     if(!avctx->bit_rate)
 313         if(avctx->rc_max_rate || avctx->rc_buffer_size || avctx->rc_initial_buffer_occupancy) {
 314             av_log( avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control parameters set without a bitrate\n");
 315             return AVERROR(EINVAL);
 316         }
 317
 318     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
 319
 320     enccfg.g_w            = avctx->width;
 321     enccfg.g_h            = avctx->height;
 322     enccfg.g_timebase.num = avctx->time_base.num;
 323     enccfg.g_timebase.den = avctx->time_base.den;
 324     enccfg.g_threads      = avctx->thread_count;
 325
 326     if (ctx->lag_in_frames >= 0)
 327         enccfg.g_lag_in_frames = ctx->lag_in_frames;
 328
 329     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1)
 330         enccfg.g_pass = AOM_RC_FIRST_PASS;
 331     else if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS2)
 332         enccfg.g_pass = AOM_RC_LAST_PASS;
 333     else
 334         enccfg.g_pass = AOM_RC_ONE_PASS;
 335
 336     if (avctx->rc_min_rate == avctx->rc_max_rate &&
 337         avctx->rc_min_rate == avctx->bit_rate && avctx->bit_rate) {
 338         enccfg.rc_end_usage = AOM_CBR;
 339     } else if (ctx->crf >= 0) {
 340         enccfg.rc_end_usage = AOM_CQ;
 341         if (!avctx->bit_rate)
 342             enccfg.rc_end_usage = AOM_Q;
 343     }
 344
 345     if (avctx->bit_rate) {
 346         enccfg.rc_target_bitrate = av_rescale_rnd(avctx->bit_rate, 1, 1000,
 347                                                   AV_ROUND_NEAR_INF);
 348     } else if (enccfg.rc_end_usage != AOM_Q) {
 349         if (enccfg.rc_end_usage == AOM_CQ) {
 350             enccfg.rc_target_bitrate = 1000000;
 351         } else {
 352             avctx->bit_rate = enccfg.rc_target_bitrate * 1000;
 353             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 354                    "Neither bitrate nor constrained quality specified, using default bitrate of %dkbit/sec\n",
 355                    enccfg.rc_target_bitrate);
 356         }
 357     }
 358
 359     if (avctx->qmin >= 0)
 360         enccfg.rc_min_quantizer = avctx->qmin;
 361     if (avctx->qmax >= 0)
 362         enccfg.rc_max_quantizer = avctx->qmax;
 363
 364     if (enccfg.rc_end_usage == AOM_CQ || enccfg.rc_end_usage == AOM_Q) {
 365         if (ctx->crf < enccfg.rc_min_quantizer || ctx->crf > enccfg.rc_max_quantizer) {
 366             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 367                    "CQ level %d must be between minimum and maximum quantizer value (%d-%d)\n",
 368                    ctx->crf, enccfg.rc_min_quantizer, enccfg.rc_max_quantizer);
 369             return AVERROR(EINVAL);
 370         }
 371     }
 372
 373     enccfg.rc_dropframe_thresh = ctx->drop_threshold;
 374
 375     // 0-100 (0 => CBR, 100 => VBR)
 376     enccfg.rc_2pass_vbr_bias_pct       = round(avctx->qcompress * 100);
 377     if (avctx->bit_rate)
 378         enccfg.rc_2pass_vbr_minsection_pct =
 379             avctx->rc_min_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
 380     if (avctx->rc_max_rate)
 381         enccfg.rc_2pass_vbr_maxsection_pct =
 382             avctx->rc_max_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
 383
 384     if (avctx->rc_buffer_size)
 385         enccfg.rc_buf_sz =
 386             avctx->rc_buffer_size * 1000LL / avctx->bit_rate;
 387     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
 388         enccfg.rc_buf_initial_sz =
 389             avctx->rc_initial_buffer_occupancy * 1000LL / avctx->bit_rate;
 390     enccfg.rc_buf_optimal_sz = enccfg.rc_buf_sz * 5 / 6;
 391
 392     // _enc_init() will balk if kf_min_dist differs from max w/AOM_KF_AUTO
 393     if (avctx->keyint_min >= 0 && avctx->keyint_min == avctx->gop_size)
 394         enccfg.kf_min_dist = avctx->keyint_min;
 395     if (avctx->gop_size >= 0)
 396         enccfg.kf_max_dist = avctx->gop_size;
 397
 398     if (enccfg.g_pass == AOM_RC_FIRST_PASS)
 399         enccfg.g_lag_in_frames = 0;
 400     else if (enccfg.g_pass == AOM_RC_LAST_PASS) {
 401         int decode_size, ret;
 402
 403         if (!avctx->stats_in) {
 404             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No stats file for second pass\n");
 405             return AVERROR_INVALIDDATA;
 406         }
 407
 408         ctx->twopass_stats.sz = strlen(avctx->stats_in) * 3 / 4;
 409         ret                   = av_reallocp(&ctx->twopass_stats.buf, ctx->twopass_stats.sz);
 410         if (ret < 0) {
 411             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 412                    "Stat buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
 413                    ctx->twopass_stats.sz);
 414             ctx->twopass_stats.sz = 0;
 415             return ret;
 416         }
 417         decode_size = av_base64_decode(ctx->twopass_stats.buf, avctx->stats_in,
 418                                        ctx->twopass_stats.sz);
 419         if (decode_size < 0) {
 420             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer decode failed\n");
 421             return AVERROR_INVALIDDATA;
 422         }
 423
 424         ctx->twopass_stats.sz      = decode_size;
 425         enccfg.rc_twopass_stats_in = ctx->twopass_stats;
 426     }
 427
 428     /* 0-3: For non-zero values the encoder increasingly optimizes for reduced
 429      * complexity playback on low powered devices at the expense of encode
 430      * quality. */
 431     if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
 432         enccfg.g_profile = avctx->profile;
 433
 434     enccfg.g_error_resilient = ctx->error_resilient;
 435
 436     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
 437     /* Construct Encoder Context */
 438     res = aom_codec_enc_init(&ctx->encoder, iface, &enccfg, flags);
 439     if (res != AOM_CODEC_OK) {
 440         log_encoder_error(avctx, "Failed to initialize encoder");
 441         return AVERROR(EINVAL);
 442     }
 443
 444     // codec control failures are currently treated only as warnings
 445     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "aom_codec_control\n");
 446     codecctl_int(avctx, AOME_SET_CPUUSED, ctx->cpu_used);
 447     if (ctx->auto_alt_ref >= 0)
 448         codecctl_int(avctx, AOME_SET_ENABLEAUTOALTREF, ctx->auto_alt_ref);
 449
 450     codecctl_int(avctx, AOME_SET_STATIC_THRESHOLD, ctx->static_thresh);
 451     if (ctx->crf >= 0)
 452         codecctl_int(avctx, AOME_SET_CQ_LEVEL,          ctx->crf);
 453
 454     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_COLOR_PRIMARIES, avctx->color_primaries);
 455     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_MATRIX_COEFFICIENTS, avctx->colorspace);
 456     codecctl_int(avctx, AV1E_SET_TRANSFER_CHARACTERISTICS, avctx->color_trc);
 457     set_color_range(avctx);
 458
 459     // provide dummy value to initialize wrapper, values will be updated each _encode()
 460     aom_img_wrap(&ctx->rawimg, img_fmt, avctx->width, avctx->height, 1,
 461                  (unsigned char*)1);
 462
 463     if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH)
 464         ctx->rawimg.bit_depth = enccfg.g_bit_depth;
 465
 466     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
 467     if (!cpb_props)
 468         return AVERROR(ENOMEM);
 469
 470     if (enccfg.rc_end_usage == AOM_CBR ||
 471         enccfg.g_pass != AOM_RC_ONE_PASS) {
 472         cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
 473         cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
 474         cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
 475     }
 476     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
 477
 478     return 0;
 479 }
 480
 481 static inline void cx_pktcpy(struct FrameListData *dst,
 482                              const struct aom_codec_cx_pkt *src)
 483 {
 484     dst->pts      = src->data.frame.pts;
 485     dst->duration = src->data.frame.duration;
 486     dst->flags    = src->data.frame.flags;
 487     dst->sz       = src->data.frame.sz;
 488     dst->buf      = src->data.frame.buf;
 489 }
 490
 491 /**
 492  * Store coded frame information in format suitable for return from encode2().
 493  *
 494  * Write information from @a cx_frame to @a pkt
 495  * @return packet data size on success
 496  * @return a negative AVERROR on error
 497  */
 498 static int storeframe(AVCodecContext *avctx, struct FrameListData *cx_frame,
 499                       AVPacket *pkt)
 500 {
 501     int ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, cx_frame->sz, 0);
 502     if (ret < 0) {
 503         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 504                "Error getting output packet of size %"SIZE_SPECIFIER".\n", cx_frame->sz);
 505         return ret;
 506     }
 507     memcpy(pkt->data, cx_frame->buf, pkt->size);
 508     pkt->pts = pkt->dts = cx_frame->pts;
 509
 510     if (!!(cx_frame->flags & AOM_FRAME_IS_KEY))
 511         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 512     return pkt->size;
 513 }
 514
 515 /**
 516  * Queue multiple output frames from the encoder, returning the front-most.
 517  * In cases where aom_codec_get_cx_data() returns more than 1 frame append
 518  * the frame queue. Return the head frame if available.
 519  * @return Stored frame size
 520  * @return AVERROR(EINVAL) on output size error
 521  * @return AVERROR(ENOMEM) on coded frame queue data allocation error
 522  */
 523 static int queue_frames(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt_out)
 524 {
 525     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 526     const struct aom_codec_cx_pkt *pkt;
 527     const void *iter = NULL;
 528     int size = 0;
 529
 530     if (ctx->coded_frame_list) {
 531         struct FrameListData *cx_frame = ctx->coded_frame_list;
 532         /* return the leading frame if we've already begun queueing */
 533         size = storeframe(avctx, cx_frame, pkt_out);
 534         if (size < 0)
 535             return size;
 536         ctx->coded_frame_list = cx_frame->next;
 537         free_coded_frame(cx_frame);
 538     }
 539
 540     /* consume all available output from the encoder before returning. buffers
 541      * are only good through the next aom_codec call */
 542     while ((pkt = aom_codec_get_cx_data(&ctx->encoder, &iter))) {
 543         switch (pkt->kind) {
 544         case AOM_CODEC_CX_FRAME_PKT:
 545             if (!size) {
 546                 struct FrameListData cx_frame;
 547
 548                 /* avoid storing the frame when the list is empty and we haven't yet
 549                  * provided a frame for output */
 550                 av_assert0(!ctx->coded_frame_list);
 551                 cx_pktcpy(&cx_frame, pkt);
 552                 size = storeframe(avctx, &cx_frame, pkt_out);
 553                 if (size < 0)
 554                     return size;
 555             } else {
 556                 struct FrameListData *cx_frame =
 557                     av_malloc(sizeof(struct FrameListData));
 558
 559                 if (!cx_frame) {
 560                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 561                            "Frame queue element alloc failed\n");
 562                     return AVERROR(ENOMEM);
 563                 }
 564                 cx_pktcpy(cx_frame, pkt);
 565                 cx_frame->buf = av_malloc(cx_frame->sz);
 566
 567                 if (!cx_frame->buf) {
 568                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 569                            "Data buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
 570                            cx_frame->sz);
 571                     av_freep(&cx_frame);
 572                     return AVERROR(ENOMEM);
 573                 }
 574                 memcpy(cx_frame->buf, pkt->data.frame.buf, pkt->data.frame.sz);
 575                 coded_frame_add(&ctx->coded_frame_list, cx_frame);
 576             }
 577             break;
 578         case AOM_CODEC_STATS_PKT:
 579         {
 580             struct aom_fixed_buf *stats = &ctx->twopass_stats;
 581             int err;
 582             if ((err = av_reallocp(&stats->buf,
 583                                    stats->sz +
 584                                    pkt->data.twopass_stats.sz)) < 0) {
 585                 stats->sz = 0;
 586                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer realloc failed\n");
 587                 return err;
 588             }
 589             memcpy((uint8_t *)stats->buf + stats->sz,
 590                    pkt->data.twopass_stats.buf, pkt->data.twopass_stats.sz);
 591             stats->sz += pkt->data.twopass_stats.sz;
 592             break;
 593         }
 594         case AOM_CODEC_PSNR_PKT: // FIXME add support for AV_CODEC_FLAG_PSNR
 595         case AOM_CODEC_CUSTOM_PKT:
 596             // ignore unsupported/unrecognized packet types
 597             break;
 598         }
 599     }
 600
 601     return size;
 602 }
 603
 604 static int aom_encode(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 605                       const AVFrame *frame, int *got_packet)
 606 {
 607     AOMContext *ctx = avctx->priv_data;
 608     struct aom_image *rawimg = NULL;
 609     int64_t timestamp = 0;
 610     int res, coded_size;
 611     aom_enc_frame_flags_t flags = 0;
 612
 613     if (frame) {
 614         rawimg                      = &ctx->rawimg;
 615         rawimg->planes[AOM_PLANE_Y] = frame->data[0];
 616         rawimg->planes[AOM_PLANE_U] = frame->data[1];
 617         rawimg->planes[AOM_PLANE_V] = frame->data[2];
 618         rawimg->stride[AOM_PLANE_Y] = frame->linesize[0];
 619         rawimg->stride[AOM_PLANE_U] = frame->linesize[1];
 620         rawimg->stride[AOM_PLANE_V] = frame->linesize[2];
 621         timestamp                   = frame->pts;
 622         switch (frame->color_range) {
 623         case AVCOL_RANGE_MPEG:
 624             rawimg->range = AOM_CR_STUDIO_RANGE;
 625             break;
 626         case AVCOL_RANGE_JPEG:
 627             rawimg->range = AOM_CR_FULL_RANGE;
 628             break;
 629         }
 630
 631         if (frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I)
 632             flags |= AOM_EFLAG_FORCE_KF;
 633     }
 634
 635     res = aom_codec_encode(&ctx->encoder, rawimg, timestamp,
 636                            avctx->ticks_per_frame, flags);
 637     if (res != AOM_CODEC_OK) {
 638         log_encoder_error(avctx, "Error encoding frame");
 639         return AVERROR_INVALIDDATA;
 640     }
 641     coded_size = queue_frames(avctx, pkt);
 642
 643     if (!frame && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1) {
 644         size_t b64_size = AV_BASE64_SIZE(ctx->twopass_stats.sz);
 645
 646         avctx->stats_out = av_malloc(b64_size);
 647         if (!avctx->stats_out) {
 648             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
 649                    b64_size);
 650             return AVERROR(ENOMEM);
 651         }
 652         av_base64_encode(avctx->stats_out, b64_size, ctx->twopass_stats.buf,
 653                          ctx->twopass_stats.sz);
 654     }
 655
 656     *got_packet = !!coded_size;
 657     return 0;
 658 }
 659
 660 static const enum AVPixelFormat av1_pix_fmts[] = {
 661     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 662     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 663     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 664     AV_PIX_FMT_GBRP,
 665     AV_PIX_FMT_NONE
 666 };
 667
 668 static const enum AVPixelFormat av1_pix_fmts_highbd[] = {
 669     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 670     AV_PIX_FMT_YUV422P,
 671     AV_PIX_FMT_YUV444P,
 672     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
 673     AV_PIX_FMT_YUV422P10,
 674     AV_PIX_FMT_YUV444P10,
 675     AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 676     AV_PIX_FMT_YUV422P12,
 677     AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 678     AV_PIX_FMT_GBRP,
 679     AV_PIX_FMT_GBRP10,
 680     AV_PIX_FMT_GBRP12,
 681     AV_PIX_FMT_NONE
 682 };
 683
 684 static av_cold void av1_init_static(AVCodec *codec)
 685 {
 686     aom_codec_caps_t codec_caps = aom_codec_get_caps(aom_codec_av1_cx());
 687     if (codec_caps & AOM_CODEC_CAP_HIGHBITDEPTH)
 688         codec->pix_fmts = av1_pix_fmts_highbd;
 689     else
 690         codec->pix_fmts = av1_pix_fmts;
 691 }
 692
 693 static av_cold int av1_init(AVCodecContext *avctx)
 694 {
 695     return aom_init(avctx, aom_codec_av1_cx());
 696 }
 697
 698 #define OFFSET(x) offsetof(AOMContext, x)
 699 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 700 static const AVOption options[] = {
 701     { "cpu-used",        "Quality/Speed ratio modifier",           OFFSET(cpu_used),        AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1}, -8, 8, VE},
 702     { "auto-alt-ref",    "Enable use of alternate reference "
 703                          "frames (2-pass only)",                   OFFSET(auto_alt_ref),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      2,       VE},
 704     { "lag-in-frames",   "Number of frames to look ahead at for "
 705                          "alternate reference frame selection",    OFFSET(lag_in_frames),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE},
 706     { "error-resilience", "Error resilience configuration", OFFSET(error_resilient), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "er"},
 707     { "default",         "Improve resiliency against losses of whole frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AOM_ERROR_RESILIENT_DEFAULT}, 0, 0, VE, "er"},
 708     { "partitions",      "The frame partitions are independently decodable "
 709                          "by the bool decoder, meaning that partitions can be decoded even "
 710                          "though earlier partitions have been lost. Note that intra predicition"
 711                          " is still done over the partition boundary.",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = AOM_ERROR_RESILIENT_PARTITIONS}, 0, 0, VE, "er"},
 712     { "crf",              "Select the quality for constant quality mode", offsetof(AOMContext, crf), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 63, VE },
 713     { "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 },
 714     { "drop-threshold",   "Frame drop threshold", offsetof(AOMContext, drop_threshold), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, VE },
 715     { "noise-sensitivity", "Noise sensitivity", OFFSET(noise_sensitivity), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0 }, 0, 4, VE},
 716     { NULL }
 717 };
 718
 719 static const AVCodecDefault defaults[] = {
 720     { "qmin",             "-1" },
 721     { "qmax",             "-1" },
 722     { "g",                "-1" },
 723     { "keyint_min",       "-1" },
 724     { NULL },
 725 };
 726
 727 static const AVClass class_aom = {
 728     .class_name = "libaom-av1 encoder",
 729     .item_name  = av_default_item_name,
 730     .option     = options,
 731     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 732 };
 733
 734 AVCodec ff_libaom_av1_encoder = {
 735     .name           = "libaom-av1",
 736     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libaom AV1"),
 737     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 738     .id             = AV_CODEC_ID_AV1,
 739     .priv_data_size = sizeof(AOMContext),
 740     .init           = av1_init,
 741     .encode2        = aom_encode,
 742     .close          = aom_free,
 743     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AUTO_THREADS | AV_CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 744     .profiles       = NULL_IF_CONFIG_SMALL(ff_av1_profiles),
 745     .priv_class     = &class_aom,
 746     .defaults       = defaults,
 747     .init_static_data = av1_init_static,
 748     .wrapper_name   = "libaom",
 749 };