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