]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libvpxenc.c
Merge commit '3178f4d33ff62243f7cdddb081db516ea34396c9'
[ffmpeg] / 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 "libvpx.h"
35 #include "libavutil/base64.h"
36 #include "libavutil/common.h"
37 #include "libavutil/intreadwrite.h"
38 #include "libavutil/mathematics.h"
39 #include "libavutil/opt.h"
40
41 /**
42  * Portion of struct vpx_codec_cx_pkt from vpx_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     void *buf_alpha;
49     size_t sz_alpha;
50     int64_t pts;                     /**< time stamp to show frame
51                                           (in timebase units) */
52     unsigned long duration;          /**< duration to show frame
53                                           (in timebase units) */
54     uint32_t flags;                  /**< flags for this frame */
55     uint64_t sse[4];
56     int have_sse;                    /**< true if we have pending sse[] */
57     uint64_t frame_number;
58     struct FrameListData *next;
59 };
60
61 typedef struct VP8EncoderContext {
62     AVClass *class;
63     struct vpx_codec_ctx encoder;
64     struct vpx_image rawimg;
65     struct vpx_codec_ctx encoder_alpha;
66     struct vpx_image rawimg_alpha;
67     uint8_t is_alpha;
68     struct vpx_fixed_buf twopass_stats;
69     int deadline; //i.e., RT/GOOD/BEST
70     uint64_t sse[4];
71     int have_sse; /**< true if we have pending sse[] */
72     uint64_t frame_number;
73     struct FrameListData *coded_frame_list;
74
75     int cpu_used;
76     /**
77      * VP8 specific flags, see VP8F_* below.
78      */
79     int flags;
80 #define VP8F_ERROR_RESILIENT 0x00000001 ///< Enable measures appropriate for streaming over lossy links
81 #define VP8F_AUTO_ALT_REF    0x00000002 ///< Enable automatic alternate reference frame generation
82
83     int auto_alt_ref;
84
85     int arnr_max_frames;
86     int arnr_strength;
87     int arnr_type;
88
89     int lag_in_frames;
90     int error_resilient;
91     int crf;
92     int static_thresh;
93     int max_intra_rate;
94
95     // VP9-only
96     int lossless;
97     int tile_columns;
98     int tile_rows;
99     int frame_parallel;
100     int aq_mode;
101 } VP8Context;
102
103 /** String mappings for enum vp8e_enc_control_id */
104 static const char *const ctlidstr[] = {
105     [VP8E_UPD_ENTROPY]           = "VP8E_UPD_ENTROPY",
106     [VP8E_UPD_REFERENCE]         = "VP8E_UPD_REFERENCE",
107     [VP8E_USE_REFERENCE]         = "VP8E_USE_REFERENCE",
108     [VP8E_SET_ROI_MAP]           = "VP8E_SET_ROI_MAP",
109     [VP8E_SET_ACTIVEMAP]         = "VP8E_SET_ACTIVEMAP",
110     [VP8E_SET_SCALEMODE]         = "VP8E_SET_SCALEMODE",
111     [VP8E_SET_CPUUSED]           = "VP8E_SET_CPUUSED",
112     [VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF]  = "VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF",
113     [VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY] = "VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY",
114     [VP8E_SET_SHARPNESS]         = "VP8E_SET_SHARPNESS",
115     [VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD]  = "VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD",
116     [VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS]  = "VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS",
117     [VP8E_GET_LAST_QUANTIZER]    = "VP8E_GET_LAST_QUANTIZER",
118     [VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES]    = "VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES",
119     [VP8E_SET_ARNR_STRENGTH]     = "VP8E_SET_ARNR_STRENGTH",
120     [VP8E_SET_ARNR_TYPE]         = "VP8E_SET_ARNR_TYPE",
121     [VP8E_SET_CQ_LEVEL]          = "VP8E_SET_CQ_LEVEL",
122     [VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT] = "VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT",
123 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
124     [VP9E_SET_LOSSLESS]                = "VP9E_SET_LOSSLESS",
125     [VP9E_SET_TILE_COLUMNS]            = "VP9E_SET_TILE_COLUMNS",
126     [VP9E_SET_TILE_ROWS]               = "VP9E_SET_TILE_ROWS",
127     [VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING] = "VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING",
128     [VP9E_SET_AQ_MODE]                 = "VP9E_SET_AQ_MODE",
129 #endif
130 };
131
132 static av_cold void log_encoder_error(AVCodecContext *avctx, const char *desc)
133 {
134     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
135     const char *error  = vpx_codec_error(&ctx->encoder);
136     const char *detail = vpx_codec_error_detail(&ctx->encoder);
137
138     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", desc, error);
139     if (detail)
140         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "  Additional information: %s\n", detail);
141 }
142
143 static av_cold void dump_enc_cfg(AVCodecContext *avctx,
144                                  const struct vpx_codec_enc_cfg *cfg)
145 {
146     int width = -30;
147     int level = AV_LOG_DEBUG;
148
149     av_log(avctx, level, "vpx_codec_enc_cfg\n");
150     av_log(avctx, level, "generic settings\n"
151            "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n"
152            "  %*s{%u/%u}\n  %*s%u\n  %*s%d\n  %*s%u\n",
153            width, "g_usage:",           cfg->g_usage,
154            width, "g_threads:",         cfg->g_threads,
155            width, "g_profile:",         cfg->g_profile,
156            width, "g_w:",               cfg->g_w,
157            width, "g_h:",               cfg->g_h,
158            width, "g_timebase:",        cfg->g_timebase.num, cfg->g_timebase.den,
159            width, "g_error_resilient:", cfg->g_error_resilient,
160            width, "g_pass:",            cfg->g_pass,
161            width, "g_lag_in_frames:",   cfg->g_lag_in_frames);
162     av_log(avctx, level, "rate control settings\n"
163            "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n"
164            "  %*s%d\n  %*s%p(%"SIZE_SPECIFIER")\n  %*s%u\n",
165            width, "rc_dropframe_thresh:",   cfg->rc_dropframe_thresh,
166            width, "rc_resize_allowed:",     cfg->rc_resize_allowed,
167            width, "rc_resize_up_thresh:",   cfg->rc_resize_up_thresh,
168            width, "rc_resize_down_thresh:", cfg->rc_resize_down_thresh,
169            width, "rc_end_usage:",          cfg->rc_end_usage,
170            width, "rc_twopass_stats_in:",   cfg->rc_twopass_stats_in.buf, cfg->rc_twopass_stats_in.sz,
171            width, "rc_target_bitrate:",     cfg->rc_target_bitrate);
172     av_log(avctx, level, "quantizer settings\n"
173            "  %*s%u\n  %*s%u\n",
174            width, "rc_min_quantizer:", cfg->rc_min_quantizer,
175            width, "rc_max_quantizer:", cfg->rc_max_quantizer);
176     av_log(avctx, level, "bitrate tolerance\n"
177            "  %*s%u\n  %*s%u\n",
178            width, "rc_undershoot_pct:", cfg->rc_undershoot_pct,
179            width, "rc_overshoot_pct:",  cfg->rc_overshoot_pct);
180     av_log(avctx, level, "decoder buffer model\n"
181             "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
182             width, "rc_buf_sz:",         cfg->rc_buf_sz,
183             width, "rc_buf_initial_sz:", cfg->rc_buf_initial_sz,
184             width, "rc_buf_optimal_sz:", cfg->rc_buf_optimal_sz);
185     av_log(avctx, level, "2 pass rate control settings\n"
186            "  %*s%u\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
187            width, "rc_2pass_vbr_bias_pct:",       cfg->rc_2pass_vbr_bias_pct,
188            width, "rc_2pass_vbr_minsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_minsection_pct,
189            width, "rc_2pass_vbr_maxsection_pct:", cfg->rc_2pass_vbr_maxsection_pct);
190     av_log(avctx, level, "keyframing settings\n"
191            "  %*s%d\n  %*s%u\n  %*s%u\n",
192            width, "kf_mode:",     cfg->kf_mode,
193            width, "kf_min_dist:", cfg->kf_min_dist,
194            width, "kf_max_dist:", cfg->kf_max_dist);
195     av_log(avctx, level, "\n");
196 }
197
198 static void coded_frame_add(void *list, struct FrameListData *cx_frame)
199 {
200     struct FrameListData **p = list;
201
202     while (*p)
203         p = &(*p)->next;
204     *p = cx_frame;
205     cx_frame->next = NULL;
206 }
207
208 static av_cold void free_coded_frame(struct FrameListData *cx_frame)
209 {
210     av_freep(&cx_frame->buf);
211     if (cx_frame->buf_alpha)
212         av_freep(&cx_frame->buf_alpha);
213     av_freep(&cx_frame);
214 }
215
216 static av_cold void free_frame_list(struct FrameListData *list)
217 {
218     struct FrameListData *p = list;
219
220     while (p) {
221         list = list->next;
222         free_coded_frame(p);
223         p = list;
224     }
225 }
226
227 static av_cold int codecctl_int(AVCodecContext *avctx,
228                                 enum vp8e_enc_control_id id, int val)
229 {
230     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
231     char buf[80];
232     int width = -30;
233     int res;
234
235     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s:", ctlidstr[id]);
236     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "  %*s%d\n", width, buf, val);
237
238     res = vpx_codec_control(&ctx->encoder, id, val);
239     if (res != VPX_CODEC_OK) {
240         snprintf(buf, sizeof(buf), "Failed to set %s codec control",
241                  ctlidstr[id]);
242         log_encoder_error(avctx, buf);
243     }
244
245     return res == VPX_CODEC_OK ? 0 : AVERROR(EINVAL);
246 }
247
248 static av_cold int vp8_free(AVCodecContext *avctx)
249 {
250     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
251
252     vpx_codec_destroy(&ctx->encoder);
253     if (ctx->is_alpha)
254         vpx_codec_destroy(&ctx->encoder_alpha);
255     av_freep(&ctx->twopass_stats.buf);
256     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
257     av_freep(&avctx->stats_out);
258     free_frame_list(ctx->coded_frame_list);
259     return 0;
260 }
261
262 static av_cold int vpx_init(AVCodecContext *avctx,
263                             const struct vpx_codec_iface *iface)
264 {
265     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
266     struct vpx_codec_enc_cfg enccfg;
267     struct vpx_codec_enc_cfg enccfg_alpha;
268     vpx_codec_flags_t flags = (avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR) ? VPX_CODEC_USE_PSNR : 0;
269     int res;
270
271     av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", vpx_codec_version_str());
272     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", vpx_codec_build_config());
273
274     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVA420P)
275         ctx->is_alpha = 1;
276
277     if ((res = vpx_codec_enc_config_default(iface, &enccfg, 0)) != VPX_CODEC_OK) {
278         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to get config: %s\n",
279                vpx_codec_err_to_string(res));
280         return AVERROR(EINVAL);
281     }
282
283     if(!avctx->bit_rate)
284         if(avctx->rc_max_rate || avctx->rc_buffer_size || avctx->rc_initial_buffer_occupancy) {
285             av_log( avctx, AV_LOG_ERROR, "Rate control parameters set without a bitrate\n");
286             return AVERROR(EINVAL);
287         }
288
289     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
290
291     enccfg.g_w            = avctx->width;
292     enccfg.g_h            = avctx->height;
293     enccfg.g_timebase.num = avctx->time_base.num;
294     enccfg.g_timebase.den = avctx->time_base.den;
295     enccfg.g_threads      = avctx->thread_count;
296     enccfg.g_lag_in_frames= ctx->lag_in_frames;
297
298     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1)
299         enccfg.g_pass = VPX_RC_FIRST_PASS;
300     else if (avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2)
301         enccfg.g_pass = VPX_RC_LAST_PASS;
302     else
303         enccfg.g_pass = VPX_RC_ONE_PASS;
304
305     if (avctx->rc_min_rate == avctx->rc_max_rate &&
306         avctx->rc_min_rate == avctx->bit_rate && avctx->bit_rate) {
307         enccfg.rc_end_usage = VPX_CBR;
308     } else if (ctx->crf >= 0) {
309         enccfg.rc_end_usage = VPX_CQ;
310 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
311         if (!avctx->bit_rate && avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_VP9)
312             enccfg.rc_end_usage = VPX_Q;
313 #endif
314     }
315
316     if (avctx->bit_rate) {
317         enccfg.rc_target_bitrate = av_rescale_rnd(avctx->bit_rate, 1, 1000,
318                                                   AV_ROUND_NEAR_INF);
319 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
320     } else if (enccfg.rc_end_usage == VPX_Q) {
321 #endif
322     } else {
323         if (enccfg.rc_end_usage == VPX_CQ) {
324             enccfg.rc_target_bitrate = 1000000;
325         } else {
326             avctx->bit_rate = enccfg.rc_target_bitrate * 1000;
327             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
328                    "Neither bitrate nor constrained quality specified, using default bitrate of %dkbit/sec\n",
329                    enccfg.rc_target_bitrate);
330         }
331     }
332
333     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_VP9 && ctx->lossless == 1) {
334         enccfg.rc_min_quantizer =
335         enccfg.rc_max_quantizer = 0;
336     } else {
337         if (avctx->qmin >= 0)
338             enccfg.rc_min_quantizer = avctx->qmin;
339         if (avctx->qmax >= 0)
340             enccfg.rc_max_quantizer = avctx->qmax;
341     }
342
343     if (enccfg.rc_end_usage == VPX_CQ
344 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
345         || enccfg.rc_end_usage == VPX_Q
346 #endif
347         ) {
348         if (ctx->crf < enccfg.rc_min_quantizer || ctx->crf > enccfg.rc_max_quantizer) {
349                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
350                        "CQ level %d must be between minimum and maximum quantizer value (%d-%d)\n",
351                        ctx->crf, enccfg.rc_min_quantizer, enccfg.rc_max_quantizer);
352                 return AVERROR(EINVAL);
353         }
354     }
355
356     enccfg.rc_dropframe_thresh = avctx->frame_skip_threshold;
357
358     //0-100 (0 => CBR, 100 => VBR)
359     enccfg.rc_2pass_vbr_bias_pct           = round(avctx->qcompress * 100);
360     if (avctx->bit_rate)
361         enccfg.rc_2pass_vbr_minsection_pct     =
362             avctx->rc_min_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
363     if (avctx->rc_max_rate)
364         enccfg.rc_2pass_vbr_maxsection_pct =
365             avctx->rc_max_rate * 100LL / avctx->bit_rate;
366
367     if (avctx->rc_buffer_size)
368         enccfg.rc_buf_sz         =
369             avctx->rc_buffer_size * 1000LL / avctx->bit_rate;
370     if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy)
371         enccfg.rc_buf_initial_sz =
372             avctx->rc_initial_buffer_occupancy * 1000LL / avctx->bit_rate;
373     enccfg.rc_buf_optimal_sz     = enccfg.rc_buf_sz * 5 / 6;
374     enccfg.rc_undershoot_pct     = round(avctx->rc_buffer_aggressivity * 100);
375
376     //_enc_init() will balk if kf_min_dist differs from max w/VPX_KF_AUTO
377     if (avctx->keyint_min >= 0 && avctx->keyint_min == avctx->gop_size)
378         enccfg.kf_min_dist = avctx->keyint_min;
379     if (avctx->gop_size >= 0)
380         enccfg.kf_max_dist = avctx->gop_size;
381
382     if (enccfg.g_pass == VPX_RC_FIRST_PASS)
383         enccfg.g_lag_in_frames = 0;
384     else if (enccfg.g_pass == VPX_RC_LAST_PASS) {
385         int decode_size, ret;
386
387         if (!avctx->stats_in) {
388             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No stats file for second pass\n");
389             return AVERROR_INVALIDDATA;
390         }
391
392         ctx->twopass_stats.sz  = strlen(avctx->stats_in) * 3 / 4;
393         ret = av_reallocp(&ctx->twopass_stats.buf, ctx->twopass_stats.sz);
394         if (ret < 0) {
395             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
396                    "Stat buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
397                    ctx->twopass_stats.sz);
398             ctx->twopass_stats.sz = 0;
399             return ret;
400         }
401         decode_size = av_base64_decode(ctx->twopass_stats.buf, avctx->stats_in,
402                                        ctx->twopass_stats.sz);
403         if (decode_size < 0) {
404             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer decode failed\n");
405             return AVERROR_INVALIDDATA;
406         }
407
408         ctx->twopass_stats.sz      = decode_size;
409         enccfg.rc_twopass_stats_in = ctx->twopass_stats;
410     }
411
412     /* 0-3: For non-zero values the encoder increasingly optimizes for reduced
413        complexity playback on low powered devices at the expense of encode
414        quality. */
415    if (avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
416        enccfg.g_profile = avctx->profile;
417
418     enccfg.g_error_resilient = ctx->error_resilient || ctx->flags & VP8F_ERROR_RESILIENT;
419
420     dump_enc_cfg(avctx, &enccfg);
421     /* Construct Encoder Context */
422     res = vpx_codec_enc_init(&ctx->encoder, iface, &enccfg, flags);
423     if (res != VPX_CODEC_OK) {
424         log_encoder_error(avctx, "Failed to initialize encoder");
425         return AVERROR(EINVAL);
426     }
427
428     if (ctx->is_alpha) {
429         enccfg_alpha = enccfg;
430         res = vpx_codec_enc_init(&ctx->encoder_alpha, iface, &enccfg_alpha, flags);
431         if (res != VPX_CODEC_OK) {
432             log_encoder_error(avctx, "Failed to initialize alpha encoder");
433             return AVERROR(EINVAL);
434         }
435     }
436
437     //codec control failures are currently treated only as warnings
438     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "vpx_codec_control\n");
439     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_CPUUSED,          ctx->cpu_used);
440     if (ctx->flags & VP8F_AUTO_ALT_REF)
441         ctx->auto_alt_ref = 1;
442     if (ctx->auto_alt_ref >= 0)
443         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ENABLEAUTOALTREF, ctx->auto_alt_ref);
444     if (ctx->arnr_max_frames >= 0)
445         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ARNR_MAXFRAMES,   ctx->arnr_max_frames);
446     if (ctx->arnr_strength >= 0)
447         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ARNR_STRENGTH,    ctx->arnr_strength);
448     if (ctx->arnr_type >= 0)
449         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_ARNR_TYPE,        ctx->arnr_type);
450     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_NOISE_SENSITIVITY, avctx->noise_reduction);
451     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_VP8)
452         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_TOKEN_PARTITIONS,  av_log2(avctx->slices));
453 #if FF_API_MPV_OPT
454     FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
455     if (avctx->mb_threshold) {
456         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "The mb_threshold option is deprecated, "
457                "use the static-thresh private option instead.\n");
458         ctx->static_thresh = avctx->mb_threshold;
459     }
460     FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
461 #endif
462     codecctl_int(avctx, VP8E_SET_STATIC_THRESHOLD,  ctx->static_thresh);
463     if (ctx->crf >= 0)
464         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_CQ_LEVEL,          ctx->crf);
465     if (ctx->max_intra_rate >= 0)
466         codecctl_int(avctx, VP8E_SET_MAX_INTRA_BITRATE_PCT, ctx->max_intra_rate);
467
468 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
469     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_VP9) {
470         if (ctx->lossless >= 0)
471             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_LOSSLESS, ctx->lossless);
472         if (ctx->tile_columns >= 0)
473             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_TILE_COLUMNS, ctx->tile_columns);
474         if (ctx->tile_rows >= 0)
475             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_TILE_ROWS, ctx->tile_rows);
476         if (ctx->frame_parallel >= 0)
477             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_FRAME_PARALLEL_DECODING, ctx->frame_parallel);
478         if (ctx->aq_mode >= 0)
479             codecctl_int(avctx, VP9E_SET_AQ_MODE, ctx->aq_mode);
480     }
481 #endif
482
483     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using deadline: %d\n", ctx->deadline);
484
485     //provide dummy value to initialize wrapper, values will be updated each _encode()
486     vpx_img_wrap(&ctx->rawimg, VPX_IMG_FMT_I420, avctx->width, avctx->height, 1,
487                  (unsigned char*)1);
488
489     if (ctx->is_alpha)
490         vpx_img_wrap(&ctx->rawimg_alpha, VPX_IMG_FMT_I420, avctx->width, avctx->height, 1,
491                      (unsigned char*)1);
492
493     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
494     if (!avctx->coded_frame) {
495         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating coded frame\n");
496         vp8_free(avctx);
497         return AVERROR(ENOMEM);
498     }
499     return 0;
500 }
501
502 static inline void cx_pktcpy(struct FrameListData *dst,
503                              const struct vpx_codec_cx_pkt *src,
504                              const struct vpx_codec_cx_pkt *src_alpha,
505                              VP8Context *ctx)
506 {
507     dst->pts      = src->data.frame.pts;
508     dst->duration = src->data.frame.duration;
509     dst->flags    = src->data.frame.flags;
510     dst->sz       = src->data.frame.sz;
511     dst->buf      = src->data.frame.buf;
512     dst->have_sse = 0;
513     /* For alt-ref frame, don't store PSNR or increment frame_number */
514     if (!(dst->flags & VPX_FRAME_IS_INVISIBLE)) {
515         dst->frame_number = ++ctx->frame_number;
516         dst->have_sse = ctx->have_sse;
517         if (ctx->have_sse) {
518             /* associate last-seen SSE to the frame. */
519             /* Transfers ownership from ctx to dst. */
520             /* WARNING! This makes the assumption that PSNR_PKT comes
521                just before the frame it refers to! */
522             memcpy(dst->sse, ctx->sse, sizeof(dst->sse));
523             ctx->have_sse = 0;
524         }
525     } else {
526         dst->frame_number = -1;   /* sanity marker */
527     }
528     if (src_alpha) {
529         dst->buf_alpha = src_alpha->data.frame.buf;
530         dst->sz_alpha = src_alpha->data.frame.sz;
531     }
532     else {
533         dst->buf_alpha = NULL;
534         dst->sz_alpha = 0;
535     }
536 }
537
538 /**
539  * Store coded frame information in format suitable for return from encode2().
540  *
541  * Write information from @a cx_frame to @a pkt
542  * @return packet data size on success
543  * @return a negative AVERROR on error
544  */
545 static int storeframe(AVCodecContext *avctx, struct FrameListData *cx_frame,
546                       AVPacket *pkt, AVFrame *coded_frame)
547 {
548     int ret = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, cx_frame->sz);
549     uint8_t *side_data;
550     if (ret >= 0) {
551         memcpy(pkt->data, cx_frame->buf, pkt->size);
552         pkt->pts = pkt->dts    = cx_frame->pts;
553         coded_frame->pts       = cx_frame->pts;
554         coded_frame->key_frame = !!(cx_frame->flags & VPX_FRAME_IS_KEY);
555
556         if (coded_frame->key_frame) {
557             coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
558             pkt->flags            |= AV_PKT_FLAG_KEY;
559         } else
560             coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
561
562         if (cx_frame->have_sse) {
563             int i;
564             /* Beware of the Y/U/V/all order! */
565             coded_frame->error[0] = cx_frame->sse[1];
566             coded_frame->error[1] = cx_frame->sse[2];
567             coded_frame->error[2] = cx_frame->sse[3];
568             coded_frame->error[3] = 0;    // alpha
569             for (i = 0; i < 4; ++i) {
570                 avctx->error[i] += coded_frame->error[i];
571             }
572             cx_frame->have_sse = 0;
573         }
574         if (cx_frame->sz_alpha > 0) {
575             side_data = av_packet_new_side_data(pkt,
576                                                 AV_PKT_DATA_MATROSKA_BLOCKADDITIONAL,
577                                                 cx_frame->sz_alpha + 8);
578             if(!side_data) {
579                 av_free_packet(pkt);
580                 av_free(pkt);
581                 return AVERROR(ENOMEM);
582             }
583             AV_WB64(side_data, 1);
584             memcpy(side_data + 8, cx_frame->buf_alpha, cx_frame->sz_alpha);
585         }
586     } else {
587         return ret;
588     }
589     return pkt->size;
590 }
591
592 /**
593  * Queue multiple output frames from the encoder, returning the front-most.
594  * In cases where vpx_codec_get_cx_data() returns more than 1 frame append
595  * the frame queue. Return the head frame if available.
596  * @return Stored frame size
597  * @return AVERROR(EINVAL) on output size error
598  * @return AVERROR(ENOMEM) on coded frame queue data allocation error
599  */
600 static int queue_frames(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt_out,
601                         AVFrame *coded_frame)
602 {
603     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
604     const struct vpx_codec_cx_pkt *pkt;
605     const struct vpx_codec_cx_pkt *pkt_alpha = NULL;
606     const void *iter = NULL;
607     const void *iter_alpha = NULL;
608     int size = 0;
609
610     if (ctx->coded_frame_list) {
611         struct FrameListData *cx_frame = ctx->coded_frame_list;
612         /* return the leading frame if we've already begun queueing */
613         size = storeframe(avctx, cx_frame, pkt_out, coded_frame);
614         if (size < 0)
615             return size;
616         ctx->coded_frame_list = cx_frame->next;
617         free_coded_frame(cx_frame);
618     }
619
620     /* consume all available output from the encoder before returning. buffers
621        are only good through the next vpx_codec call */
622     while ((pkt = vpx_codec_get_cx_data(&ctx->encoder, &iter)) &&
623             (!ctx->is_alpha ||
624              (ctx->is_alpha && (pkt_alpha = vpx_codec_get_cx_data(&ctx->encoder_alpha, &iter_alpha))))) {
625         switch (pkt->kind) {
626         case VPX_CODEC_CX_FRAME_PKT:
627             if (!size) {
628                 struct FrameListData cx_frame;
629
630                 /* avoid storing the frame when the list is empty and we haven't yet
631                    provided a frame for output */
632                 av_assert0(!ctx->coded_frame_list);
633                 cx_pktcpy(&cx_frame, pkt, pkt_alpha, ctx);
634                 size = storeframe(avctx, &cx_frame, pkt_out, coded_frame);
635                 if (size < 0)
636                     return size;
637             } else {
638                 struct FrameListData *cx_frame =
639                     av_malloc(sizeof(struct FrameListData));
640
641                 if (!cx_frame) {
642                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
643                            "Frame queue element alloc failed\n");
644                     return AVERROR(ENOMEM);
645                 }
646                 cx_pktcpy(cx_frame, pkt, pkt_alpha, ctx);
647                 cx_frame->buf = av_malloc(cx_frame->sz);
648
649                 if (!cx_frame->buf) {
650                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
651                            "Data buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
652                            cx_frame->sz);
653                     av_freep(&cx_frame);
654                     return AVERROR(ENOMEM);
655                 }
656                 memcpy(cx_frame->buf, pkt->data.frame.buf, pkt->data.frame.sz);
657                 if (ctx->is_alpha) {
658                     cx_frame->buf_alpha = av_malloc(cx_frame->sz_alpha);
659                     if (!cx_frame->buf_alpha) {
660                         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
661                                "Data buffer alloc (%"SIZE_SPECIFIER" bytes) failed\n",
662                                cx_frame->sz_alpha);
663                         av_free(cx_frame);
664                         return AVERROR(ENOMEM);
665                     }
666                     memcpy(cx_frame->buf_alpha, pkt_alpha->data.frame.buf, pkt_alpha->data.frame.sz);
667                 }
668                 coded_frame_add(&ctx->coded_frame_list, cx_frame);
669             }
670             break;
671         case VPX_CODEC_STATS_PKT: {
672             struct vpx_fixed_buf *stats = &ctx->twopass_stats;
673             int err;
674             if ((err = av_reallocp(&stats->buf,
675                                    stats->sz +
676                                    pkt->data.twopass_stats.sz)) < 0) {
677                 stats->sz = 0;
678                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer realloc failed\n");
679                 return err;
680             }
681             memcpy((uint8_t*)stats->buf + stats->sz,
682                    pkt->data.twopass_stats.buf, pkt->data.twopass_stats.sz);
683             stats->sz += pkt->data.twopass_stats.sz;
684             break;
685         }
686         case VPX_CODEC_PSNR_PKT:
687             av_assert0(!ctx->have_sse);
688             ctx->sse[0] = pkt->data.psnr.sse[0];
689             ctx->sse[1] = pkt->data.psnr.sse[1];
690             ctx->sse[2] = pkt->data.psnr.sse[2];
691             ctx->sse[3] = pkt->data.psnr.sse[3];
692             ctx->have_sse = 1;
693             break;
694         case VPX_CODEC_CUSTOM_PKT:
695             //ignore unsupported/unrecognized packet types
696             break;
697         }
698     }
699
700     return size;
701 }
702
703 static int vp8_encode(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
704                       const AVFrame *frame, int *got_packet)
705 {
706     VP8Context *ctx = avctx->priv_data;
707     struct vpx_image *rawimg = NULL;
708     struct vpx_image *rawimg_alpha = NULL;
709     int64_t timestamp = 0;
710     int res, coded_size;
711     vpx_enc_frame_flags_t flags = 0;
712
713     if (frame) {
714         rawimg                      = &ctx->rawimg;
715         rawimg->planes[VPX_PLANE_Y] = frame->data[0];
716         rawimg->planes[VPX_PLANE_U] = frame->data[1];
717         rawimg->planes[VPX_PLANE_V] = frame->data[2];
718         rawimg->stride[VPX_PLANE_Y] = frame->linesize[0];
719         rawimg->stride[VPX_PLANE_U] = frame->linesize[1];
720         rawimg->stride[VPX_PLANE_V] = frame->linesize[2];
721         if (ctx->is_alpha) {
722             uint8_t *u_plane, *v_plane;
723             rawimg_alpha = &ctx->rawimg_alpha;
724             rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_Y] = frame->data[3];
725             u_plane = av_malloc(frame->linesize[1] * frame->height);
726             v_plane = av_malloc(frame->linesize[2] * frame->height);
727             if (!u_plane || !v_plane) {
728                 av_free(u_plane);
729                 av_free(v_plane);
730                 return AVERROR(ENOMEM);
731             }
732             memset(u_plane, 0x80, frame->linesize[1] * frame->height);
733             rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_U] = u_plane;
734             memset(v_plane, 0x80, frame->linesize[2] * frame->height);
735             rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_V] = v_plane;
736             rawimg_alpha->stride[VPX_PLANE_Y] = frame->linesize[0];
737             rawimg_alpha->stride[VPX_PLANE_U] = frame->linesize[1];
738             rawimg_alpha->stride[VPX_PLANE_V] = frame->linesize[2];
739         }
740         timestamp                   = frame->pts;
741         if (frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I)
742             flags |= VPX_EFLAG_FORCE_KF;
743     }
744
745     res = vpx_codec_encode(&ctx->encoder, rawimg, timestamp,
746                            avctx->ticks_per_frame, flags, ctx->deadline);
747     if (res != VPX_CODEC_OK) {
748         log_encoder_error(avctx, "Error encoding frame");
749         return AVERROR_INVALIDDATA;
750     }
751
752     if (ctx->is_alpha) {
753         res = vpx_codec_encode(&ctx->encoder_alpha, rawimg_alpha, timestamp,
754                                avctx->ticks_per_frame, flags, ctx->deadline);
755         if (res != VPX_CODEC_OK) {
756             log_encoder_error(avctx, "Error encoding alpha frame");
757             return AVERROR_INVALIDDATA;
758         }
759     }
760
761     coded_size = queue_frames(avctx, pkt, avctx->coded_frame);
762
763     if (!frame && avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1) {
764         unsigned int b64_size = AV_BASE64_SIZE(ctx->twopass_stats.sz);
765
766         avctx->stats_out = av_malloc(b64_size);
767         if (!avctx->stats_out) {
768             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Stat buffer alloc (%d bytes) failed\n",
769                    b64_size);
770             return AVERROR(ENOMEM);
771         }
772         av_base64_encode(avctx->stats_out, b64_size, ctx->twopass_stats.buf,
773                          ctx->twopass_stats.sz);
774     }
775
776     if (rawimg_alpha) {
777         av_freep(&rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_U]);
778         av_freep(&rawimg_alpha->planes[VPX_PLANE_V]);
779     }
780
781     *got_packet = !!coded_size;
782     return 0;
783 }
784
785 #define OFFSET(x) offsetof(VP8Context, x)
786 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
787
788 #ifndef VPX_ERROR_RESILIENT_DEFAULT
789 #define VPX_ERROR_RESILIENT_DEFAULT 1
790 #define VPX_ERROR_RESILIENT_PARTITIONS 2
791 #endif
792
793 #define COMMON_OPTIONS \
794     { "cpu-used",        "Quality/Speed ratio modifier",           OFFSET(cpu_used),        AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1},       -16,     16,      VE}, \
795     { "auto-alt-ref",    "Enable use of alternate reference " \
796                          "frames (2-pass only)",                   OFFSET(auto_alt_ref),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      1,       VE}, \
797     { "lag-in-frames",   "Number of frames to look ahead for " \
798                          "alternate reference frame selection",    OFFSET(lag_in_frames),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE}, \
799     { "arnr-maxframes",  "altref noise reduction max frame count", OFFSET(arnr_max_frames), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE}, \
800     { "arnr-strength",   "altref noise reduction filter strength", OFFSET(arnr_strength),   AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE}, \
801     { "arnr-type",       "altref noise reduction filter type",     OFFSET(arnr_type),       AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1},      -1,      INT_MAX, VE, "arnr_type"}, \
802     { "backward",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 1}, 0, 0, VE, "arnr_type" }, \
803     { "forward",         NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 2}, 0, 0, VE, "arnr_type" }, \
804     { "centered",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 3}, 0, 0, VE, "arnr_type" }, \
805     { "deadline",        "Time to spend encoding, in microseconds.", OFFSET(deadline),      AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = VPX_DL_GOOD_QUALITY}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "quality"}, \
806     { "best",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_DL_BEST_QUALITY}, 0, 0, VE, "quality"}, \
807     { "good",            NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_DL_GOOD_QUALITY}, 0, 0, VE, "quality"}, \
808     { "realtime",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_DL_REALTIME},     0, 0, VE, "quality"}, \
809     { "error-resilient", "Error resilience configuration", OFFSET(error_resilient), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "er"}, \
810     { "max-intra-rate",  "Maximum I-frame bitrate (pct) 0=unlimited",  OFFSET(max_intra_rate),  AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64 = -1}, -1,      INT_MAX, VE}, \
811     { "default",         "Improve resiliency against losses of whole frames", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_ERROR_RESILIENT_DEFAULT}, 0, 0, VE, "er"}, \
812     { "partitions",      "The frame partitions are independently decodable " \
813                          "by the bool decoder, meaning that partitions can be decoded even " \
814                          "though earlier partitions have been lost. Note that intra predicition" \
815                          " is still done over the partition boundary.",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = VPX_ERROR_RESILIENT_PARTITIONS}, 0, 0, VE, "er"}, \
816     { "crf",              "Select the quality for constant quality mode", offsetof(VP8Context, crf), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 63, VE }, \
817     { "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 }, \
818
819 #define LEGACY_OPTIONS \
820     {"speed", "", offsetof(VP8Context, cpu_used), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1}, -16, 16, VE}, \
821     {"quality", "", offsetof(VP8Context, deadline), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = VPX_DL_GOOD_QUALITY}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "quality"}, \
822     {"vp8flags", "", offsetof(VP8Context, flags), FF_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, 0, UINT_MAX, VE, "flags"}, \
823     {"error_resilient", "enable error resilience", 0, FF_OPT_TYPE_CONST, {.dbl = VP8F_ERROR_RESILIENT}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "flags"}, \
824     {"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"}, \
825     {"arnr_max_frames", "altref noise reduction max frame count", offsetof(VP8Context, arnr_max_frames), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, 15, VE}, \
826     {"arnr_strength", "altref noise reduction filter strength", offsetof(VP8Context, arnr_strength), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, 0, 6, VE}, \
827     {"arnr_type", "altref noise reduction filter type", offsetof(VP8Context, arnr_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 3}, 1, 3, VE}, \
828     {"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}, \
829
830 #if CONFIG_LIBVPX_VP8_ENCODER
831 static const AVOption vp8_options[] = {
832     COMMON_OPTIONS
833     LEGACY_OPTIONS
834     { NULL }
835 };
836 #endif
837
838 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
839 static const AVOption vp9_options[] = {
840     COMMON_OPTIONS
841     { "lossless",        "Lossless mode",                               OFFSET(lossless),        AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 1, VE},
842     { "tile-columns",    "Number of tile columns to use, log2",         OFFSET(tile_columns),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 6, VE},
843     { "tile-rows",       "Number of tile rows to use, log2",            OFFSET(tile_rows),       AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 2, VE},
844     { "frame-parallel",  "Enable frame parallel decodability features", OFFSET(frame_parallel),  AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 1, VE},
845     { "aq-mode",         "adaptive quantization mode",                  OFFSET(aq_mode),         AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, 3, VE, "aq_mode"},
846     { "none",            "Aq not used",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 0}, 0, 0, VE, "aq_mode" }, \
847     { "variance",        "Variance based Aq",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 1}, 0, 0, VE, "aq_mode" }, \
848     { "complexity",      "Complexity based Aq", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 2}, 0, 0, VE, "aq_mode" }, \
849     { "cyclic",          "Cyclic Refresh Aq",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = 3}, 0, 0, VE, "aq_mode" }, \
850     LEGACY_OPTIONS
851     { NULL }
852 };
853 #endif
854
855 #undef COMMON_OPTIONS
856 #undef LEGACY_OPTIONS
857
858 static const AVCodecDefault defaults[] = {
859     { "qmin",             "-1" },
860     { "qmax",             "-1" },
861     { "g",                "-1" },
862     { "keyint_min",       "-1" },
863     { NULL },
864 };
865
866 #if CONFIG_LIBVPX_VP8_ENCODER
867 static av_cold int vp8_init(AVCodecContext *avctx)
868 {
869     return vpx_init(avctx, vpx_codec_vp8_cx());
870 }
871
872 static const AVClass class_vp8 = {
873     .class_name = "libvpx-vp8 encoder",
874     .item_name  = av_default_item_name,
875     .option     = vp8_options,
876     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
877 };
878
879 AVCodec ff_libvpx_vp8_encoder = {
880     .name           = "libvpx",
881     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libvpx VP8"),
882     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
883     .id             = AV_CODEC_ID_VP8,
884     .priv_data_size = sizeof(VP8Context),
885     .init           = vp8_init,
886     .encode2        = vp8_encode,
887     .close          = vp8_free,
888     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
889     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE },
890     .priv_class     = &class_vp8,
891     .defaults       = defaults,
892 };
893 #endif /* CONFIG_LIBVPX_VP8_ENCODER */
894
895 #if CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER
896 static av_cold int vp9_init(AVCodecContext *avctx)
897 {
898     return vpx_init(avctx, vpx_codec_vp9_cx());
899 }
900
901 static const AVClass class_vp9 = {
902     .class_name = "libvpx-vp9 encoder",
903     .item_name  = av_default_item_name,
904     .option     = vp9_options,
905     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
906 };
907
908 AVCodec ff_libvpx_vp9_encoder = {
909     .name           = "libvpx-vp9",
910     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libvpx VP9"),
911     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
912     .id             = AV_CODEC_ID_VP9,
913     .priv_data_size = sizeof(VP8Context),
914     .init           = vp9_init,
915     .encode2        = vp8_encode,
916     .close          = vp8_free,
917     .capabilities   = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
918     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_NONE },
919     .priv_class     = &class_vp9,
920     .defaults       = defaults,
921     .init_static_data = ff_vp9_init_static,
922 };
923 #endif /* CONFIG_LIBVPX_VP9_ENCODER */