git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libvpxenc.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  * VP8 encoder support via libvpx
  24  */
  25
  26 #define VPX_DISABLE_CTRL_TYPECHECKS 1
  27 #define VPX_CODEC_DISABLE_COMPAT    1
  28 #include <vpx/vpx_encoder.h>
  29 #include <vpx/vp8cx.h>
  30
  31 #include "avcodec.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "libavutil/avassert.h"
  34 #include "libavutil/base64.h"
  35 #include "libavutil/common.h"
  36 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  37 #include "libavutil/mathematics.h"
  38 #include "libavutil/opt.h"
  39
  40 /**
  41  * Portion of struct vpx_codec_cx_pkt from vpx_encoder.h.
  42  * One encoded frame returned from the library.
  43  */
  44 struct FrameListData {
  45     void *buf;                       /**< compressed data buffer */
  46     size_t sz;                       /**< length of compressed data */
  47     void *buf_alpha;
  48     size_t sz_alpha;
  49     int64_t pts;                     /**< time stamp to show frame
  50                                           (in timebase units) */
  51     unsigned long duration;          /**< duration to show frame
  52                                           (in timebase units) */
  53     uint32_t flags;                  /**< flags for this frame */
  54     uint64_t sse[4];
  55     int have_sse;                    /**< true if we have pending sse[] */
  56     uint64_t frame_number;
  57     struct FrameListData *next;
  58 };
  59
  60 typedef struct VP8EncoderContext {
  61     AVClass *class;
  62     struct vpx_codec_ctx encoder;
  63     struct vpx_image rawimg;
  64     struct vpx_codec_ctx encoder_alpha;
  65     struct vpx_image rawimg_alpha;
  66     uint8_t is_alpha;
  67     struct vpx_fixed_buf twopass_stats;
  68     int deadline; //i.e., RT/GOOD/BEST
  69     uint64_t sse[4];
  70     int have_sse; /**< true if we have pending sse[] */
  71     uint64_t frame_number;
  72     struct FrameListData *coded_frame_list;
  73
  74     int cpu_used;
  75     /**
  76      * VP8 specific flags, see VP8F_* below.
  77      */
  78     int flags;
  79 #define VP8F_ERROR_RESILIENT 0x00000001 ///< Enable measures appropriate for streaming over lossy links
  80 #define VP8F_AUTO_ALT_REF    0x00000002 ///< Enable automatic alternate reference frame generation
  81
  82     int auto_alt_ref;
  83
  84     int arnr_max_frames;
  85     int arnr_strength;
  86     int arnr_type;
  87
  88     int lag_in_frames;
  89     int error_resilient;
  90     int crf;
  91     int max_intra_rate;
  92
  93     // VP9-only
  94     int lossless;
  95     int tile_columns;
  96     int tile_rows;
  97     int frame_parallel;
  98 } VP8Context;
  99
 100 /** String mappings for enum vp8e_enc_control_id */
 101 static const char *const ctlidstr[] = {
 102     [VP8E_UPD_ENTROPY]           = "VP8E_UPD_ENTROPY",
 103     [VP8E_UPD_REFERENCE]         = "VP8E_UPD_REFERENCE",
 104     [VP8E_USE_REFERENCE]         = "VP8E_USE_REFERENCE",
 105     [VP8E_SET_ROI_MAP]           = "VP8E_SET_ROI_MAP",
 106     [VP8E_SET_ACTIVEMAP]         = "VP8E_SET_ACTIVEMAP",
 107     [VP8E_SET_SCALEMODE]         = "VP8E_SET_SCALEMODE",
 108     [VP8E_SET_CPUUSED]           = "VP8E_SET_CPUUSED",
 109     [VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF]  = "VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF",
 110     [VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY] = "VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY",
 111     [VP8E_SET_SHARPNESS]         = "VP8E_SET_SHARPNESS",
 112     [VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD]  = "VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD",
 113     [VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS]  = "VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS",
 114     [VP8E_GET_LAST_QUANTIZER]    = "VP8E_GET_LAST_QUANTIZER",
 115     [VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES]    = "VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES",
 116     [VP8E_SET_ARNR_STRENGTH]     = "VP8E_SET_ARNR_STRENGTH",
 117     [VP8E_SET_ARNR_TYPE]         = "VP8E_SET_ARNR_TYPE",
 118     [VP8E_SET_CQ_LEVEL]          = "VP8E_SET_CQ_LEVEL",
 119     [VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT] = "VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT",
 120 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
 121     [VP9E_SET_LOSSLESS]                = "VP9E_SET_LOSSLESS",
 122     [VP9E_SET_TILE_COLUMNS]            = "VP9E_SET_TILE_COLUMNS",
 123     [VP9E_SET_TILE_ROWS]               = "VP9E_SET_TILE_ROWS",
 124     [VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING] = "VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING",
 125 #endif
 126 };
 127
 128 static av_cold void log_encoder_error(AVCodecContext *avctx, const char *desc)
 129 {
 130     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
 131     const char *error  = vpx_codec_error(&ctx->encoder);
 132     const char *detail = vpx_codec_error_detail(&ctx->encoder);
 133
 134     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", desc, error);
 135     if (detail)
 136         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  Additional information: %s\n", detail);
 137 }
 138
 139 static av_cold void dump_enc_cfg(AVCodecContext *avctx,
 140                                  const struct vpx_codec_enc_cfg *cfg)
 141 {
 142     int width = -30;
 143     int level = AV_LOG_DEBUG;
 144
 145     av_log(avctx, level, "vpx_codec_enc_cfg\n");
 146     av_log(avctx, level, "generic settings\n"
 147            "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n"
 148            "  %*s{%u/%u}\n  %*s%u\n  %*s%d\n  %*s%u\n",
 149            width, "g_usage:",           cfg->g_usage,
 150            width, "g_threads:",         cfg->g_threads,
 151            width, "g_profile:",         cfg->g_profile,
 152            width, "g_w:",               cfg->g_w,
 153            width, "g_h:",               cfg->g_h,
 154            width, "g_timebase:",        cfg->g_timebase.num, cfg->g_timebase.den,
 155            width, "g_error_resilient:", cfg->g_error_resilient,
 156            width, "g_pass:",            cfg->g_pass,
 157            width, "g_lag_in_frames:",   cfg->g_lag_in_frames);
 158     av_log(avctx, level, "rate control settings\n"
 159            "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n"
 160            "  %*s%d\n  %*s%p(%zu)\n  %*s%u\n",
 161            width, "rc_dropframe_thresh:",   cfg->rc_dropframe_thresh,
 162            width, "rc_resize_allowed:",     cfg->rc_resize_allowed,
 163            width, "rc_resize_up_thresh:",   cfg->rc_resize_up_thresh,
 164            width, "rc_resize_down_thresh:", cfg->rc_resize_down_thresh,
 165            width, "rc_end_usage:",          cfg->rc_end_usage,
 166            width, "rc_twopass_stats_in:",   cfg->rc_twopass_stats_in.buf, cfg->rc_twopass_stats_in.sz,
 167            width, "rc_target_bitrate:",     cfg->rc_target_bitrate);
 168     av_log(avctx, level, "quantizer settings\n"
 169            "  %*s%u\n  %*s%u\n",
 170            width, "rc_min_quantizer:", cfg->rc_min_quantizer,
 171            width, "rc_max_quantizer:", cfg->rc_max_quantizer);
 172     av_log(avctx, level, "bitrate tolerance\n"
 173            "  %*s%u\n  %*s%u\n",
 174            width, "rc_undershoot_pct:", cfg->rc_undershoot_pct,
 175            width, "rc_overshoot_pct:",  cfg->rc_overshoot_pct);
 176     av_log(avctx, level, "decoder buffer model\n"
 177             "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 178             width, "rc_buf_sz:",         cfg->rc_buf_sz,
 179             width, "rc_buf_initial_sz:", cfg->rc_buf_initial_sz,
 180             width, "rc_buf_optimal_sz:", cfg->rc_buf_optimal_sz);
 181     av_log(avctx, level, "2 pass rate control settings\n"
 182            "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 183            width, "rc_2pass_vbr_bias_pct:",       cfg->rc_2pass_vbr_bias_pct,
 184            width, "rc_2pass_vbr_minsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_minsection_pct,
 185            width, "rc_2pass_vbr_maxsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_maxsection_pct);
 186     av_log(avctx, level, "keyframing settings\n"
 187            "  %*s%d\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
 188            width, "kf_mode:",     cfg->kf_mode,
 189            width, "kf_min_dist:", cfg->kf_min_dist,
 190            width, "kf_max_dist:", cfg->kf_max_dist);
 191     av_log(avctx, level, "\n");
 192 }
 193
 194 static void coded_frame_add(void *list, struct FrameListData *cx_frame)
 195 {
 196     struct FrameListData **p = list;
 197
 198     while (*p != NULL)
 199         p = &(*p)->next;
 200     *p = cx_frame;
 201     cx_frame->next = NULL;
 202 }
 203
 204 static av_cold void free_coded_frame(struct FrameListData *cx_frame)
 205 {
 206     av_freep(&cx_frame->buf);
 207     if (cx_frame->buf_alpha)
 208         av_freep(&cx_frame->buf_alpha);
 209     av_freep(&cx_frame);
 210 }
 211
 212 static av_cold void free_frame_list(struct FrameListData *list)
 213 {
 214     struct FrameListData *p = list;
 215
 216     while (p) {
 217         list = list->next;
 218         free_coded_frame(p);
 219         p = list;
 220     }
 221 }
 222
 223 static av_cold int codecctl_int(AVCodecContext *avctx,
 224                                 enum vp8e_enc_control_id id, int val)
 225 {
 226     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
 227     char buf[80];
 228     int width = -30;
 229     int res;
 230
 231     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s:", ctlidstr[id]);
 232     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "  %*s%d\n", width, buf, val);
 233
 234     res = vpx_codec_control(&ctx->encoder, id, val);
 235     if (res != VPX_CODEC_OK) {
 236         snprintf(buf, sizeof(buf), "Failed to set %s codec control",
 237                  ctlidstr[id]);
 238         log_encoder_error(avctx, buf);
 239     }
 240
 241     return res == VPX_CODEC_OK ? 0 : AVERROR(EINVAL);
 242 }
 243
 244 static av_cold int vp8_free(AVCodecContext *avctx)
 245 {
 246     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
 247
 248     vpx_codec_destroy(&ctx->encoder);
 249     if (ctx->is_alpha)
 250         vpx_codec_destroy(&ctx->encoder_alpha);
 251     av_freep(&ctx->twopass_stats.buf);
 252     av_freep(&avctx->coded_frame);
 253     av_freep(&avctx->stats_out);
 254     free_frame_list(ctx->coded_frame_list);
 255     return 0;
 256 }
 257
 258 static av_cold int vpx_init(AVCodecContext *avctx,
 259                             const struct vpx_codec_iface *iface)
 260 {
 261     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
 262     struct vpx_codec_enc_cfg enccfg;
 263     struct vpx_codec_enc_cfg enccfg_alpha;
 264     vpx_codec_flags_t flags = (avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR) ? VPX_CODEC_USE_PSNR : 0;
 265     int res;
 266
 267     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", vpx_codec_version_str());
 268     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", vpx_codec_build_config());
 269
 270     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVA420P)
 271         ctx->is_alpha = 1;
 272
 273     if ((res = vpx_codec_enc_config_default(iface, &enccfg, 0)) != VPX_CODEC_OK) {
 274         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to get config: %s\n",
 275                vpx_codec_err_to_string(res));
 276         return AVERROR(EINVAL);
 277     }
 278
 279     if(!avctx->bit_rate)
 280         if(avctx->rc_max_rate || avctx->rc_buffer_size || avctx->rc_initial_buffer_occupancy) {
 281             av_log( avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control parameters set without a bitrate\n");
 282             return AVERROR(EINVAL);
 283         }
 284
 285     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
 286
 287     enccfg.g_w            = avctx->width;
 288     enccfg.g_h            = avctx->height;
 289     enccfg.g_timebase.num = avctx->time_base.num;
 290     enccfg.g_timebase.den = avctx->time_base.den;
 291     enccfg.g_threads      = avctx->thread_count;
 292     enccfg.g_lag_in_frames= ctx->lag_in_frames;
 293
 294     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)
 295         enccfg.g_pass = VPX_RC_FIRST_PASS;
 296     else if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2)
 297         enccfg.g_pass = VPX_RC_LAST_PASS;
 298     else
 299         enccfg.g_pass = VPX_RC_ONE_PASS;
 300
 301     if (avctx->rc_min_rate == avctx->rc_max_rate &&
 302         avctx->rc_min_rate == avctx->bit_rate && avctx->bit_rate)
 303         enccfg.rc_end_usage = VPX_CBR;
 304     else if (ctx->crf)
 305         enccfg.rc_end_usage = VPX_CQ;
 306
 307     if (avctx->bit_rate) {
 308         enccfg.rc_target_bitrate = av_rescale_rnd(avctx->bit_rate, 1, 1000,
 309                                                 AV_ROUND_NEAR_INF);
 310     } else {
 311         if (enccfg.rc_end_usage == VPX_CQ) {
 312             enccfg.rc_target_bitrate = 1000000;
 313         } else {
 314             avctx->bit_rate = enccfg.rc_target_bitrate * 1000;
 315             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 316                    "Neither bitrate nor constrained quality specified, using default bitrate of %dkbit/sec\n",
 317                    enccfg.rc_target_bitrate);
 318         }
 319     }
 320
 321     if (avctx->qmin >= 0)
 322         enccfg.rc_min_quantizer = avctx->qmin;
 323     if (avctx->qmax >= 0)
 324         enccfg.rc_max_quantizer = avctx->qmax;
 325
 326     if (enccfg.rc_end_usage == VPX_CQ) {
 327         if (ctx->crf < enccfg.rc_min_quantizer || ctx->crf > enccfg.rc_max_quantizer) {
 328                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 329                        "CQ level must be between minimum and maximum quantizer value (%d-%d)\n",
 330                        enccfg.rc_min_quantizer, enccfg.rc_max_quantizer);
 331                 return AVERROR(EINVAL);
 332         }
 333     }
 334
 335     enccfg.rc_dropframe_thresh = avctx->frame_skip_threshold;
 336
 337     //0-100 (0 => CBR, 100 => VBR)
 338     enccfg.rc_2pass_vbr_bias_pct           = round(avctx->qcompress * 100);
 339     if (avctx->bit_rate)
 340         enccfg.rc_2pass_vbr_minsection_pct     =
 341             avctx->rc_min_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
 342     if (avctx->rc_max_rate)
 343         enccfg.rc_2pass_vbr_maxsection_pct =
 344             avctx->rc_max_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
 345
 346     if (avctx->rc_buffer_size)
 347         enccfg.rc_buf_sz         =
 348             avctx->rc_buffer_size * 1000LL / avctx->bit_rate;
 349     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
 350         enccfg.rc_buf_initial_sz =
 351             avctx->rc_initial_buffer_occupancy * 1000LL / avctx->bit_rate;
 352     enccfg.rc_buf_optimal_sz     = enccfg.rc_buf_sz * 5 / 6;
 353     enccfg.rc_undershoot_pct     = round(avctx->rc_buffer_aggressivity * 100);
 354
 355     //_enc_init() will balk if kf_min_dist differs from max w/VPX_KF_AUTO
 356     if (avctx->keyint_min >= 0 && avctx->keyint_min == avctx->gop_size)
 357         enccfg.kf_min_dist = avctx->keyint_min;
 358     if (avctx->gop_size >= 0)
 359         enccfg.kf_max_dist = avctx->gop_size;
 360
 361     if (enccfg.g_pass == VPX_RC_FIRST_PASS)
 362         enccfg.g_lag_in_frames = 0;
 363     else if (enccfg.g_pass == VPX_RC_LAST_PASS) {
 364         int decode_size;
 365
 366         if (!avctx->stats_in) {
 367             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No stats file for second pass\n");
 368             return AVERROR_INVALIDDATA;
 369         }
 370
 371         ctx->twopass_stats.sz  = strlen(avctx->stats_in) * 3 / 4;
 372         ctx->twopass_stats.buf = av_malloc(ctx->twopass_stats.sz);
 373         if (!ctx->twopass_stats.buf) {
 374             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 375                    "Stat buffer alloc (%zu bytes) failed\n",
 376                    ctx->twopass_stats.sz);
 377             return AVERROR(ENOMEM);
 378         }
 379         decode_size = av_base64_decode(ctx->twopass_stats.buf, avctx->stats_in,
 380                                        ctx->twopass_stats.sz);
 381         if (decode_size < 0) {
 382             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer decode failed\n");
 383             return AVERROR_INVALIDDATA;
 384         }
 385
 386         ctx->twopass_stats.sz      = decode_size;
 387         enccfg.rc_twopass_stats_in = ctx->twopass_stats;
 388     }
 389
 390     /* 0-3: For non-zero values the encoder increasingly optimizes for reduced
 391        complexity playback on low powered devices at the expense of encode
 392        quality. */
 393    if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
 394        enccfg.g_profile = avctx->profile;
 395
 396     enccfg.g_error_resilient = ctx->error_resilient || ctx->flags & VP8F_ERROR_RESILIENT;
 397
 398     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
 399     /* Construct Encoder Context */
 400     res = vpx_codec_enc_init(&ctx->encoder, iface, &enccfg, flags);
 401     if (res != VPX_CODEC_OK) {
 402         log_encoder_error(avctx, "Failed to initialize encoder");
 403         return AVERROR(EINVAL);
 404     }
 405
 406     if (ctx->is_alpha) {
 407         enccfg_alpha = enccfg;
 408         res = vpx_codec_enc_init(&ctx->encoder_alpha, iface, &enccfg_alpha, flags);
 409         if (res != VPX_CODEC_OK) {
 410             log_encoder_error(avctx, "Failed to initialize alpha encoder");
 411             return AVERROR(EINVAL);
 412         }
 413     }
 414
 415     //codec control failures are currently treated only as warnings
 416     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "vpx_codec_control\n");
 417     if (ctx->cpu_used != INT_MIN)
 418         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_CPUUSED,          ctx->cpu_used);
 419     if (ctx->flags & VP8F_AUTO_ALT_REF)
 420         ctx->auto_alt_ref = 1;
 421     if (ctx->auto_alt_ref >= 0)
 422         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF, ctx->auto_alt_ref);
 423     if (ctx->arnr_max_frames >= 0)
 424         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES,   ctx->arnr_max_frames);
 425     if (ctx->arnr_strength >= 0)
 426         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ARNR_STRENGTH,    ctx->arnr_strength);
 427     if (ctx->arnr_type >= 0)
 428         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ARNR_TYPE,        ctx->arnr_type);
 429     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY, avctx->noise_reduction);
 430     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS,  av_log2(avctx->slices));
 431     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD,  avctx->mb_threshold);
 432     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_CQ_LEVEL,          ctx->crf);
 433     if (ctx->max_intra_rate >= 0)
 434         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT, ctx->max_intra_rate);
 435
 436 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
 437     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_VP9) {
 438         if (ctx->lossless >= 0)
 439             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_LOSSLESS, ctx->lossless);
 440         if (ctx->tile_columns >= 0)
 441             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_TILE_COLUMNS, ctx->tile_columns);
 442         if (ctx->tile_rows >= 0)
 443             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_TILE_ROWS, ctx->tile_rows);
 444         if (ctx->frame_parallel >= 0)
 445             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING, ctx->frame_parallel);
 446     }
 447 #endif
 448
 449     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using deadline: %d\n", ctx->deadline);
 450
 451     //provide dummy value to initialize wrapper, values will be updated each _encode()
 452     vpx_img_wrap(&ctx->rawimg, VPX_IMG_FMT_I420, avctx->width, avctx->height, 1,
 453                  (unsigned char*)1);
 454
 455     if (ctx->is_alpha)
 456         vpx_img_wrap(&ctx->rawimg_alpha, VPX_IMG_FMT_I420, avctx->width, avctx->height, 1,
 457                      (unsigned char*)1);
 458
 459     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 460     if (!avctx->coded_frame) {
 461         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
 462         vp8_free(avctx);
 463         return AVERROR(ENOMEM);
 464     }
 465     return 0;
 466 }
 467
 468 static inline void cx_pktcpy(struct FrameListData *dst,
 469                              const struct vpx_codec_cx_pkt *src,
 470                              const struct vpx_codec_cx_pkt *src_alpha,
 471                              VP8Context *ctx)
 472 {
 473     dst->pts      = src->data.frame.pts;
 474     dst->duration = src->data.frame.duration;
 475     dst->flags    = src->data.frame.flags;
 476     dst->sz       = src->data.frame.sz;
 477     dst->buf      = src->data.frame.buf;
 478     dst->have_sse = 0;
 479     /* For alt-ref frame, don't store PSNR or increment frame_number */
 480     if (!(dst->flags & VPX_FRAME_IS_INVISIBLE)) {
 481         dst->frame_number = ++ctx->frame_number;
 482         dst->have_sse = ctx->have_sse;
 483         if (ctx->have_sse) {
 484             /* associate last-seen SSE to the frame. */
 485             /* Transfers ownership from ctx to dst. */
 486             /* WARNING! This makes the assumption that PSNR_PKT comes
 487                just before the frame it refers to! */
 488             memcpy(dst->sse, ctx->sse, sizeof(dst->sse));
 489             ctx->have_sse = 0;
 490         }
 491     } else {
 492         dst->frame_number = -1;   /* sanity marker */
 493     }
 494     if (src_alpha) {
 495         dst->buf_alpha = src_alpha->data.frame.buf;
 496         dst->sz_alpha = src_alpha->data.frame.sz;
 497     }
 498     else {
 499         dst->buf_alpha = NULL;
 500         dst->sz_alpha = 0;
 501     }
 502 }
 503
 504 /**
 505  * Store coded frame information in format suitable for return from encode2().
 506  *
 507  * Write information from @a cx_frame to @a pkt
 508  * @return packet data size on success
 509  * @return a negative AVERROR on error
 510  */
 511 static int storeframe(AVCodecContext *avctx, struct FrameListData *cx_frame,
 512                       AVPacket *pkt, AVFrame *coded_frame)
 513 {
 514     int ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, cx_frame->sz);
 515     uint8_t *side_data;
 516     if (ret >= 0) {
 517         memcpy(pkt->data, cx_frame->buf, pkt->size);
 518         pkt->pts = pkt->dts    = cx_frame->pts;
 519         coded_frame->pts       = cx_frame->pts;
 520         coded_frame->key_frame = !!(cx_frame->flags & VPX_FRAME_IS_KEY);
 521
 522         if (coded_frame->key_frame) {
 523             coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 524             pkt->flags            |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 525         } else
 526             coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 527
 528         if (cx_frame->have_sse) {
 529             int i;
 530             /* Beware of the Y/U/V/all order! */
 531             coded_frame->error[0] = cx_frame->sse[1];
 532             coded_frame->error[1] = cx_frame->sse[2];
 533             coded_frame->error[2] = cx_frame->sse[3];
 534             coded_frame->error[3] = 0;    // alpha
 535             for (i = 0; i < 4; ++i) {
 536                 avctx->error[i] += coded_frame->error[i];
 537             }
 538             cx_frame->have_sse = 0;
 539         }
 540         if (cx_frame->sz_alpha > 0) {
 541             side_data = av_packet_new_side_data(pkt,
 542                                                 AV_PKT_DATA_MATROSKA_BLOCKADDITIONAL,
 543                                                 cx_frame->sz_alpha + 8);
 544             if(side_data == NULL) {
 545                 av_free_packet(pkt);
 546                 av_free(pkt);
 547                 return AVERROR(ENOMEM);
 548             }
 549             AV_WB64(side_data, 1);
 550             memcpy(side_data + 8, cx_frame->buf_alpha, cx_frame->sz_alpha);
 551         }
 552     } else {
 553         return ret;
 554     }
 555     return pkt->size;
 556 }
 557
 558 /**
 559  * Queue multiple output frames from the encoder, returning the front-most.
 560  * In cases where vpx_codec_get_cx_data() returns more than 1 frame append
 561  * the frame queue. Return the head frame if available.
 562  * @return Stored frame size
 563  * @return AVERROR(EINVAL) on output size error
 564  * @return AVERROR(ENOMEM) on coded frame queue data allocation error
 565  */
 566 static int queue_frames(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt_out,
 567                         AVFrame *coded_frame)
 568 {
 569     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
 570     const struct vpx_codec_cx_pkt *pkt;
 571     const struct vpx_codec_cx_pkt *pkt_alpha = NULL;
 572     const void *iter = NULL;
 573     const void *iter_alpha = NULL;
 574     int size = 0;
 575
 576     if (ctx->coded_frame_list) {
 577         struct FrameListData *cx_frame = ctx->coded_frame_list;
 578         /* return the leading frame if we've already begun queueing */
 579         size = storeframe(avctx, cx_frame, pkt_out, coded_frame);
 580         if (size < 0)
 581             return size;
 582         ctx->coded_frame_list = cx_frame->next;
 583         free_coded_frame(cx_frame);
 584     }
 585
 586     /* consume all available output from the encoder before returning. buffers
 587        are only good through the next vpx_codec call */
 588     while ((pkt = vpx_codec_get_cx_data(&ctx->encoder, &iter)) &&
 589             (!ctx->is_alpha ||
 590              (ctx->is_alpha && (pkt_alpha = vpx_codec_get_cx_data(&ctx->encoder_alpha, &iter_alpha))))) {
 591         switch (pkt->kind) {
 592         case VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT:
 593             if (!size) {
 594                 struct FrameListData cx_frame;
 595
 596                 /* avoid storing the frame when the list is empty and we haven't yet
 597                    provided a frame for output */
 598                 av_assert0(!ctx->coded_frame_list);
 599                 cx_pktcpy(&cx_frame, pkt, pkt_alpha, ctx);
 600                 size = storeframe(avctx, &cx_frame, pkt_out, coded_frame);
 601                 if (size < 0)
 602                     return size;
 603             } else {
 604                 struct FrameListData *cx_frame =
 605                     av_malloc(sizeof(struct FrameListData));
 606
 607                 if (!cx_frame) {
 608                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 609                            "Frame queue element alloc failed\n");
 610                     return AVERROR(ENOMEM);
 611                 }
 612                 cx_pktcpy(cx_frame, pkt, pkt_alpha, ctx);
 613                 cx_frame->buf = av_malloc(cx_frame->sz);
 614
 615                 if (!cx_frame->buf) {
 616                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 617                            "Data buffer alloc (%zu bytes) failed\n",
 618                            cx_frame->sz);
 619                     av_free(cx_frame);
 620                     return AVERROR(ENOMEM);
 621                 }
 622                 memcpy(cx_frame->buf, pkt->data.frame.buf, pkt->data.frame.sz);
 623                 if (ctx->is_alpha) {
 624                     cx_frame->buf_alpha = av_malloc(cx_frame->sz_alpha);
 625                     if (!cx_frame->buf_alpha) {
 626                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 627                                "Data buffer alloc (%zu bytes) failed\n",
 628                                cx_frame->sz_alpha);
 629                         av_free(cx_frame);
 630                         return AVERROR(ENOMEM);
 631                     }
 632                     memcpy(cx_frame->buf_alpha, pkt_alpha->data.frame.buf, pkt_alpha->data.frame.sz);
 633                 }
 634                 coded_frame_add(&ctx->coded_frame_list, cx_frame);
 635             }
 636             break;
 637         case VPX_CODEC_STATS_PKT: {
 638             struct vpx_fixed_buf *stats = &ctx->twopass_stats;
 639             stats->buf = av_realloc_f(stats->buf, 1,
 640                                       stats->sz + pkt->data.twopass_stats.sz);
 641             if (!stats->buf) {
 642                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer realloc failed\n");
 643                 return AVERROR(ENOMEM);
 644             }
 645             memcpy((uint8_t*)stats->buf + stats->sz,
 646                    pkt->data.twopass_stats.buf, pkt->data.twopass_stats.sz);
 647             stats->sz += pkt->data.twopass_stats.sz;
 648             break;
 649         }
 650         case VPX_CODEC_PSNR_PKT:
 651             av_assert0(!ctx->have_sse);
 652             ctx->sse[0] = pkt->data.psnr.sse[0];
 653             ctx->sse[1] = pkt->data.psnr.sse[1];
 654             ctx->sse[2] = pkt->data.psnr.sse[2];
 655             ctx->sse[3] = pkt->data.psnr.sse[3];
 656             ctx->have_sse = 1;
 657             break;
 658         case VPX_CODEC_CUSTOM_PKT:
 659             //ignore unsupported/unrecognized packet types
 660             break;
 661         }
 662     }
 663
 664     return size;
 665 }
 666
 667 static int vp8_encode(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 668                       const AVFrame *frame, int *got_packet)
 669 {
 670     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
 671     struct vpx_image *rawimg = NULL;
 672     struct vpx_image *rawimg_alpha = NULL;
 673     int64_t timestamp = 0;
 674     int res, coded_size;
 675     vpx_enc_frame_flags_t flags = 0;
 676
 677     if (frame) {
 678         rawimg                      = &ctx->rawimg;
 679         rawimg->planes[VPX_PLANE_Y] = frame->data[0];
 680         rawimg->planes[VPX_PLANE_U] = frame->data[1];
 681         rawimg->planes[VPX_PLANE_V] = frame->data[2];
 682         rawimg->stride[VPX_PLANE_Y] = frame->linesize[0];
 683         rawimg->stride[VPX_PLANE_U] = frame->linesize[1];
 684         rawimg->stride[VPX_PLANE_V] = frame->linesize[2];
 685         if (ctx->is_alpha) {
 686             uint8_t *u_plane, *v_plane;
 687             rawimg_alpha = &ctx->rawimg_alpha;
 688             rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_Y] = frame->data[3];
 689             u_plane = av_malloc(frame->linesize[1] * frame->height);
 690             memset(u_plane, 0x80, frame->linesize[1] * frame->height);
 691             rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_U] = u_plane;
 692             v_plane = av_malloc(frame->linesize[2] * frame->height);
 693             memset(v_plane, 0x80, frame->linesize[2] * frame->height);
 694             rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_V] = v_plane;
 695             rawimg_alpha->stride[VPX_PLANE_Y] = frame->linesize[0];
 696             rawimg_alpha->stride[VPX_PLANE_U] = frame->linesize[1];
 697             rawimg_alpha->stride[VPX_PLANE_V] = frame->linesize[2];
 698         }
 699         timestamp                   = frame->pts;
 700         if (frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I)
 701             flags |= VPX_EFLAG_FORCE_KF;
 702     }
 703
 704     res = vpx_codec_encode(&ctx->encoder, rawimg, timestamp,
 705                            avctx->ticks_per_frame, flags, ctx->deadline);
 706     if (res != VPX_CODEC_OK) {
 707         log_encoder_error(avctx, "Error encoding frame");
 708         return AVERROR_INVALIDDATA;
 709     }
 710
 711     if (ctx->is_alpha) {
 712         res = vpx_codec_encode(&ctx->encoder_alpha, rawimg_alpha, timestamp,
 713                                avctx->ticks_per_frame, flags, ctx->deadline);
 714         if (res != VPX_CODEC_OK) {
 715             log_encoder_error(avctx, "Error encoding alpha frame");
 716             return AVERROR_INVALIDDATA;
 717         }
 718     }
 719
 720     coded_size = queue_frames(avctx, pkt, avctx->coded_frame);
 721
 722     if (!frame && avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
 723         unsigned int b64_size = AV_BASE64_SIZE(ctx->twopass_stats.sz);
 724
 725         avctx->stats_out = av_malloc(b64_size);
 726         if (!avctx->stats_out) {
 727             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer alloc (%d bytes) failed\n",
 728                    b64_size);
 729             return AVERROR(ENOMEM);
 730         }
 731         av_base64_encode(avctx->stats_out, b64_size, ctx->twopass_stats.buf,
 732                          ctx->twopass_stats.sz);
 733     }
 734
 735     if (rawimg_alpha) {
 736         av_free(rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_U]);
 737         av_free(rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_V]);
 738     }
 739
 740     *got_packet = !!coded_size;
 741     return 0;
 742 }
 743
 744 #define OFFSET(x) offsetof(VP8Context, x)
 745 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 746
 747 #ifndef VPX_ERROR_RESILIENT_DEFAULT
 748 #define VPX_ERROR_RESILIENT_DEFAULT 1
 749 #define VPX_ERROR_RESILIENT_PARTITIONS 2
 750 #endif
 751
 752 #define COMMON_OPTIONS \
 753     { "cpu-used",        "Quality/Speed ratio modifier",           OFFSET(cpu_used),        AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = INT_MIN}, INT_MIN, INT_MAX, VE}, \
 754     { "auto-alt-ref",    "Enable use of alternate reference " \
 755                          "frames (2-pass only)",                   OFFSET(auto_alt_ref),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      1,       VE}, \
 756     { "lag-in-frames",   "Number of frames to look ahead for " \
 757                          "alternate reference frame selection",    OFFSET(lag_in_frames),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE}, \
 758     { "arnr-maxframes",  "altref noise reduction max frame count", OFFSET(arnr_max_frames), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE}, \
 759     { "arnr-strength",   "altref noise reduction filter strength", OFFSET(arnr_strength),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE}, \
 760     { "arnr-type",       "altref noise reduction filter type",     OFFSET(arnr_type),       AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE, "arnr_type"}, \
 761     { "backward",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 1}, 0, 0, VE, "arnr_type" }, \
 762     { "forward",         NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 2}, 0, 0, VE, "arnr_type" }, \
 763     { "centered",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 3}, 0, 0, VE, "arnr_type" }, \
 764     { "deadline",        "Time to spend encoding, in microseconds.", OFFSET(deadline),      AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = VPX_DL_GOOD_QUALITY}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "quality"}, \
 765     { "best",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_DL_BEST_QUALITY}, 0, 0, VE, "quality"}, \
 766     { "good",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_DL_GOOD_QUALITY}, 0, 0, VE, "quality"}, \
 767     { "realtime",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_DL_REALTIME},     0, 0, VE, "quality"}, \
 768     { "error-resilient", "Error resilience configuration", OFFSET(error_resilient), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "er"}, \
 769     { "max-intra-rate",  "Maximum I-frame bitrate (pct) 0=unlimited",  OFFSET(max_intra_rate),  AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64 = -1}, -1,      INT_MAX, VE}, \
 770     { "default",         "Improve resiliency against losses of whole frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_ERROR_RESILIENT_DEFAULT}, 0, 0, VE, "er"}, \
 771     { "partitions",      "The frame partitions are independently decodable " \
 772                          "by the bool decoder, meaning that partitions can be decoded even " \
 773                          "though earlier partitions have been lost. Note that intra predicition" \
 774                          " is still done over the partition boundary.",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_ERROR_RESILIENT_PARTITIONS}, 0, 0, VE, "er"}, \
 775     { "crf",              "Select the quality for constant quality mode", offsetof(VP8Context, crf), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 63, VE }, \
 776
 777 #define LEGACY_OPTIONS \
 778     {"speed", "", offsetof(VP8Context, cpu_used), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, -16, 16, VE}, \
 779     {"quality", "", offsetof(VP8Context, deadline), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = VPX_DL_GOOD_QUALITY}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "quality"}, \
 780     {"vp8flags", "", offsetof(VP8Context, flags), FF_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, 0, UINT_MAX, VE, "flags"}, \
 781     {"error_resilient", "enable error resilience", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = VP8F_ERROR_RESILIENT}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "flags"}, \
 782     {"altref", "enable use of alternate reference frames (VP8/2-pass only)", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = VP8F_AUTO_ALT_REF}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "flags"}, \
 783     {"arnr_max_frames", "altref noise reduction max frame count", offsetof(VP8Context, arnr_max_frames), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 15, VE}, \
 784     {"arnr_strength", "altref noise reduction filter strength", offsetof(VP8Context, arnr_strength), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, 0, 6, VE}, \
 785     {"arnr_type", "altref noise reduction filter type", offsetof(VP8Context, arnr_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, 1, 3, VE}, \
 786     {"rc_lookahead", "Number of frames to look ahead for alternate reference frame selection", offsetof(VP8Context, lag_in_frames), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 25}, 0, 25, VE}, \
 787
 788 #if CONFIG_LIBVPX_VP8_ENCODER
 789 static const AVOption vp8_options[] = {
 790     COMMON_OPTIONS
 791     LEGACY_OPTIONS
 792     { NULL }
 793 };
 794 #endif
 795
 796 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
 797 static const AVOption vp9_options[] = {
 798     COMMON_OPTIONS
 799     { "lossless",        "Lossless mode",                               OFFSET(lossless),        AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 1, VE},
 800     { "tile-columns",    "Number of tile columns to use, log2",         OFFSET(tile_columns),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 6, VE},
 801     { "tile-rows",       "Number of tile rows to use, log2",            OFFSET(tile_rows),       AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 2, VE},
 802     { "frame-parallel",  "Enable frame parallel decodability features", OFFSET(frame_parallel),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 1, VE},
 803     LEGACY_OPTIONS
 804     { NULL }
 805 };
 806 #endif
 807
 808 #undef COMMON_OPTIONS
 809 #undef LEGACY_OPTIONS
 810
 811 static const AVCodecDefault defaults[] = {
 812     { "qmin",             "-1" },
 813     { "qmax",             "-1" },
 814     { "g",                "-1" },
 815     { "keyint_min",       "-1" },
 816     { NULL },
 817 };
 818
 819 #if CONFIG_LIBVPX_VP8_ENCODER
 820 static av_cold int vp8_init(AVCodecContext *avctx)
 821 {
 822     return vpx_init(avctx, &vpx_codec_vp8_cx_algo);
 823 }
 824
 825 static const AVClass class_vp8 = {
 826     .class_name = "libvpx-vp8 encoder",
 827     .item_name  = av_default_item_name,
 828     .option     = vp8_options,
 829     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 830 };
 831
 832 AVCodec ff_libvpx_vp8_encoder = {
 833     .name           = "libvpx",
 834     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libvpx VP8"),
 835     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 836     .id             = AV_CODEC_ID_VP8,
 837     .priv_data_size = sizeof(VP8Context),
 838     .init           = vp8_init,
 839     .encode2        = vp8_encode,
 840     .close          = vp8_free,
 841     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
 842     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE },
 843     .priv_class     = &class_vp8,
 844     .defaults       = defaults,
 845 };
 846 #endif /* CONFIG_LIBVPX_VP8_ENCODER */
 847
 848 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
 849 static av_cold int vp9_init(AVCodecContext *avctx)
 850 {
 851     return vpx_init(avctx, &vpx_codec_vp9_cx_algo);
 852 }
 853
 854 static const AVClass class_vp9 = {
 855     .class_name = "libvpx-vp9 encoder",
 856     .item_name  = av_default_item_name,
 857     .option     = vp9_options,
 858     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 859 };
 860
 861 AVCodec ff_libvpx_vp9_encoder = {
 862     .name           = "libvpx-vp9",
 863     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libvpx VP9"),
 864     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 865     .id             = AV_CODEC_ID_VP9,
 866     .priv_data_size = sizeof(VP8Context),
 867     .init           = vp9_init,
 868     .encode2        = vp8_encode,
 869     .close          = vp8_free,
 870     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS | CODEC_CAP_EXPERIMENTAL,
 871     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE },
 872     .priv_class     = &class_vp9,
 873     .defaults       = defaults,
 874 };
 875 #endif /* CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER */