git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/libx265.c

   1 /*
   2  * libx265 encoder
   3  *
   4  * Copyright (c) 2013-2014 Derek Buitenhuis
   5  *
   6  * This file is part of Libav.
   7  *
   8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include <x265.h>
  24
  25 #include "libavutil/internal.h"
  26 #include "libavutil/common.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28 #include "libavutil/pixdesc.h"
  29 #include "avcodec.h"
  30 #include "internal.h"
  31
  32 typedef struct libx265Context {
  33     const AVClass *class;
  34
  35     x265_encoder *encoder;
  36     x265_param   *params;
  37     uint8_t      *header;
  38     int           header_size;
  39
  40     char *preset;
  41     char *tune;
  42     char *x265_opts;
  43 } libx265Context;
  44
  45 static int is_keyframe(NalUnitType naltype)
  46 {
  47     switch (naltype) {
  48     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_BLA_W_LP:
  49     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_BLA_W_RADL:
  50     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_BLA_N_LP:
  51     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR_W_RADL:
  52     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_IDR_N_LP:
  53     case NAL_UNIT_CODED_SLICE_CRA:
  54         return 1;
  55     default:
  56         return 0;
  57     }
  58 }
  59
  60 static av_cold int libx265_encode_close(AVCodecContext *avctx)
  61 {
  62     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
  63
  64     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
  65     av_freep(&ctx->header);
  66
  67     x265_param_free(ctx->params);
  68
  69     if (ctx->encoder)
  70         x265_encoder_close(ctx->encoder);
  71
  72     return 0;
  73 }
  74
  75 static av_cold int libx265_encode_init(AVCodecContext *avctx)
  76 {
  77     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
  78     x265_nal *nal;
  79     uint8_t *buf;
  80     int nnal;
  81     int ret;
  82     int i;
  83
  84     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
  85     if (!avctx->coded_frame) {
  86         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate frame.\n");
  87         return AVERROR(ENOMEM);
  88     }
  89
  90     ctx->params = x265_param_alloc();
  91     if (!ctx->params) {
  92         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate x265 param structure.\n");
  93         return AVERROR(ENOMEM);
  94     }
  95
  96     if (x265_param_default_preset(ctx->params, ctx->preset, ctx->tune) < 0) {
  97         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid preset or tune.\n");
  98         return AVERROR(EINVAL);
  99     }
 100
 101     ctx->params->frameNumThreads = avctx->thread_count;
 102     ctx->params->fpsNum          = avctx->time_base.den;
 103     ctx->params->fpsDenom        = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
 104     ctx->params->sourceWidth     = avctx->width;
 105     ctx->params->sourceHeight    = avctx->height;
 106
 107     if (x265_max_bit_depth == 8)
 108         ctx->params->internalBitDepth = 8;
 109     else if (x265_max_bit_depth == 12)
 110         ctx->params->internalBitDepth = 10;
 111
 112     if (avctx->bit_rate > 0) {
 113         ctx->params->rc.bitrate         = avctx->bit_rate / 1000;
 114         ctx->params->rc.rateControlMode = X265_RC_ABR;
 115     }
 116
 117     if (ctx->x265_opts) {
 118         AVDictionary *dict    = NULL;
 119         AVDictionaryEntry *en = NULL;
 120
 121         if (!av_dict_parse_string(&dict, ctx->x265_opts, "=", ":", 0)) {
 122             while ((en = av_dict_get(dict, "", en, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
 123                 int parse_ret = x265_param_parse(ctx->params, en->key, en->value);
 124
 125                 switch (parse_ret) {
 126                 case X265_PARAM_BAD_NAME:
 127                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 128                           "Unknown option: %s.\n", en->key);
 129                     break;
 130                 case X265_PARAM_BAD_VALUE:
 131                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 132                           "Invalid value for %s: %s.\n", en->key, en->value);
 133                     break;
 134                 default:
 135                     break;
 136                 }
 137             }
 138             av_dict_free(&dict);
 139         }
 140     }
 141
 142     ctx->encoder = x265_encoder_open(ctx->params);
 143     if (!ctx->encoder) {
 144         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot open libx265 encoder.\n");
 145         libx265_encode_close(avctx);
 146         return AVERROR_INVALIDDATA;
 147     }
 148
 149     ret = x265_encoder_headers(ctx->encoder, &nal, &nnal);
 150     if (ret < 0) {
 151         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Cannot encode headers.\n");
 152         libx265_encode_close(avctx);
 153         return AVERROR_INVALIDDATA;
 154     }
 155
 156     for (i = 0; i < nnal; i++)
 157         ctx->header_size += nal[i].sizeBytes;
 158
 159     ctx->header = av_malloc(ctx->header_size);
 160     if (!ctx->header) {
 161         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 162                "Cannot allocate HEVC header of size %d.\n", ctx->header_size);
 163         libx265_encode_close(avctx);
 164         return AVERROR(ENOMEM);
 165     }
 166
 167     buf = ctx->header;
 168     for (i = 0; i < nnal; i++) {
 169         memcpy(buf, nal[i].payload, nal[i].sizeBytes);
 170         buf += nal[i].sizeBytes;
 171     }
 172
 173     return 0;
 174 }
 175
 176 static int libx265_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 177                                 const AVFrame *pic, int *got_packet)
 178 {
 179     libx265Context *ctx = avctx->priv_data;
 180     x265_picture x265pic;
 181     x265_picture x265pic_out = { { 0 } };
 182     x265_nal *nal;
 183     uint8_t *dst;
 184     int payload = 0;
 185     int nnal;
 186     int ret;
 187     int i;
 188
 189     x265_picture_init(ctx->params, &x265pic);
 190
 191     if (pic) {
 192         for (i = 0; i < 3; i++) {
 193            x265pic.planes[i] = pic->data[i];
 194            x265pic.stride[i] = pic->linesize[i];
 195         }
 196
 197         x265pic.pts      = pic->pts;
 198         x265pic.bitDepth = av_pix_fmt_desc_get(avctx->pix_fmt)->comp[0].depth_minus1 + 1;
 199     }
 200
 201     ret = x265_encoder_encode(ctx->encoder, &nal, &nnal,
 202                               pic ? &x265pic : NULL, &x265pic_out);
 203     if (ret < 0)
 204         return AVERROR_UNKNOWN;
 205
 206     if (!nnal)
 207         return 0;
 208
 209     for (i = 0; i < nnal; i++)
 210         payload += nal[i].sizeBytes;
 211
 212     payload += ctx->header_size;
 213
 214     ret = ff_alloc_packet(pkt, payload);
 215     if (ret < 0) {
 216         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error getting output packet.\n");
 217         return ret;
 218     }
 219     dst = pkt->data;
 220
 221     if (ctx->header) {
 222         memcpy(dst, ctx->header, ctx->header_size);
 223         dst += ctx->header_size;
 224
 225         av_freep(&ctx->header);
 226         ctx->header_size = 0;
 227     }
 228
 229     for (i = 0; i < nnal; i++) {
 230         memcpy(dst, nal[i].payload, nal[i].sizeBytes);
 231         dst += nal[i].sizeBytes;
 232
 233         if (is_keyframe(nal[i].type))
 234             pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 235     }
 236
 237     pkt->pts = x265pic_out.pts;
 238     pkt->dts = x265pic_out.dts;
 239
 240     *got_packet = 1;
 241     return 0;
 242 }
 243
 244 static const enum AVPixelFormat x265_csp_eight[] = {
 245     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 246     AV_PIX_FMT_NONE
 247 };
 248
 249 static const enum AVPixelFormat x265_csp_twelve[] = {
 250     AV_PIX_FMT_YUV420P,
 251     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
 252     AV_PIX_FMT_NONE
 253 };
 254
 255 static av_cold void libx265_encode_init_csp(AVCodec *codec)
 256 {
 257     if (x265_max_bit_depth == 8)
 258         codec->pix_fmts = x265_csp_eight;
 259     else if (x265_max_bit_depth == 12)
 260         codec->pix_fmts = x265_csp_twelve;
 261 }
 262
 263 #define OFFSET(x) offsetof(libx265Context, x)
 264 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 265 static const AVOption options[] = {
 266     { "preset",      "set the x265 preset",                                                         OFFSET(preset),    AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
 267     { "tune",        "set the x265 tune parameter",                                                 OFFSET(tune),      AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
 268     { "x265-params", "set the x265 configuration using a :-separated list of key=value parameters", OFFSET(x265_opts), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
 269     { NULL }
 270 };
 271
 272 static const AVClass class = {
 273     .class_name = "libx265",
 274     .item_name  = av_default_item_name,
 275     .option     = options,
 276     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 277 };
 278
 279 AVCodec ff_libx265_encoder = {
 280     .name             = "libx265",
 281     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx265 H.265 / HEVC"),
 282     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 283     .id               = AV_CODEC_ID_HEVC,
 284     .init             = libx265_encode_init,
 285     .init_static_data = libx265_encode_init_csp,
 286     .encode2          = libx265_encode_frame,
 287     .close            = libx265_encode_close,
 288     .priv_data_size   = sizeof(libx265Context),
 289     .priv_class       = &class,
 290     .capabilities     = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
 291 };