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

   1 /*
   2  * H.264/HEVC hardware encoding using nvidia nvenc
   3  * Copyright (c) 2016 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "config.h"
  23
  24 #include "nvenc.h"
  25
  26 #include "libavutil/hwcontext_cuda.h"
  27 #include "libavutil/hwcontext.h"
  28 #include "libavutil/cuda_check.h"
  29 #include "libavutil/imgutils.h"
  30 #include "libavutil/avassert.h"
  31 #include "libavutil/mem.h"
  32 #include "libavutil/pixdesc.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 #define CHECK_CU(x) FF_CUDA_CHECK_DL(avctx, dl_fn->cuda_dl, x)
  36
  37 #define NVENC_CAP 0x30
  38 #define IS_CBR(rc) (rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR ||             \
  39                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ || \
  40                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ)
  41
  42 const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
  43     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  44     AV_PIX_FMT_NV12,
  45     AV_PIX_FMT_P010,
  46     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  47     AV_PIX_FMT_P016,      // Truncated to 10bits
  48     AV_PIX_FMT_YUV444P16, // Truncated to 10bits
  49     AV_PIX_FMT_0RGB32,
  50     AV_PIX_FMT_0BGR32,
  51     AV_PIX_FMT_CUDA,
  52 #if CONFIG_D3D11VA
  53     AV_PIX_FMT_D3D11,
  54 #endif
  55     AV_PIX_FMT_NONE
  56 };
  57
  58 const AVCodecHWConfigInternal *ff_nvenc_hw_configs[] = {
  59     HW_CONFIG_ENCODER_FRAMES(CUDA,  CUDA),
  60     HW_CONFIG_ENCODER_DEVICE(NONE,  CUDA),
  61 #if CONFIG_D3D11VA
  62     HW_CONFIG_ENCODER_FRAMES(D3D11, D3D11VA),
  63     HW_CONFIG_ENCODER_DEVICE(NONE,  D3D11VA),
  64 #endif
  65     NULL,
  66 };
  67
  68 #define IS_10BIT(pix_fmt)  (pix_fmt == AV_PIX_FMT_P010    || \
  69                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_P016    || \
  70                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
  71
  72 #define IS_YUV444(pix_fmt) (pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || \
  73                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
  74
  75 static const struct {
  76     NVENCSTATUS nverr;
  77     int         averr;
  78     const char *desc;
  79 } nvenc_errors[] = {
  80     { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
  81     { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
  82     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
  83     { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
  84     { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
  85     { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
  86     { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
  87     { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
  88     { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
  89     { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
  90     { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
  91     { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
  92     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
  93     { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
  94     { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL, "not enough buffer"},
  95     { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
  96     { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
  97     { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
  98     { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
  99     { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
 100     { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
 101     { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
 102     { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
 103     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
 104     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
 105     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
 106 };
 107
 108 static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
 109 {
 110     int i;
 111     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
 112         if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
 113             if (desc)
 114                 *desc = nvenc_errors[i].desc;
 115             return nvenc_errors[i].averr;
 116         }
 117     }
 118     if (desc)
 119         *desc = "unknown error";
 120     return AVERROR_UNKNOWN;
 121 }
 122
 123 static int nvenc_print_error(AVCodecContext *avctx, NVENCSTATUS err,
 124                              const char *error_string)
 125 {
 126     const char *desc;
 127     const char *details = "(no details)";
 128     int ret = nvenc_map_error(err, &desc);
 129
 130 #ifdef NVENC_HAVE_GETLASTERRORSTRING
 131     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 132     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 133
 134     if (p_nvenc && ctx->nvencoder)
 135         details = p_nvenc->nvEncGetLastErrorString(ctx->nvencoder);
 136 #endif
 137
 138     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d): %s\n", error_string, desc, err, details);
 139
 140     return ret;
 141 }
 142
 143 static void nvenc_print_driver_requirement(AVCodecContext *avctx, int level)
 144 {
 145 #if NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 2)
 146     const char *minver = "(unknown)";
 147 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 1)
 148 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 149     const char *minver = "436.15";
 150 # else
 151     const char *minver = "435.21";
 152 # endif
 153 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 0)
 154 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 155     const char *minver = "418.81";
 156 # else
 157     const char *minver = "418.30";
 158 # endif
 159 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(8, 2)
 160 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 161     const char *minver = "397.93";
 162 # else
 163     const char *minver = "396.24";
 164 #endif
 165 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(8, 1)
 166 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 167     const char *minver = "390.77";
 168 # else
 169     const char *minver = "390.25";
 170 # endif
 171 #else
 172 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 173     const char *minver = "378.66";
 174 # else
 175     const char *minver = "378.13";
 176 # endif
 177 #endif
 178     av_log(avctx, level, "The minimum required Nvidia driver for nvenc is %s or newer\n", minver);
 179 }
 180
 181 static av_cold int nvenc_load_libraries(AVCodecContext *avctx)
 182 {
 183     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 184     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 185     NVENCSTATUS err;
 186     uint32_t nvenc_max_ver;
 187     int ret;
 188
 189     ret = cuda_load_functions(&dl_fn->cuda_dl, avctx);
 190     if (ret < 0)
 191         return ret;
 192
 193     ret = nvenc_load_functions(&dl_fn->nvenc_dl, avctx);
 194     if (ret < 0) {
 195         nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
 196         return ret;
 197     }
 198
 199     err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPIGetMaxSupportedVersion(&nvenc_max_ver);
 200     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 201         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to query nvenc max version");
 202
 203     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Loaded Nvenc version %d.%d\n", nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 204
 205     if ((NVENCAPI_MAJOR_VERSION << 4 | NVENCAPI_MINOR_VERSION) > nvenc_max_ver) {
 206         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support the required nvenc API version. "
 207                "Required: %d.%d Found: %d.%d\n",
 208                NVENCAPI_MAJOR_VERSION, NVENCAPI_MINOR_VERSION,
 209                nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 210         nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
 211         return AVERROR(ENOSYS);
 212     }
 213
 214     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 215
 216     err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
 217     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 218         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to create nvenc instance");
 219
 220     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int nvenc_push_context(AVCodecContext *avctx)
 226 {
 227     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 228     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 229
 230     if (ctx->d3d11_device)
 231         return 0;
 232
 233     return CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxPushCurrent(ctx->cu_context));
 234 }
 235
 236 static int nvenc_pop_context(AVCodecContext *avctx)
 237 {
 238     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 239     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 240     CUcontext dummy;
 241
 242     if (ctx->d3d11_device)
 243         return 0;
 244
 245     return CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxPopCurrent(&dummy));
 246 }
 247
 248 static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
 249 {
 250     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS params = { 0 };
 251     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 252     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 253     NVENCSTATUS ret;
 254
 255     params.version    = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 256     params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 257     if (ctx->d3d11_device) {
 258         params.device     = ctx->d3d11_device;
 259         params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_DIRECTX;
 260     } else {
 261         params.device     = ctx->cu_context;
 262         params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 263     }
 264
 265     ret = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&params, &ctx->nvencoder);
 266     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 267         ctx->nvencoder = NULL;
 268         return nvenc_print_error(avctx, ret, "OpenEncodeSessionEx failed");
 269     }
 270
 271     return 0;
 272 }
 273
 274 static int nvenc_check_codec_support(AVCodecContext *avctx)
 275 {
 276     NvencContext *ctx                    = avctx->priv_data;
 277     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 278     int i, ret, count = 0;
 279     GUID *guids = NULL;
 280
 281     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDCount(ctx->nvencoder, &count);
 282
 283     if (ret != NV_ENC_SUCCESS || !count)
 284         return AVERROR(ENOSYS);
 285
 286     guids = av_malloc(count * sizeof(GUID));
 287     if (!guids)
 288         return AVERROR(ENOMEM);
 289
 290     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDs(ctx->nvencoder, guids, count, &count);
 291     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 292         ret = AVERROR(ENOSYS);
 293         goto fail;
 294     }
 295
 296     ret = AVERROR(ENOSYS);
 297     for (i = 0; i < count; i++) {
 298         if (!memcmp(&guids[i], &ctx->init_encode_params.encodeGUID, sizeof(*guids))) {
 299             ret = 0;
 300             break;
 301         }
 302     }
 303
 304 fail:
 305     av_free(guids);
 306
 307     return ret;
 308 }
 309
 310 static int nvenc_check_cap(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_CAPS cap)
 311 {
 312     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 313     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 314     NV_ENC_CAPS_PARAM params        = { 0 };
 315     int ret, val = 0;
 316
 317     params.version     = NV_ENC_CAPS_PARAM_VER;
 318     params.capsToQuery = cap;
 319
 320     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeCaps(ctx->nvencoder, ctx->init_encode_params.encodeGUID, &params, &val);
 321
 322     if (ret == NV_ENC_SUCCESS)
 323         return val;
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static int nvenc_check_capabilities(AVCodecContext *avctx)
 328 {
 329     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 330     int ret;
 331
 332     ret = nvenc_check_codec_support(avctx);
 333     if (ret < 0) {
 334         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Codec not supported\n");
 335         return ret;
 336     }
 337
 338     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_YUV444_ENCODE);
 339     if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
 340         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "YUV444P not supported\n");
 341         return AVERROR(ENOSYS);
 342     }
 343
 344     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOSSLESS_ENCODE);
 345     if (ctx->preset >= PRESET_LOSSLESS_DEFAULT && ret <= 0) {
 346         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Lossless encoding not supported\n");
 347         return AVERROR(ENOSYS);
 348     }
 349
 350     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_WIDTH_MAX);
 351     if (ret < avctx->width) {
 352         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Width %d exceeds %d\n",
 353                avctx->width, ret);
 354         return AVERROR(ENOSYS);
 355     }
 356
 357     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_HEIGHT_MAX);
 358     if (ret < avctx->height) {
 359         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Height %d exceeds %d\n",
 360                avctx->height, ret);
 361         return AVERROR(ENOSYS);
 362     }
 363
 364     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_NUM_MAX_BFRAMES);
 365     if (ret < avctx->max_b_frames) {
 366         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Max B-frames %d exceed %d\n",
 367                avctx->max_b_frames, ret);
 368
 369         return AVERROR(ENOSYS);
 370     }
 371
 372     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_FIELD_ENCODING);
 373     if (ret < 1 && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 374         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 375                "Interlaced encoding is not supported. Supported level: %d\n",
 376                ret);
 377         return AVERROR(ENOSYS);
 378     }
 379
 380     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_10BIT_ENCODE);
 381     if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
 382         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "10 bit encode not supported\n");
 383         return AVERROR(ENOSYS);
 384     }
 385
 386     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOOKAHEAD);
 387     if (ctx->rc_lookahead > 0 && ret <= 0) {
 388         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "RC lookahead not supported\n");
 389         return AVERROR(ENOSYS);
 390     }
 391
 392     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_TEMPORAL_AQ);
 393     if (ctx->temporal_aq > 0 && ret <= 0) {
 394         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Temporal AQ not supported\n");
 395         return AVERROR(ENOSYS);
 396     }
 397
 398     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_WEIGHTED_PREDICTION);
 399     if (ctx->weighted_pred > 0 && ret <= 0) {
 400         av_log (avctx, AV_LOG_WARNING, "Weighted Prediction not supported\n");
 401         return AVERROR(ENOSYS);
 402     }
 403
 404     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_CABAC);
 405     if (ctx->coder == NV_ENC_H264_ENTROPY_CODING_MODE_CABAC && ret <= 0) {
 406         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "CABAC entropy coding not supported\n");
 407         return AVERROR(ENOSYS);
 408     }
 409
 410 #ifdef NVENC_HAVE_BFRAME_REF_MODE
 411     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_BFRAME_REF_MODE);
 412     if (ctx->b_ref_mode == NV_ENC_BFRAME_REF_MODE_EACH && ret != 1) {
 413         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Each B frame as reference is not supported\n");
 414         return AVERROR(ENOSYS);
 415     } else if (ctx->b_ref_mode != NV_ENC_BFRAME_REF_MODE_DISABLED && ret == 0) {
 416         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames as references are not supported\n");
 417         return AVERROR(ENOSYS);
 418     }
 419 #else
 420     if (ctx->b_ref_mode != 0) {
 421         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames as references need SDK 8.1 at build time\n");
 422         return AVERROR(ENOSYS);
 423     }
 424 #endif
 425
 426 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
 427     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_MULTIPLE_REF_FRAMES);
 428     if(avctx->refs != NV_ENC_NUM_REF_FRAMES_AUTOSELECT && ret <= 0) {
 429         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple reference frames are not supported by the device\n");
 430         return AVERROR(ENOSYS);
 431     }
 432 #else
 433     if(avctx->refs != 0) {
 434         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple reference frames need SDK 9.1 at build time\n");
 435         return AVERROR(ENOSYS);
 436     }
 437 #endif
 438
 439     ctx->support_dyn_bitrate = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_DYN_BITRATE_CHANGE);
 440
 441     return 0;
 442 }
 443
 444 static av_cold int nvenc_check_device(AVCodecContext *avctx, int idx)
 445 {
 446     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 447     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 448     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 449     char name[128] = { 0};
 450     int major, minor, ret;
 451     CUdevice cu_device;
 452     int loglevel = AV_LOG_VERBOSE;
 453
 454     if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 455         loglevel = AV_LOG_INFO;
 456
 457     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGet(&cu_device, idx));
 458     if (ret < 0)
 459         return ret;
 460
 461     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetName(name, sizeof(name), cu_device));
 462     if (ret < 0)
 463         return ret;
 464
 465     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceComputeCapability(&major, &minor, cu_device));
 466     if (ret < 0)
 467         return ret;
 468
 469     av_log(avctx, loglevel, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d ]\n", idx, name, major, minor);
 470     if (((major << 4) | minor) < NVENC_CAP) {
 471         av_log(avctx, loglevel, "does not support NVENC\n");
 472         goto fail;
 473     }
 474
 475     if (ctx->device != idx && ctx->device != ANY_DEVICE)
 476         return -1;
 477
 478     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxCreate(&ctx->cu_context_internal, 0, cu_device));
 479     if (ret < 0)
 480         goto fail;
 481
 482     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal;
 483     ctx->cu_stream = NULL;
 484
 485     if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
 486         goto fail2;
 487
 488     if ((ret = nvenc_open_session(avctx)) < 0)
 489         goto fail2;
 490
 491     if ((ret = nvenc_check_capabilities(avctx)) < 0)
 492         goto fail3;
 493
 494     av_log(avctx, loglevel, "supports NVENC\n");
 495
 496     dl_fn->nvenc_device_count++;
 497
 498     if (ctx->device == idx || ctx->device == ANY_DEVICE)
 499         return 0;
 500
 501 fail3:
 502     if ((ret = nvenc_push_context(avctx)) < 0)
 503         return ret;
 504
 505     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 506     ctx->nvencoder = NULL;
 507
 508     if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
 509         return ret;
 510
 511 fail2:
 512     CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal));
 513     ctx->cu_context_internal = NULL;
 514
 515 fail:
 516     return AVERROR(ENOSYS);
 517 }
 518
 519 static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
 520 {
 521     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 522     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 523
 524     switch (avctx->codec->id) {
 525     case AV_CODEC_ID_H264:
 526         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 527         break;
 528     case AV_CODEC_ID_HEVC:
 529         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
 530         break;
 531     default:
 532         return AVERROR_BUG;
 533     }
 534
 535     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 || avctx->hw_frames_ctx || avctx->hw_device_ctx) {
 536         AVHWFramesContext   *frames_ctx;
 537         AVHWDeviceContext   *hwdev_ctx;
 538         AVCUDADeviceContext *cuda_device_hwctx = NULL;
 539 #if CONFIG_D3D11VA
 540         AVD3D11VADeviceContext *d3d11_device_hwctx = NULL;
 541 #endif
 542         int ret;
 543
 544         if (avctx->hw_frames_ctx) {
 545             frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 546             if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_CUDA)
 547                 cuda_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 548 #if CONFIG_D3D11VA
 549             else if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_D3D11)
 550                 d3d11_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 551 #endif
 552             else
 553                 return AVERROR(EINVAL);
 554         } else if (avctx->hw_device_ctx) {
 555             hwdev_ctx = (AVHWDeviceContext*)avctx->hw_device_ctx->data;
 556             if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA)
 557                 cuda_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
 558 #if CONFIG_D3D11VA
 559             else if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_D3D11VA)
 560                 d3d11_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
 561 #endif
 562             else
 563                 return AVERROR(EINVAL);
 564         } else {
 565             return AVERROR(EINVAL);
 566         }
 567
 568         if (cuda_device_hwctx) {
 569             ctx->cu_context = cuda_device_hwctx->cuda_ctx;
 570             ctx->cu_stream = cuda_device_hwctx->stream;
 571         }
 572 #if CONFIG_D3D11VA
 573         else if (d3d11_device_hwctx) {
 574             ctx->d3d11_device = d3d11_device_hwctx->device;
 575             ID3D11Device_AddRef(ctx->d3d11_device);
 576         }
 577 #endif
 578
 579         ret = nvenc_open_session(avctx);
 580         if (ret < 0)
 581             return ret;
 582
 583         ret = nvenc_check_capabilities(avctx);
 584         if (ret < 0) {
 585             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Provided device doesn't support required NVENC features\n");
 586             return ret;
 587         }
 588     } else {
 589         int i, nb_devices = 0;
 590
 591         if (CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuInit(0)) < 0)
 592             return AVERROR_UNKNOWN;
 593
 594         if (CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetCount(&nb_devices)) < 0)
 595             return AVERROR_UNKNOWN;
 596
 597         if (!nb_devices) {
 598             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
 599                 return AVERROR_EXTERNAL;
 600         }
 601
 602         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", nb_devices);
 603
 604         dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 605         for (i = 0; i < nb_devices; ++i) {
 606             if ((nvenc_check_device(avctx, i)) >= 0 && ctx->device != LIST_DEVICES)
 607                 return 0;
 608         }
 609
 610         if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 611             return AVERROR_EXIT;
 612
 613         if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
 614             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No capable devices found\n");
 615             return AVERROR_EXTERNAL;
 616         }
 617
 618         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->device, nb_devices);
 619         return AVERROR(EINVAL);
 620     }
 621
 622     return 0;
 623 }
 624
 625 typedef struct GUIDTuple {
 626     const GUID guid;
 627     int flags;
 628 } GUIDTuple;
 629
 630 #define PRESET_ALIAS(alias, name, ...) \
 631     [PRESET_ ## alias] = { NV_ENC_PRESET_ ## name ## _GUID, __VA_ARGS__ }
 632
 633 #define PRESET(name, ...) PRESET_ALIAS(name, name, __VA_ARGS__)
 634
 635 static void nvenc_map_preset(NvencContext *ctx)
 636 {
 637     GUIDTuple presets[] = {
 638         PRESET(DEFAULT),
 639         PRESET(HP),
 640         PRESET(HQ),
 641         PRESET(BD),
 642         PRESET_ALIAS(SLOW,   HQ,    NVENC_TWO_PASSES),
 643         PRESET_ALIAS(MEDIUM, HQ,    NVENC_ONE_PASS),
 644         PRESET_ALIAS(FAST,   HP,    NVENC_ONE_PASS),
 645         PRESET(LOW_LATENCY_DEFAULT, NVENC_LOWLATENCY),
 646         PRESET(LOW_LATENCY_HP,      NVENC_LOWLATENCY),
 647         PRESET(LOW_LATENCY_HQ,      NVENC_LOWLATENCY),
 648         PRESET(LOSSLESS_DEFAULT,    NVENC_LOSSLESS),
 649         PRESET(LOSSLESS_HP,         NVENC_LOSSLESS),
 650     };
 651
 652     GUIDTuple *t = &presets[ctx->preset];
 653
 654     ctx->init_encode_params.presetGUID = t->guid;
 655     ctx->flags = t->flags;
 656 }
 657
 658 #undef PRESET
 659 #undef PRESET_ALIAS
 660
 661 static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
 662 {
 663     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 664     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 665
 666     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 667
 668     if (ctx->init_qp_p >= 0) {
 669         rc->constQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
 670         if (ctx->init_qp_i >= 0 && ctx->init_qp_b >= 0) {
 671             rc->constQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
 672             rc->constQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
 673         } else if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 674             rc->constQP.qpIntra = av_clip(
 675                 rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 676             rc->constQP.qpInterB = av_clip(
 677                 rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 678         } else {
 679             rc->constQP.qpIntra = rc->constQP.qpInterP;
 680             rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpInterP;
 681         }
 682     } else if (ctx->cqp >= 0) {
 683         rc->constQP.qpInterP = rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpIntra = ctx->cqp;
 684         if (avctx->b_quant_factor != 0.0)
 685             rc->constQP.qpInterB = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 686         if (avctx->i_quant_factor != 0.0)
 687             rc->constQP.qpIntra = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 688     }
 689
 690     avctx->qmin = -1;
 691     avctx->qmax = -1;
 692 }
 693
 694 static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
 695 {
 696     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 697     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 698     int qp_inter_p;
 699
 700     if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 701         rc->enableMinQP = 1;
 702         rc->enableMaxQP = 1;
 703
 704         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 705         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 706         rc->minQP.qpIntra  = avctx->qmin;
 707
 708         rc->maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 709         rc->maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 710         rc->maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 711
 712         qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
 713     } else if (avctx->qmin >= 0) {
 714         rc->enableMinQP = 1;
 715
 716         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 717         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 718         rc->minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 719
 720         qp_inter_p = avctx->qmin;
 721     } else {
 722         qp_inter_p = 26; // default to 26
 723     }
 724
 725     rc->enableInitialRCQP = 1;
 726
 727     if (ctx->init_qp_p < 0) {
 728         rc->initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
 729     } else {
 730         rc->initialRCQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
 731     }
 732
 733     if (ctx->init_qp_i < 0) {
 734         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 735             rc->initialRCQP.qpIntra = av_clip(
 736                 rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 737         } else {
 738             rc->initialRCQP.qpIntra = rc->initialRCQP.qpInterP;
 739         }
 740     } else {
 741         rc->initialRCQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
 742     }
 743
 744     if (ctx->init_qp_b < 0) {
 745         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 746             rc->initialRCQP.qpInterB = av_clip(
 747                 rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 748         } else {
 749             rc->initialRCQP.qpInterB = rc->initialRCQP.qpInterP;
 750         }
 751     } else {
 752         rc->initialRCQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
 753     }
 754 }
 755
 756 static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
 757 {
 758     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 759     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 760
 761     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 762     rc->constQP.qpInterB = 0;
 763     rc->constQP.qpInterP = 0;
 764     rc->constQP.qpIntra  = 0;
 765
 766     avctx->qmin = -1;
 767     avctx->qmax = -1;
 768 }
 769
 770 static void nvenc_override_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 771 {
 772     NvencContext *ctx    = avctx->priv_data;
 773     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 774
 775     switch (ctx->rc) {
 776     case NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP:
 777         set_constqp(avctx);
 778         return;
 779     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP:
 780         if (avctx->qmin < 0) {
 781             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 782                    "The variable bitrate rate-control requires "
 783                    "the 'qmin' option set.\n");
 784             set_vbr(avctx);
 785             return;
 786         }
 787         /* fall through */
 788     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ:
 789     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR:
 790         set_vbr(avctx);
 791         break;
 792     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR:
 793     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ:
 794     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ:
 795         break;
 796     }
 797
 798     rc->rateControlMode = ctx->rc;
 799 }
 800
 801 static av_cold int nvenc_recalc_surfaces(AVCodecContext *avctx)
 802 {
 803     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 804     // default minimum of 4 surfaces
 805     // multiply by 2 for number of NVENCs on gpu (hardcode to 2)
 806     // another multiply by 2 to avoid blocking next PBB group
 807     int nb_surfaces = FFMAX(4, ctx->encode_config.frameIntervalP * 2 * 2);
 808
 809     // lookahead enabled
 810     if (ctx->rc_lookahead > 0) {
 811         // +1 is to account for lkd_bound calculation later
 812         // +4 is to allow sufficient pipelining with lookahead
 813         nb_surfaces = FFMAX(1, FFMAX(nb_surfaces, ctx->rc_lookahead + ctx->encode_config.frameIntervalP + 1 + 4));
 814         if (nb_surfaces > ctx->nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
 815         {
 816             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 817                    "Defined rc_lookahead requires more surfaces, "
 818                    "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 819         }
 820         ctx->nb_surfaces = FFMAX(nb_surfaces, ctx->nb_surfaces);
 821     } else {
 822         if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1 && ctx->nb_surfaces < nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
 823         {
 824             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 825                    "Defined b-frame requires more surfaces, "
 826                    "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 827             ctx->nb_surfaces = FFMAX(ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 828         }
 829         else if (ctx->nb_surfaces <= 0)
 830             ctx->nb_surfaces = nb_surfaces;
 831         // otherwise use user specified value
 832     }
 833
 834     ctx->nb_surfaces = FFMAX(1, FFMIN(MAX_REGISTERED_FRAMES, ctx->nb_surfaces));
 835     ctx->async_depth = FFMIN(ctx->async_depth, ctx->nb_surfaces - 1);
 836
 837     return 0;
 838 }
 839
 840 static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 841 {
 842     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 843
 844     if (avctx->global_quality > 0)
 845         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Using global_quality with nvenc is deprecated. Use qp instead.\n");
 846
 847     if (ctx->cqp < 0 && avctx->global_quality > 0)
 848         ctx->cqp = avctx->global_quality;
 849
 850     if (avctx->bit_rate > 0) {
 851         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
 852     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 853         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 854     }
 855
 856     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 857         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 858
 859     if (ctx->rc < 0) {
 860         if (ctx->flags & NVENC_ONE_PASS)
 861             ctx->twopass = 0;
 862         if (ctx->flags & NVENC_TWO_PASSES)
 863             ctx->twopass = 1;
 864
 865         if (ctx->twopass < 0)
 866             ctx->twopass = (ctx->flags & NVENC_LOWLATENCY) != 0;
 867
 868         if (ctx->cbr) {
 869             if (ctx->twopass) {
 870                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ;
 871             } else {
 872                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 873             }
 874         } else if (ctx->cqp >= 0) {
 875             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 876         } else if (ctx->twopass) {
 877             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ;
 878         } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 879             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
 880         }
 881     }
 882
 883     if (ctx->rc >= 0 && ctx->rc & RC_MODE_DEPRECATED) {
 884         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Specified rc mode is deprecated.\n");
 885         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_quality -> cbr_ld_hq\n");
 886         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_size -> cbr_hq\n");
 887         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_2pass -> vbr_hq\n");
 888         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_minqp -> (no replacement)\n");
 889
 890         ctx->rc &= ~RC_MODE_DEPRECATED;
 891     }
 892
 893     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
 894         set_lossless(avctx);
 895     } else if (ctx->rc >= 0) {
 896         nvenc_override_rate_control(avctx);
 897     } else {
 898         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 899         set_vbr(avctx);
 900     }
 901
 902     if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
 903         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 904     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 905         avctx->rc_buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 906     }
 907
 908     if (ctx->aq) {
 909         ctx->encode_config.rcParams.enableAQ   = 1;
 910         ctx->encode_config.rcParams.aqStrength = ctx->aq_strength;
 911         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AQ enabled.\n");
 912     }
 913
 914     if (ctx->temporal_aq) {
 915         ctx->encode_config.rcParams.enableTemporalAQ = 1;
 916         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Temporal AQ enabled.\n");
 917     }
 918
 919     if (ctx->rc_lookahead > 0) {
 920         int lkd_bound = FFMIN(ctx->nb_surfaces, ctx->async_depth) -
 921                         ctx->encode_config.frameIntervalP - 4;
 922
 923         if (lkd_bound < 0) {
 924             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 925                    "Lookahead not enabled. Increase buffer delay (-delay).\n");
 926         } else {
 927             ctx->encode_config.rcParams.enableLookahead = 1;
 928             ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth  = av_clip(ctx->rc_lookahead, 0, lkd_bound);
 929             ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt   = ctx->no_scenecut;
 930             ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt   = !ctx->b_adapt;
 931             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 932                    "Lookahead enabled: depth %d, scenecut %s, B-adapt %s.\n",
 933                    ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth,
 934                    ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt ? "disabled" : "enabled",
 935                    ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt ? "disabled" : "enabled");
 936         }
 937     }
 938
 939     if (ctx->strict_gop) {
 940         ctx->encode_config.rcParams.strictGOPTarget = 1;
 941         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Strict GOP target enabled.\n");
 942     }
 943
 944     if (ctx->nonref_p)
 945         ctx->encode_config.rcParams.enableNonRefP = 1;
 946
 947     if (ctx->zerolatency)
 948         ctx->encode_config.rcParams.zeroReorderDelay = 1;
 949
 950     if (ctx->quality)
 951     {
 952         //convert from float to fixed point 8.8
 953         int tmp_quality = (int)(ctx->quality * 256.0f);
 954         ctx->encode_config.rcParams.targetQuality = (uint8_t)(tmp_quality >> 8);
 955         ctx->encode_config.rcParams.targetQualityLSB = (uint8_t)(tmp_quality & 0xff);
 956     }
 957 }
 958
 959 static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx)
 960 {
 961     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
 962     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
 963     NV_ENC_CONFIG_H264 *h264               = &cc->encodeCodecConfig.h264Config;
 964     NV_ENC_CONFIG_H264_VUI_PARAMETERS *vui = &h264->h264VUIParameters;
 965
 966     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
 967     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
 968     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 969     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
 970         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
 971
 972     vui->colourDescriptionPresentFlag =
 973         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
 974
 975     vui->videoSignalTypePresentFlag =
 976         (vui->colourDescriptionPresentFlag
 977         || vui->videoFormat != 5
 978         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
 979
 980     h264->sliceMode = 3;
 981     h264->sliceModeData = 1;
 982
 983     h264->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 984     h264->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 985     h264->outputAUD     = ctx->aud;
 986
 987     if (ctx->dpb_size >= 0) {
 988         /* 0 means "let the hardware decide" */
 989         h264->maxNumRefFrames = ctx->dpb_size;
 990     }
 991     if (avctx->gop_size >= 0) {
 992         h264->idrPeriod = cc->gopLength;
 993     }
 994
 995     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
 996         h264->outputBufferingPeriodSEI = 1;
 997     }
 998
 999     h264->outputPictureTimingSEI = 1;
1000
1001     if (cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ ||
1002         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ ||
1003         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ) {
1004         h264->adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
1005         h264->fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
1006     }
1007
1008     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
1009         h264->qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
1010     } else {
1011         switch(ctx->profile) {
1012         case NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE:
1013             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
1014             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
1015             break;
1016         case NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN:
1017             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
1018             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
1019             break;
1020         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH:
1021             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
1022             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
1023             break;
1024         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P:
1025             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
1026             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
1027             break;
1028         }
1029     }
1030
1031     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
1032     if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1033         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
1034         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
1035     }
1036
1037     h264->chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
1038
1039     h264->level = ctx->level;
1040
1041     if (ctx->coder >= 0)
1042         h264->entropyCodingMode = ctx->coder;
1043
1044 #ifdef NVENC_HAVE_BFRAME_REF_MODE
1045     h264->useBFramesAsRef = ctx->b_ref_mode;
1046 #endif
1047
1048 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
1049     h264->numRefL0 = avctx->refs;
1050     h264->numRefL1 = avctx->refs;
1051 #endif
1052
1053     return 0;
1054 }
1055
1056 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
1057 {
1058     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
1059     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
1060     NV_ENC_CONFIG_HEVC *hevc               = &cc->encodeCodecConfig.hevcConfig;
1061     NV_ENC_CONFIG_HEVC_VUI_PARAMETERS *vui = &hevc->hevcVUIParameters;
1062
1063     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
1064     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
1065     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
1066     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
1067         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
1068
1069     vui->colourDescriptionPresentFlag =
1070         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
1071
1072     vui->videoSignalTypePresentFlag =
1073         (vui->colourDescriptionPresentFlag
1074         || vui->videoFormat != 5
1075         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
1076
1077     hevc->sliceMode = 3;
1078     hevc->sliceModeData = 1;
1079
1080     hevc->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
1081     hevc->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
1082     hevc->outputAUD     = ctx->aud;
1083
1084     if (ctx->dpb_size >= 0) {
1085         /* 0 means "let the hardware decide" */
1086         hevc->maxNumRefFramesInDPB = ctx->dpb_size;
1087     }
1088     if (avctx->gop_size >= 0) {
1089         hevc->idrPeriod = cc->gopLength;
1090     }
1091
1092     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
1093         hevc->outputBufferingPeriodSEI = 1;
1094     }
1095
1096     hevc->outputPictureTimingSEI = 1;
1097
1098     switch (ctx->profile) {
1099     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN:
1100         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
1101         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
1102         break;
1103     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_10:
1104         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
1105         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
1106         break;
1107     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_REXT:
1108         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
1109         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
1110         break;
1111     }
1112
1113     // force setting profile as main10 if input is 10 bit
1114     if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt)) {
1115         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
1116         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
1117     }
1118
1119     // force setting profile as rext if input is yuv444
1120     if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt)) {
1121         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
1122         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
1123     }
1124
1125     hevc->chromaFormatIDC = IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) ? 3 : 1;
1126
1127     hevc->pixelBitDepthMinus8 = IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) ? 2 : 0;
1128
1129     hevc->level = ctx->level;
1130
1131     hevc->tier = ctx->tier;
1132
1133 #ifdef NVENC_HAVE_HEVC_BFRAME_REF_MODE
1134     hevc->useBFramesAsRef = ctx->b_ref_mode;
1135 #endif
1136
1137 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
1138     hevc->numRefL0 = avctx->refs;
1139     hevc->numRefL1 = avctx->refs;
1140 #endif
1141
1142     return 0;
1143 }
1144
1145 static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx)
1146 {
1147     switch (avctx->codec->id) {
1148     case AV_CODEC_ID_H264:
1149         return nvenc_setup_h264_config(avctx);
1150     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1151         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
1152     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
1153     }
1154
1155     return 0;
1156 }
1157
1158 static void compute_dar(AVCodecContext *avctx, int *dw, int *dh) {
1159     int sw, sh;
1160
1161     sw = avctx->width;
1162     sh = avctx->height;
1163
1164     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
1165         sw *= avctx->sample_aspect_ratio.num;
1166         sh *= avctx->sample_aspect_ratio.den;
1167     }
1168
1169     av_reduce(dw, dh, sw, sh, 1024 * 1024);
1170 }
1171
1172 static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
1173 {
1174     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1175     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1176     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1177
1178     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
1179     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
1180     AVCPBProperties *cpb_props;
1181     int res = 0;
1182     int dw, dh;
1183
1184     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1185     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
1186
1187     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
1188     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
1189
1190     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
1191
1192     nvenc_map_preset(ctx);
1193
1194     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
1195     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1196
1197     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder,
1198                                                     ctx->init_encode_params.encodeGUID,
1199                                                     ctx->init_encode_params.presetGUID,
1200                                                     &preset_config);
1201     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1202         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Cannot get the preset configuration");
1203
1204     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
1205
1206     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1207
1208     compute_dar(avctx, &dw, &dh);
1209     ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
1210     ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
1211
1212     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
1213     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
1214
1215     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
1216     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
1217
1218     if (ctx->weighted_pred == 1)
1219         ctx->init_encode_params.enableWeightedPrediction = 1;
1220
1221     if (ctx->bluray_compat) {
1222         ctx->aud = 1;
1223         ctx->dpb_size = FFMIN(FFMAX(avctx->refs, 0), 6);
1224         avctx->max_b_frames = FFMIN(avctx->max_b_frames, 3);
1225         switch (avctx->codec->id) {
1226         case AV_CODEC_ID_H264:
1227             /* maximum level depends on used resolution */
1228             break;
1229         case AV_CODEC_ID_HEVC:
1230             ctx->level = NV_ENC_LEVEL_HEVC_51;
1231             ctx->tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
1232             break;
1233         }
1234     }
1235
1236     if (avctx->gop_size > 0) {
1237         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
1238             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B-Frame, 3 two B-frames, and so on. */
1239             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
1240         }
1241
1242         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
1243     } else if (avctx->gop_size == 0) {
1244         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
1245         ctx->encode_config.gopLength = 1;
1246     }
1247
1248     nvenc_recalc_surfaces(avctx);
1249
1250     nvenc_setup_rate_control(avctx);
1251
1252     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1253         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
1254     } else {
1255         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
1256     }
1257
1258     res = nvenc_setup_codec_config(avctx);
1259     if (res)
1260         return res;
1261
1262     res = nvenc_push_context(avctx);
1263     if (res < 0)
1264         return res;
1265
1266     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
1267     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1268         nvenc_pop_context(avctx);
1269         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "InitializeEncoder failed");
1270     }
1271
1272 #ifdef NVENC_HAVE_CUSTREAM_PTR
1273     if (ctx->cu_context) {
1274         nv_status = p_nvenc->nvEncSetIOCudaStreams(ctx->nvencoder, &ctx->cu_stream, &ctx->cu_stream);
1275         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1276             nvenc_pop_context(avctx);
1277             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "SetIOCudaStreams failed");
1278         }
1279     }
1280 #endif
1281
1282     res = nvenc_pop_context(avctx);
1283     if (res < 0)
1284         return res;
1285
1286     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
1287         avctx->has_b_frames = 2;
1288
1289     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
1290         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
1291
1292     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
1293     if (!cpb_props)
1294         return AVERROR(ENOMEM);
1295     cpb_props->max_bitrate = ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate;
1296     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
1297     cpb_props->buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize;
1298
1299     return 0;
1300 }
1301
1302 static NV_ENC_BUFFER_FORMAT nvenc_map_buffer_format(enum AVPixelFormat pix_fmt)
1303 {
1304     switch (pix_fmt) {
1305     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
1306         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
1307     case AV_PIX_FMT_NV12:
1308         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
1309     case AV_PIX_FMT_P010:
1310     case AV_PIX_FMT_P016:
1311         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV420_10BIT;
1312     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
1313         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
1314     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
1315         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_10BIT;
1316     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
1317         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ARGB;
1318     case AV_PIX_FMT_0BGR32:
1319         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ABGR;
1320     default:
1321         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED;
1322     }
1323 }
1324
1325 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
1326 {
1327     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1328     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1329     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1330     NvencSurface* tmp_surface = &ctx->surfaces[idx];
1331
1332     NVENCSTATUS nv_status;
1333     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
1334     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
1335
1336     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1337         ctx->surfaces[idx].in_ref = av_frame_alloc();
1338         if (!ctx->surfaces[idx].in_ref)
1339             return AVERROR(ENOMEM);
1340     } else {
1341         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
1342
1343         ctx->surfaces[idx].format = nvenc_map_buffer_format(ctx->data_pix_fmt);
1344         if (ctx->surfaces[idx].format == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
1345             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
1346                    av_get_pix_fmt_name(ctx->data_pix_fmt));
1347             return AVERROR(EINVAL);
1348         }
1349
1350         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
1351         allocSurf.width = avctx->width;
1352         allocSurf.height = avctx->height;
1353         allocSurf.bufferFmt = ctx->surfaces[idx].format;
1354
1355         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
1356         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1357             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateInputBuffer failed");
1358         }
1359
1360         ctx->surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
1361         ctx->surfaces[idx].width = allocSurf.width;
1362         ctx->surfaces[idx].height = allocSurf.height;
1363     }
1364
1365     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
1366     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1367         int err = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateBitstreamBuffer failed");
1368         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
1369             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[idx].input_surface);
1370         av_frame_free(&ctx->surfaces[idx].in_ref);
1371         return err;
1372     }
1373
1374     ctx->surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
1375     ctx->surfaces[idx].size = allocOut.size;
1376
1377     av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surface, sizeof(tmp_surface), NULL);
1378
1379     return 0;
1380 }
1381
1382 static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx)
1383 {
1384     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1385     int i, res = 0, res2;
1386
1387     ctx->surfaces = av_mallocz_array(ctx->nb_surfaces, sizeof(*ctx->surfaces));
1388     if (!ctx->surfaces)
1389         return AVERROR(ENOMEM);
1390
1391     ctx->timestamp_list = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(int64_t));
1392     if (!ctx->timestamp_list)
1393         return AVERROR(ENOMEM);
1394
1395     ctx->unused_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1396     if (!ctx->unused_surface_queue)
1397         return AVERROR(ENOMEM);
1398
1399     ctx->output_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1400     if (!ctx->output_surface_queue)
1401         return AVERROR(ENOMEM);
1402     ctx->output_surface_ready_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1403     if (!ctx->output_surface_ready_queue)
1404         return AVERROR(ENOMEM);
1405
1406     res = nvenc_push_context(avctx);
1407     if (res < 0)
1408         return res;
1409
1410     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
1411         if ((res = nvenc_alloc_surface(avctx, i)) < 0)
1412             goto fail;
1413     }
1414
1415 fail:
1416     res2 = nvenc_pop_context(avctx);
1417     if (res2 < 0)
1418         return res2;
1419
1420     return res;
1421 }
1422
1423 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
1424 {
1425     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1426     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1427     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1428
1429     NVENCSTATUS nv_status;
1430     uint32_t outSize = 0;
1431     char tmpHeader[256];
1432     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
1433     payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
1434
1435     payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
1436     payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
1437     payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
1438
1439     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
1440     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1441         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetSequenceParams failed");
1442     }
1443
1444     avctx->extradata_size = outSize;
1445     avctx->extradata = av_mallocz(outSize + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1446
1447     if (!avctx->extradata) {
1448         return AVERROR(ENOMEM);
1449     }
1450
1451     memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
1452
1453     return 0;
1454 }
1455
1456 av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1457 {
1458     NvencContext *ctx               = avctx->priv_data;
1459     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1460     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1461     int i, res;
1462
1463     /* the encoder has to be flushed before it can be closed */
1464     if (ctx->nvencoder) {
1465         NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { .version        = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER,
1466                                             .encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS };
1467
1468         res = nvenc_push_context(avctx);
1469         if (res < 0)
1470             return res;
1471
1472         p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &params);
1473     }
1474
1475     av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
1476     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
1477     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
1478     av_fifo_freep(&ctx->unused_surface_queue);
1479
1480     if (ctx->surfaces && (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11)) {
1481         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1482             if (ctx->registered_frames[i].mapped)
1483                 p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].in_map.mappedResource);
1484             if (ctx->registered_frames[i].regptr)
1485                 p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1486         }
1487         ctx->nb_registered_frames = 0;
1488     }
1489
1490     if (ctx->surfaces) {
1491         for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
1492             if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
1493                 p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
1494             av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
1495             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
1496         }
1497     }
1498     av_freep(&ctx->surfaces);
1499     ctx->nb_surfaces = 0;
1500
1501     if (ctx->nvencoder) {
1502         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1503
1504         res = nvenc_pop_context(avctx);
1505         if (res < 0)
1506             return res;
1507     }
1508     ctx->nvencoder = NULL;
1509
1510     if (ctx->cu_context_internal)
1511         CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal));
1512     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
1513
1514 #if CONFIG_D3D11VA
1515     if (ctx->d3d11_device) {
1516         ID3D11Device_Release(ctx->d3d11_device);
1517         ctx->d3d11_device = NULL;
1518     }
1519 #endif
1520
1521     nvenc_free_functions(&dl_fn->nvenc_dl);
1522     cuda_free_functions(&dl_fn->cuda_dl);
1523
1524     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
1525
1526     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
1527
1528     return 0;
1529 }
1530
1531 av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1532 {
1533     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1534     int ret;
1535
1536     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1537         AVHWFramesContext *frames_ctx;
1538         if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1539             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1540                    "hw_frames_ctx must be set when using GPU frames as input\n");
1541             return AVERROR(EINVAL);
1542         }
1543         frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
1544         if (frames_ctx->format != avctx->pix_fmt) {
1545             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1546                    "hw_frames_ctx must match the GPU frame type\n");
1547             return AVERROR(EINVAL);
1548         }
1549         ctx->data_pix_fmt = frames_ctx->sw_format;
1550     } else {
1551         ctx->data_pix_fmt = avctx->pix_fmt;
1552     }
1553
1554     if ((ret = nvenc_load_libraries(avctx)) < 0)
1555         return ret;
1556
1557     if ((ret = nvenc_setup_device(avctx)) < 0)
1558         return ret;
1559
1560     if ((ret = nvenc_setup_encoder(avctx)) < 0)
1561         return ret;
1562
1563     if ((ret = nvenc_setup_surfaces(avctx)) < 0)
1564         return ret;
1565
1566     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
1567         if ((ret = nvenc_setup_extradata(avctx)) < 0)
1568             return ret;
1569     }
1570
1571     return 0;
1572 }
1573
1574 static NvencSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
1575 {
1576     NvencSurface *tmp_surf;
1577
1578     if (!(av_fifo_size(ctx->unused_surface_queue) > 0))
1579         // queue empty
1580         return NULL;
1581
1582     av_fifo_generic_read(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surf, sizeof(tmp_surf), NULL);
1583     return tmp_surf;
1584 }
1585
1586 static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencSurface *nv_surface,
1587             NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lock_buffer_params, const AVFrame *frame)
1588 {
1589     int dst_linesize[4] = {
1590         lock_buffer_params->pitch,
1591         lock_buffer_params->pitch,
1592         lock_buffer_params->pitch,
1593         lock_buffer_params->pitch
1594     };
1595     uint8_t *dst_data[4];
1596     int ret;
1597
1598     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
1599         dst_linesize[1] = dst_linesize[2] >>= 1;
1600
1601     ret = av_image_fill_pointers(dst_data, frame->format, nv_surface->height,
1602                                  lock_buffer_params->bufferDataPtr, dst_linesize);
1603     if (ret < 0)
1604         return ret;
1605
1606     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
1607         FFSWAP(uint8_t*, dst_data[1], dst_data[2]);
1608
1609     av_image_copy(dst_data, dst_linesize,
1610                   (const uint8_t**)frame->data, frame->linesize, frame->format,
1611                   avctx->width, avctx->height);
1612
1613     return 0;
1614 }
1615
1616 static int nvenc_find_free_reg_resource(AVCodecContext *avctx)
1617 {
1618     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1619     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1620     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1621     NVENCSTATUS nv_status;
1622
1623     int i, first_round;
1624
1625     if (ctx->nb_registered_frames == FF_ARRAY_ELEMS(ctx->registered_frames)) {
1626         for (first_round = 1; first_round >= 0; first_round--) {
1627             for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1628                 if (!ctx->registered_frames[i].mapped) {
1629                     if (ctx->registered_frames[i].regptr) {
1630                         if (first_round)
1631                             continue;
1632                         nv_status = p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1633                         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1634                             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unregistering unused input resource");
1635                         ctx->registered_frames[i].ptr = NULL;
1636                         ctx->registered_frames[i].regptr = NULL;
1637                     }
1638                     return i;
1639                 }
1640             }
1641         }
1642     } else {
1643         return ctx->nb_registered_frames++;
1644     }
1645
1646     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many registered CUDA frames\n");
1647     return AVERROR(ENOMEM);
1648 }
1649
1650 static int nvenc_register_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1651 {
1652     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1653     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1654     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1655
1656     AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)frame->hw_frames_ctx->data;
1657     NV_ENC_REGISTER_RESOURCE reg;
1658     int i, idx, ret;
1659
1660     for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1661         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0])
1662             return i;
1663         else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0] && ctx->registered_frames[i].ptr_index == (intptr_t)frame->data[1])
1664             return i;
1665     }
1666
1667     idx = nvenc_find_free_reg_resource(avctx);
1668     if (idx < 0)
1669         return idx;
1670
1671     reg.version            = NV_ENC_REGISTER_RESOURCE_VER;
1672     reg.width              = frames_ctx->width;
1673     reg.height             = frames_ctx->height;
1674     reg.pitch              = frame->linesize[0];
1675     reg.resourceToRegister = frame->data[0];
1676
1677     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1678         reg.resourceType   = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_CUDADEVICEPTR;
1679     }
1680     else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1681         reg.resourceType     = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_DIRECTX;
1682         reg.subResourceIndex = (intptr_t)frame->data[1];
1683     }
1684
1685     reg.bufferFormat       = nvenc_map_buffer_format(frames_ctx->sw_format);
1686     if (reg.bufferFormat == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
1687         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
1688                av_get_pix_fmt_name(frames_ctx->sw_format));
1689         return AVERROR(EINVAL);
1690     }
1691
1692     ret = p_nvenc->nvEncRegisterResource(ctx->nvencoder, &reg);
1693     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
1694         nvenc_print_error(avctx, ret, "Error registering an input resource");
1695         return AVERROR_UNKNOWN;
1696     }
1697
1698     ctx->registered_frames[idx].ptr       = frame->data[0];
1699     ctx->registered_frames[idx].ptr_index = reg.subResourceIndex;
1700     ctx->registered_frames[idx].regptr    = reg.registeredResource;
1701     return idx;
1702 }
1703
1704 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
1705                                       NvencSurface *nvenc_frame)
1706 {
1707     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1708     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1709     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1710
1711     int res;
1712     NVENCSTATUS nv_status;
1713
1714     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1715         int reg_idx = nvenc_register_frame(avctx, frame);
1716         if (reg_idx < 0) {
1717             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not register an input HW frame\n");
1718             return reg_idx;
1719         }
1720
1721         res = av_frame_ref(nvenc_frame->in_ref, frame);
1722         if (res < 0)
1723             return res;
1724
1725         if (!ctx->registered_frames[reg_idx].mapped) {
1726             ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.version = NV_ENC_MAP_INPUT_RESOURCE_VER;
1727             ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.registeredResource = ctx->registered_frames[reg_idx].regptr;
1728             nv_status = p_nvenc->nvEncMapInputResource(ctx->nvencoder, &ctx->registered_frames[reg_idx].in_map);
1729             if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1730                 av_frame_unref(nvenc_frame->in_ref);
1731                 return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Error mapping an input resource");
1732             }
1733         }
1734
1735         ctx->registered_frames[reg_idx].mapped += 1;
1736
1737         nvenc_frame->reg_idx                   = reg_idx;
1738         nvenc_frame->input_surface             = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedResource;
1739         nvenc_frame->format                    = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedBufferFmt;
1740         nvenc_frame->pitch                     = frame->linesize[0];
1741
1742         return 0;
1743     } else {
1744         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1745
1746         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1747         lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
1748
1749         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1750         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1751             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking nvenc input buffer");
1752         }
1753
1754         nvenc_frame->pitch = lockBufferParams.pitch;
1755         res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
1756
1757         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
1758         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1759             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking input buffer!");
1760         }
1761
1762         return res;
1763     }
1764 }
1765
1766 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1767                                             NV_ENC_PIC_PARAMS *params,
1768                                             NV_ENC_SEI_PAYLOAD *sei_data)
1769 {
1770     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1771
1772     switch (avctx->codec->id) {
1773     case AV_CODEC_ID_H264:
1774         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode =
1775             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1776         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData =
1777             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1778         if (sei_data) {
1779             params->codecPicParams.h264PicParams.seiPayloadArray = sei_data;
1780             params->codecPicParams.h264PicParams.seiPayloadArrayCnt = 1;
1781         }
1782
1783       break;
1784     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1785         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode =
1786             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1787         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData =
1788             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1789         if (sei_data) {
1790             params->codecPicParams.hevcPicParams.seiPayloadArray = sei_data;
1791             params->codecPicParams.hevcPicParams.seiPayloadArrayCnt = 1;
1792         }
1793
1794         break;
1795     }
1796 }
1797
1798 static inline void timestamp_queue_enqueue(AVFifoBuffer* queue, int64_t timestamp)
1799 {
1800     av_fifo_generic_write(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1801 }
1802
1803 static inline int64_t timestamp_queue_dequeue(AVFifoBuffer* queue)
1804 {
1805     int64_t timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
1806     if (av_fifo_size(queue) > 0)
1807         av_fifo_generic_read(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1808
1809     return timestamp;
1810 }
1811
1812 static int nvenc_set_timestamp(AVCodecContext *avctx,
1813                                NV_ENC_LOCK_BITSTREAM *params,
1814                                AVPacket *pkt)
1815 {
1816     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1817
1818     pkt->pts = params->outputTimeStamp;
1819     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1820
1821     pkt->dts -= FFMAX(avctx->max_b_frames, 0) * FFMIN(avctx->ticks_per_frame, 1);
1822
1823     return 0;
1824 }
1825
1826 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencSurface *tmpoutsurf)
1827 {
1828     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1829     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1830     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1831
1832     uint32_t slice_mode_data;
1833     uint32_t *slice_offsets = NULL;
1834     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
1835     NVENCSTATUS nv_status;
1836     int res = 0;
1837
1838     enum AVPictureType pict_type;
1839
1840     switch (avctx->codec->id) {
1841     case AV_CODEC_ID_H264:
1842       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1843       break;
1844     case AV_CODEC_ID_H265:
1845       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1846       break;
1847     default:
1848       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
1849       res = AVERROR(EINVAL);
1850       goto error;
1851     }
1852     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
1853
1854     if (!slice_offsets) {
1855         res = AVERROR(ENOMEM);
1856         goto error;
1857     }
1858
1859     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1860
1861     lock_params.doNotWait = 0;
1862     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
1863     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
1864
1865     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
1866     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1867         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking bitstream buffer");
1868         goto error;
1869     }
1870
1871     res = pkt->data ?
1872         ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes, lock_params.bitstreamSizeInBytes) :
1873         av_new_packet(pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1874
1875     if (res < 0) {
1876         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1877         goto error;
1878     }
1879
1880     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1881
1882     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1883     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1884         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open");
1885         goto error;
1886     }
1887
1888
1889     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1890         ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped -= 1;
1891         if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped == 0) {
1892             nv_status = p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].in_map.mappedResource);
1893             if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1894                 res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unmapping input resource");
1895                 goto error;
1896             }
1897         } else if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped < 0) {
1898             res = AVERROR_BUG;
1899             goto error;
1900         }
1901
1902         av_frame_unref(tmpoutsurf->in_ref);
1903
1904         tmpoutsurf->input_surface = NULL;
1905     }
1906
1907     switch (lock_params.pictureType) {
1908     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1909         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1910     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1911         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1912         break;
1913     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1914         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1915         break;
1916     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1917         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1918         break;
1919     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1920         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1921         break;
1922     default:
1923         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
1924         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
1925         res = AVERROR_EXTERNAL;
1926         goto error;
1927     }
1928
1929 #if FF_API_CODED_FRAME
1930 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1931     avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1932 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1933 #endif
1934
1935     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
1936         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1937
1938     res = nvenc_set_timestamp(avctx, &lock_params, pkt);
1939     if (res < 0)
1940         goto error2;
1941
1942     av_free(slice_offsets);
1943
1944     return 0;
1945
1946 error:
1947     timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1948
1949 error2:
1950     av_free(slice_offsets);
1951
1952     return res;
1953 }
1954
1955 static int output_ready(AVCodecContext *avctx, int flush)
1956 {
1957     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1958     int nb_ready, nb_pending;
1959
1960     nb_ready   = av_fifo_size(ctx->output_surface_ready_queue)   / sizeof(NvencSurface*);
1961     nb_pending = av_fifo_size(ctx->output_surface_queue)         / sizeof(NvencSurface*);
1962     if (flush)
1963         return nb_ready > 0;
1964     return (nb_ready > 0) && (nb_ready + nb_pending >= ctx->async_depth);
1965 }
1966
1967 static void reconfig_encoder(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1968 {
1969     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1970     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
1971     NVENCSTATUS ret;
1972
1973     NV_ENC_RECONFIGURE_PARAMS params = { 0 };
1974     int needs_reconfig = 0;
1975     int needs_encode_config = 0;
1976     int reconfig_bitrate = 0, reconfig_dar = 0;
1977     int dw, dh;
1978
1979     params.version = NV_ENC_RECONFIGURE_PARAMS_VER;
1980     params.reInitEncodeParams = ctx->init_encode_params;
1981
1982     compute_dar(avctx, &dw, &dh);
1983     if (dw != ctx->init_encode_params.darWidth || dh != ctx->init_encode_params.darHeight) {
1984         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
1985                "aspect ratio change (DAR): %d:%d -> %d:%d\n",
1986                ctx->init_encode_params.darWidth,
1987                ctx->init_encode_params.darHeight, dw, dh);
1988
1989         params.reInitEncodeParams.darHeight = dh;
1990         params.reInitEncodeParams.darWidth = dw;
1991
1992         needs_reconfig = 1;
1993         reconfig_dar = 1;
1994     }
1995
1996     if (ctx->rc != NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP && ctx->support_dyn_bitrate) {
1997         if (avctx->bit_rate > 0 && params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate != avctx->bit_rate) {
1998             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
1999                    "avg bitrate change: %d -> %d\n",
2000                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate,
2001                    (uint32_t)avctx->bit_rate);
2002
2003             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
2004             reconfig_bitrate = 1;
2005         }
2006
2007         if (avctx->rc_max_rate > 0 && ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate != avctx->rc_max_rate) {
2008             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2009                    "max bitrate change: %d -> %d\n",
2010                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate,
2011                    (uint32_t)avctx->rc_max_rate);
2012
2013             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
2014             reconfig_bitrate = 1;
2015         }
2016
2017         if (avctx->rc_buffer_size > 0 && ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize != avctx->rc_buffer_size) {
2018             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2019                    "vbv buffer size change: %d -> %d\n",
2020                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize,
2021                    avctx->rc_buffer_size);
2022
2023             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
2024             reconfig_bitrate = 1;
2025         }
2026
2027         if (reconfig_bitrate) {
2028             params.resetEncoder = 1;
2029             params.forceIDR = 1;
2030
2031             needs_encode_config = 1;
2032             needs_reconfig = 1;
2033         }
2034     }
2035
2036     if (!needs_encode_config)
2037         params.reInitEncodeParams.encodeConfig = NULL;
2038
2039     if (needs_reconfig) {
2040         ret = p_nvenc->nvEncReconfigureEncoder(ctx->nvencoder, &params);
2041         if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
2042             nvenc_print_error(avctx, ret, "failed to reconfigure nvenc");
2043         } else {
2044             if (reconfig_dar) {
2045                 ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
2046                 ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
2047             }
2048
2049             if (reconfig_bitrate) {
2050                 ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate;
2051                 ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate;
2052                 ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize;
2053             }
2054
2055         }
2056     }
2057 }
2058
2059 int ff_nvenc_send_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
2060 {
2061     NVENCSTATUS nv_status;
2062     NvencSurface *tmp_out_surf, *in_surf;
2063     int res, res2;
2064     NV_ENC_SEI_PAYLOAD *sei_data = NULL;
2065     size_t sei_size;
2066
2067     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2068     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
2069     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
2070
2071     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
2072     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
2073
2074     if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
2075         return AVERROR(EINVAL);
2076
2077     if (ctx->encoder_flushing) {
2078         if (avctx->internal->draining)
2079             return AVERROR_EOF;
2080
2081         ctx->encoder_flushing = 0;
2082         av_fifo_reset(ctx->timestamp_list);
2083     }
2084
2085     if (frame) {
2086         in_surf = get_free_frame(ctx);
2087         if (!in_surf)
2088             return AVERROR(EAGAIN);
2089
2090         res = nvenc_push_context(avctx);
2091         if (res < 0)
2092             return res;
2093
2094         reconfig_encoder(avctx, frame);
2095
2096         res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, in_surf);
2097
2098         res2 = nvenc_pop_context(avctx);
2099         if (res2 < 0)
2100             return res2;
2101
2102         if (res)
2103             return res;
2104
2105         pic_params.inputBuffer = in_surf->input_surface;
2106         pic_params.bufferFmt = in_surf->format;
2107         pic_params.inputWidth = in_surf->width;
2108         pic_params.inputHeight = in_surf->height;
2109         pic_params.inputPitch = in_surf->pitch;
2110         pic_params.outputBitstream = in_surf->output_surface;
2111
2112         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
2113             if (frame->top_field_first)
2114                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
2115             else
2116                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
2117         } else {
2118             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
2119         }
2120
2121         if (ctx->forced_idr >= 0 && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
2122             pic_params.encodePicFlags =
2123                 ctx->forced_idr ? NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEIDR : NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEINTRA;
2124         } else {
2125             pic_params.encodePicFlags = 0;
2126         }
2127
2128         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
2129
2130         if (ctx->a53_cc && av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_A53_CC)) {
2131             if (ff_alloc_a53_sei(frame, sizeof(NV_ENC_SEI_PAYLOAD), (void**)&sei_data, &sei_size) < 0) {
2132                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory for closed captions, skipping\n");
2133             }
2134
2135             if (sei_data) {
2136                 sei_data->payloadSize = (uint32_t)sei_size;
2137                 sei_data->payloadType = 4;
2138                 sei_data->payload = (uint8_t*)(sei_data + 1);
2139             }
2140         }
2141
2142         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params, sei_data);
2143     } else {
2144         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
2145         ctx->encoder_flushing = 1;
2146     }
2147
2148     res = nvenc_push_context(avctx);
2149     if (res < 0)
2150         return res;
2151
2152     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
2153     av_free(sei_data);
2154
2155     res = nvenc_pop_context(avctx);
2156     if (res < 0)
2157         return res;
2158
2159     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS &&
2160         nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
2161         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "EncodePicture failed!");
2162
2163     if (frame) {
2164         av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_queue, &in_surf, sizeof(in_surf), NULL);
2165         timestamp_queue_enqueue(ctx->timestamp_list, frame->pts);
2166     }
2167
2168     /* all the pending buffers are now ready for output */
2169     if (nv_status == NV_ENC_SUCCESS) {
2170         while (av_fifo_size(ctx->output_surface_queue) > 0) {
2171             av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2172             av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2173         }
2174     }
2175
2176     return 0;
2177 }
2178
2179 int ff_nvenc_receive_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt)
2180 {
2181     NvencSurface *tmp_out_surf;
2182     int res, res2;
2183
2184     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2185
2186     if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
2187         return AVERROR(EINVAL);
2188
2189     if (output_ready(avctx, ctx->encoder_flushing)) {
2190         av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2191
2192         res = nvenc_push_context(avctx);
2193         if (res < 0)
2194             return res;
2195
2196         res = process_output_surface(avctx, pkt, tmp_out_surf);
2197
2198         res2 = nvenc_pop_context(avctx);
2199         if (res2 < 0)
2200             return res2;
2201
2202         if (res)
2203             return res;
2204
2205         av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2206     } else if (ctx->encoder_flushing) {
2207         return AVERROR_EOF;
2208     } else {
2209         return AVERROR(EAGAIN);
2210     }
2211
2212     return 0;
2213 }
2214
2215 int ff_nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
2216                           const AVFrame *frame, int *got_packet)
2217 {
2218     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2219     int res;
2220
2221     if (!ctx->encoder_flushing) {
2222         res = ff_nvenc_send_frame(avctx, frame);
2223         if (res < 0)
2224             return res;
2225     }
2226
2227     res = ff_nvenc_receive_packet(avctx, pkt);
2228     if (res == AVERROR(EAGAIN) || res == AVERROR_EOF) {
2229         *got_packet = 0;
2230     } else if (res < 0) {
2231         return res;
2232     } else {
2233         *got_packet = 1;
2234     }
2235
2236     return 0;
2237 }
2238
2239 av_cold void ff_nvenc_encode_flush(AVCodecContext *avctx)
2240 {
2241     ff_nvenc_send_frame(avctx, NULL);
2242 }