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

   1 /*
   2  * H.264 hardware encoding using nvidia nvenc
   3  * Copyright (c) 2014 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 #if defined(_WIN32)
  25 #include <windows.h>
  26 #else
  27 #include <dlfcn.h>
  28 #endif
  29
  30 #include "libavutil/imgutils.h"
  31 #include "libavutil/avassert.h"
  32 #include "libavutil/mem.h"
  33 #include "libavutil/hwcontext.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "thread.h"
  36
  37 #include "nvenc.h"
  38
  39 #if CONFIG_CUDA
  40 #include "libavutil/hwcontext_cuda.h"
  41 #endif
  42
  43 #if defined(_WIN32)
  44 #define LOAD_FUNC(l, s) GetProcAddress(l, s)
  45 #define DL_CLOSE_FUNC(l) FreeLibrary(l)
  46 #else
  47 #define LOAD_FUNC(l, s) dlsym(l, s)
  48 #define DL_CLOSE_FUNC(l) dlclose(l)
  49 #endif
  50
  51 const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
  52     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  53     AV_PIX_FMT_NV12,
  54     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  55 #if CONFIG_CUDA
  56     AV_PIX_FMT_CUDA,
  57 #endif
  58     AV_PIX_FMT_NONE
  59 };
  60
  61 typedef struct NvencData
  62 {
  63     union {
  64         int64_t timestamp;
  65         NvencSurface *surface;
  66     } u;
  67 } NvencData;
  68
  69 typedef struct NvencValuePair
  70 {
  71     const char *str;
  72     uint32_t num;
  73 } NvencValuePair;
  74
  75 static const NvencValuePair nvenc_h264_level_pairs[] = {
  76     { "auto", NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },
  77     { "1"   , NV_ENC_LEVEL_H264_1     },
  78     { "1.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_1     },
  79     { "1b"  , NV_ENC_LEVEL_H264_1b    },
  80     { "1.0b", NV_ENC_LEVEL_H264_1b    },
  81     { "1.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_11    },
  82     { "1.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_12    },
  83     { "1.3" , NV_ENC_LEVEL_H264_13    },
  84     { "2"   , NV_ENC_LEVEL_H264_2     },
  85     { "2.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_2     },
  86     { "2.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_21    },
  87     { "2.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_22    },
  88     { "3"   , NV_ENC_LEVEL_H264_3     },
  89     { "3.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_3     },
  90     { "3.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_31    },
  91     { "3.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_32    },
  92     { "4"   , NV_ENC_LEVEL_H264_4     },
  93     { "4.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_4     },
  94     { "4.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_41    },
  95     { "4.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_42    },
  96     { "5"   , NV_ENC_LEVEL_H264_5     },
  97     { "5.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_5     },
  98     { "5.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_51    },
  99     { NULL }
 100 };
 101
 102 static const NvencValuePair nvenc_hevc_level_pairs[] = {
 103     { "auto", NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },
 104     { "1"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_1     },
 105     { "1.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_1     },
 106     { "2"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_2     },
 107     { "2.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_2     },
 108     { "2.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_21    },
 109     { "3"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_3     },
 110     { "3.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_3     },
 111     { "3.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_31    },
 112     { "4"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_4     },
 113     { "4.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_4     },
 114     { "4.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_41    },
 115     { "5"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_5     },
 116     { "5.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_5     },
 117     { "5.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_51    },
 118     { "5.2" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_52    },
 119     { "6"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_6     },
 120     { "6.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_6     },
 121     { "6.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_61    },
 122     { "6.2" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_62    },
 123     { NULL }
 124 };
 125
 126 static const struct {
 127     NVENCSTATUS nverr;
 128     int         averr;
 129     const char *desc;
 130 } nvenc_errors[] = {
 131     { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
 132     { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
 133     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
 134     { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
 135     { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
 136     { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
 137     { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
 138     { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
 139     { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
 140     { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
 141     { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
 142     { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
 143     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
 144     { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
 145     { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR(ENOBUFS), "not enough buffer"        },
 146     { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
 147     { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
 148     { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
 149     { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
 150     { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
 151     { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
 152     { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
 153     { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
 154     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
 155     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
 156     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
 157 };
 158
 159 static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
 160 {
 161     int i;
 162     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
 163         if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
 164             if (desc)
 165                 *desc = nvenc_errors[i].desc;
 166             return nvenc_errors[i].averr;
 167         }
 168     }
 169     if (desc)
 170         *desc = "unknown error";
 171     return AVERROR_UNKNOWN;
 172 }
 173
 174 static int nvenc_print_error(void *log_ctx, NVENCSTATUS err,
 175                                      const char *error_string)
 176 {
 177     const char *desc;
 178     int ret;
 179     ret = nvenc_map_error(err, &desc);
 180     av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d)\n", error_string, desc, err);
 181     return ret;
 182 }
 183
 184 static int input_string_to_uint32(AVCodecContext *avctx, const NvencValuePair *pair, const char *input, uint32_t *output)
 185 {
 186     for (; pair->str; ++pair) {
 187         if (!strcmp(input, pair->str)) {
 188             *output = pair->num;
 189             return 0;
 190         }
 191     }
 192
 193     return AVERROR(EINVAL);
 194 }
 195
 196 static void timestamp_queue_enqueue(AVFifoBuffer* queue, int64_t timestamp)
 197 {
 198     av_fifo_generic_write(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
 199 }
 200
 201 static int64_t timestamp_queue_dequeue(AVFifoBuffer* queue)
 202 {
 203     int64_t timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
 204     if (av_fifo_size(queue) > 0)
 205         av_fifo_generic_read(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
 206
 207     return timestamp;
 208 }
 209
 210 #define CHECK_LOAD_FUNC(t, f, s) \
 211 do { \
 212     (f) = (t)LOAD_FUNC(dl_fn->cuda_lib, s); \
 213     if (!(f)) { \
 214         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading %s from CUDA library\n", s); \
 215         goto error; \
 216     } \
 217 } while (0)
 218
 219 static av_cold int nvenc_dyload_cuda(AVCodecContext *avctx)
 220 {
 221     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 222     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 223
 224 #if CONFIG_CUDA
 225     dl_fn->cu_init                      = cuInit;
 226     dl_fn->cu_device_get_count          = cuDeviceGetCount;
 227     dl_fn->cu_device_get                = cuDeviceGet;
 228     dl_fn->cu_device_get_name           = cuDeviceGetName;
 229     dl_fn->cu_device_compute_capability = cuDeviceComputeCapability;
 230     dl_fn->cu_ctx_create                = cuCtxCreate_v2;
 231     dl_fn->cu_ctx_pop_current           = cuCtxPopCurrent_v2;
 232     dl_fn->cu_ctx_destroy               = cuCtxDestroy_v2;
 233
 234     return 1;
 235 #else
 236     if (dl_fn->cuda_lib)
 237         return 1;
 238
 239 #if defined(_WIN32)
 240     dl_fn->cuda_lib = LoadLibrary(TEXT("nvcuda.dll"));
 241 #else
 242     dl_fn->cuda_lib = dlopen("libcuda.so", RTLD_LAZY);
 243 #endif
 244
 245     if (!dl_fn->cuda_lib) {
 246         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading CUDA library\n");
 247         goto error;
 248     }
 249
 250     CHECK_LOAD_FUNC(PCUINIT, dl_fn->cu_init, "cuInit");
 251     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETCOUNT, dl_fn->cu_device_get_count, "cuDeviceGetCount");
 252     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGET, dl_fn->cu_device_get, "cuDeviceGet");
 253     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETNAME, dl_fn->cu_device_get_name, "cuDeviceGetName");
 254     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY, dl_fn->cu_device_compute_capability, "cuDeviceComputeCapability");
 255     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXCREATE, dl_fn->cu_ctx_create, "cuCtxCreate_v2");
 256     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXPOPCURRENT, dl_fn->cu_ctx_pop_current, "cuCtxPopCurrent_v2");
 257     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXDESTROY, dl_fn->cu_ctx_destroy, "cuCtxDestroy_v2");
 258
 259     return 1;
 260
 261 error:
 262
 263     if (dl_fn->cuda_lib)
 264         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
 265
 266     dl_fn->cuda_lib = NULL;
 267
 268     return 0;
 269 #endif
 270 }
 271
 272 static av_cold int check_cuda_errors(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
 273 {
 274     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 275         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, ">> %s - failed with error code 0x%x\n", func, err);
 276         return 0;
 277     }
 278     return 1;
 279 }
 280 #define check_cuda_errors(f) if (!check_cuda_errors(avctx, f, #f)) goto error
 281
 282 static av_cold int nvenc_check_cuda(AVCodecContext *avctx)
 283 {
 284     int device_count = 0;
 285     CUdevice cu_device = 0;
 286     char gpu_name[128];
 287     int smminor = 0, smmajor = 0;
 288     int i, smver, target_smver;
 289
 290     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 291     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 292
 293     switch (avctx->codec->id) {
 294     case AV_CODEC_ID_H264:
 295         target_smver = ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ? 0x52 : 0x30;
 296         break;
 297     case AV_CODEC_ID_H265:
 298         target_smver = 0x52;
 299         break;
 300     default:
 301         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Unknown codec name\n");
 302         goto error;
 303     }
 304
 305     if (!strncmp(ctx->preset, "lossless", 8))
 306         target_smver = 0x52;
 307
 308     if (!nvenc_dyload_cuda(avctx))
 309         return 0;
 310
 311     if (dl_fn->nvenc_device_count > 0)
 312         return 1;
 313
 314     check_cuda_errors(dl_fn->cu_init(0));
 315
 316     check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_count(&device_count));
 317
 318     if (!device_count) {
 319         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
 320         goto error;
 321     }
 322
 323     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", device_count);
 324
 325     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 326
 327     for (i = 0; i < device_count; ++i) {
 328         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get(&cu_device, i));
 329         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_name(gpu_name, sizeof(gpu_name), cu_device));
 330         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_compute_capability(&smmajor, &smminor, cu_device));
 331
 332         smver = (smmajor << 4) | smminor;
 333
 334         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d, NVENC %s ]\n", i, gpu_name, smmajor, smminor, (smver >= target_smver) ? "Available" : "Not Available");
 335
 336         if (smver >= target_smver)
 337             dl_fn->nvenc_devices[dl_fn->nvenc_device_count++] = cu_device;
 338     }
 339
 340     if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
 341         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
 342         goto error;
 343     }
 344
 345     return 1;
 346
 347 error:
 348
 349     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 350
 351     return 0;
 352 }
 353
 354 static av_cold int nvenc_dyload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
 355 {
 356     PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvEncodeAPICreateInstance = 0;
 357     NVENCSTATUS nvstatus;
 358
 359     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 360     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 361
 362     if (!nvenc_check_cuda(avctx))
 363         return 0;
 364
 365     if (dl_fn->nvenc_lib)
 366         return 1;
 367
 368 #if defined(_WIN32)
 369     if (sizeof(void*) == 8) {
 370         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI64.dll"));
 371     } else {
 372         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI.dll"));
 373     }
 374 #else
 375     dl_fn->nvenc_lib = dlopen("libnvidia-encode.so.1", RTLD_LAZY);
 376 #endif
 377
 378     if (!dl_fn->nvenc_lib) {
 379         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading the nvenc library\n");
 380         goto error;
 381     }
 382
 383     nvEncodeAPICreateInstance = (PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)LOAD_FUNC(dl_fn->nvenc_lib, "NvEncodeAPICreateInstance");
 384
 385     if (!nvEncodeAPICreateInstance) {
 386         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to load nvenc entrypoint\n");
 387         goto error;
 388     }
 389
 390     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 391
 392     nvstatus = nvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
 393
 394     if (nvstatus != NV_ENC_SUCCESS) {
 395         nvenc_print_error(avctx, nvstatus, "Failed to create nvenc instance");
 396         goto error;
 397     }
 398
 399     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 400
 401     return 1;
 402
 403 error:
 404     if (dl_fn->nvenc_lib)
 405         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
 406
 407     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
 408
 409     return 0;
 410 }
 411
 412 static av_cold void nvenc_unload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
 413 {
 414     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 415     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 416
 417     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
 418     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
 419
 420     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 421
 422 #if !CONFIG_CUDA
 423     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
 424     dl_fn->cuda_lib = NULL;
 425 #endif
 426
 427     dl_fn->cu_init = NULL;
 428     dl_fn->cu_device_get_count = NULL;
 429     dl_fn->cu_device_get = NULL;
 430     dl_fn->cu_device_get_name = NULL;
 431     dl_fn->cu_device_compute_capability = NULL;
 432     dl_fn->cu_ctx_create = NULL;
 433     dl_fn->cu_ctx_pop_current = NULL;
 434     dl_fn->cu_ctx_destroy = NULL;
 435
 436     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
 437 }
 438
 439 static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
 440 {
 441     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 442     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 443
 444     CUresult cu_res;
 445     CUcontext cu_context_curr;
 446
 447     ctx->data_pix_fmt = avctx->pix_fmt;
 448
 449 #if CONFIG_CUDA
 450     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
 451         AVHWFramesContext *frames_ctx;
 452         AVCUDADeviceContext *device_hwctx;
 453
 454         if (!avctx->hw_frames_ctx) {
 455             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "hw_frames_ctx must be set when using GPU frames as input\n");
 456             return AVERROR(EINVAL);
 457         }
 458
 459         frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 460         device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 461         ctx->cu_context = device_hwctx->cuda_ctx;
 462         ctx->data_pix_fmt = frames_ctx->sw_format;
 463         return 0;
 464     }
 465 #endif
 466
 467     if (ctx->gpu >= dl_fn->nvenc_device_count) {
 468         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->gpu, dl_fn->nvenc_device_count);
 469         return AVERROR(EINVAL);
 470     }
 471
 472     ctx->cu_context = NULL;
 473     cu_res = dl_fn->cu_ctx_create(&ctx->cu_context_internal, 4, dl_fn->nvenc_devices[ctx->gpu]); // CU_CTX_SCHED_BLOCKING_SYNC=4, avoid CPU spins
 474
 475     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
 476         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
 477         return AVERROR_EXTERNAL;
 478     }
 479
 480     cu_res = dl_fn->cu_ctx_pop_current(&cu_context_curr);
 481
 482     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
 483         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed popping CUDA context: 0x%x\n", (int)cu_res);
 484         return AVERROR_EXTERNAL;
 485     }
 486
 487     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal;
 488
 489     return 0;
 490 }
 491
 492 static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
 493 {
 494     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 495     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 496     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 497
 498     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS encode_session_params = { 0 };
 499     NVENCSTATUS nv_status;
 500
 501     encode_session_params.version = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 502     encode_session_params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 503     encode_session_params.device = ctx->cu_context;
 504     encode_session_params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 505
 506     nv_status = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&encode_session_params, &ctx->nvencoder);
 507     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 508         ctx->nvencoder = NULL;
 509         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "OpenEncodeSessionEx failed");
 510     }
 511
 512     return 0;
 513 }
 514
 515 static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
 516 {
 517     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 518
 519     ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 520     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
 521     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
 522     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = avctx->global_quality;
 523 }
 524
 525 static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
 526 {
 527     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 528
 529     ctx->encode_config.rcParams.enableMinQP = 1;
 530     ctx->encode_config.rcParams.enableMaxQP = 1;
 531
 532     ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 533     ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 534     ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 535
 536     ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 537     ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 538     ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 539 }
 540
 541 static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
 542 {
 543     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 544
 545     ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 546     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = 0;
 547     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = 0;
 548     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = 0;
 549 }
 550
 551 static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx, int lossless)
 552 {
 553     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 554
 555     int qp_inter_p;
 556
 557     if (avctx->bit_rate > 0) {
 558         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
 559     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 560         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 561     }
 562
 563     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 564         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 565
 566     if (lossless) {
 567         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264)
 568             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
 569
 570         set_lossless(avctx);
 571
 572         avctx->qmin = -1;
 573         avctx->qmax = -1;
 574     } else if (ctx->cbr) {
 575         if (!ctx->twopass) {
 576             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 577         } else {
 578             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY;
 579
 580             if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
 581                 ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
 582                 ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
 583             }
 584         }
 585
 586         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
 587             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputBufferingPeriodSEI = 1;
 588             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputPictureTimingSEI = 1;
 589         } else if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H265) {
 590             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputBufferingPeriodSEI = 1;
 591             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputPictureTimingSEI = 1;
 592         }
 593     } else if (avctx->global_quality > 0) {
 594         set_constqp(avctx);
 595
 596         avctx->qmin = -1;
 597         avctx->qmax = -1;
 598     } else {
 599         if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 600             set_vbr(avctx);
 601
 602             qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
 603
 604             if (ctx->twopass) {
 605                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
 606                 if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
 607                     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
 608                     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
 609                 }
 610             } else {
 611                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
 612             }
 613         } else {
 614             qp_inter_p = 26; // default to 26
 615
 616             if (ctx->twopass) {
 617                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
 618             } else {
 619                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 620             }
 621         }
 622
 623         ctx->encode_config.rcParams.enableInitialRCQP = 1;
 624         ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
 625
 626         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 627             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpIntra = av_clip(
 628                 qp_inter_p * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
 629             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterB = av_clip(
 630                 qp_inter_p * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
 631         } else {
 632             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpIntra = qp_inter_p;
 633             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterB = qp_inter_p;
 634         }
 635     }
 636
 637     if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
 638         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 639     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 640         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 641     }
 642 }
 643
 644 static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx, int lossless)
 645 {
 646     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 647     int res;
 648
 649     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
 650     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
 651     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 652     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
 653         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
 654
 655     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag =
 656         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
 657
 658     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoSignalTypePresentFlag =
 659         (ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag
 660         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFormat != 5
 661         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag != 0);
 662
 663     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode = 3;
 664     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData = 1;
 665
 666     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 667     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.repeatSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 668
 669     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputAUD = 1;
 670
 671     if (!ctx->profile && !lossless) {
 672         switch (avctx->profile) {
 673         case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
 674             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
 675             break;
 676         case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
 677             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
 678             break;
 679         case FF_PROFILE_H264_MAIN:
 680             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
 681             break;
 682         case FF_PROFILE_H264_HIGH:
 683         case FF_PROFILE_UNKNOWN:
 684             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 685             break;
 686         default:
 687             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported profile requested, falling back to high\n");
 688             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 689             break;
 690         }
 691     } else if (!lossless) {
 692         if (!strcmp(ctx->profile, "high")) {
 693             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 694             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
 695         } else if (!strcmp(ctx->profile, "main")) {
 696             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
 697             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
 698         } else if (!strcmp(ctx->profile, "baseline")) {
 699             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
 700             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
 701         } else if (!strcmp(ctx->profile, "high444p")) {
 702             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
 703             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
 704         } else {
 705             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Profile \"%s\" is unknown! Supported profiles: high, main, baseline\n", ctx->profile);
 706             return AVERROR(EINVAL);
 707         }
 708     }
 709
 710     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
 711     if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
 712         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
 713         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
 714     }
 715
 716     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
 717
 718     if (ctx->level) {
 719         res = input_string_to_uint32(avctx, nvenc_h264_level_pairs, ctx->level, &ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.level);
 720
 721         if (res) {
 722             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Level \"%s\" is unknown! Supported levels: auto, 1, 1b, 1.1, 1.2, 1.3, 2, 2.1, 2.2, 3, 3.1, 3.2, 4, 4.1, 4.2, 5, 5.1\n", ctx->level);
 723             return res;
 724         }
 725     } else {
 726         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
 727     }
 728
 729     return 0;
 730 }
 731
 732 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
 733 {
 734     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 735     int res;
 736
 737     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
 738     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
 739     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 740     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
 741         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
 742
 743     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourDescriptionPresentFlag =
 744         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
 745
 746     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoSignalTypePresentFlag =
 747         (ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourDescriptionPresentFlag
 748         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFormat != 5
 749         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFullRangeFlag != 0);
 750
 751     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode = 3;
 752     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData = 1;
 753
 754     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 755     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.repeatSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 756
 757     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputAUD = 1;
 758
 759     /* No other profile is supported in the current SDK version 5 */
 760     ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
 761     avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
 762
 763     if (ctx->level) {
 764         res = input_string_to_uint32(avctx, nvenc_hevc_level_pairs, ctx->level, &ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.level);
 765
 766         if (res) {
 767             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Level \"%s\" is unknown! Supported levels: auto, 1, 2, 2.1, 3, 3.1, 4, 4.1, 5, 5.1, 5.2, 6, 6.1, 6.2\n", ctx->level);
 768             return res;
 769         }
 770     } else {
 771         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
 772     }
 773
 774     if (ctx->tier) {
 775         if (!strcmp(ctx->tier, "main")) {
 776             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.tier = NV_ENC_TIER_HEVC_MAIN;
 777         } else if (!strcmp(ctx->tier, "high")) {
 778             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
 779         } else {
 780             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Tier \"%s\" is unknown! Supported tiers: main, high\n", ctx->tier);
 781             return AVERROR(EINVAL);
 782         }
 783     }
 784
 785     return 0;
 786 }
 787
 788 static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx, int lossless)
 789 {
 790     switch (avctx->codec->id) {
 791     case AV_CODEC_ID_H264:
 792         return nvenc_setup_h264_config(avctx, lossless);
 793     case AV_CODEC_ID_H265:
 794         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
 795     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 796     }
 797
 798     return 0;
 799 }
 800
 801 static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
 802 {
 803     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 804     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 805     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 806
 807     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
 808     GUID encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 809     GUID codec;
 810     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
 811     AVCPBProperties *cpb_props;
 812     int num_mbs;
 813     int isLL = 0;
 814     int lossless = 0;
 815     int res = 0;
 816     int dw, dh;
 817
 818     ctx->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 819
 820     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 821     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
 822     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
 823     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 824
 825     if (ctx->preset) {
 826         if (!strcmp(ctx->preset, "slow")) {
 827             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 828             ctx->twopass = 1;
 829         } else if (!strcmp(ctx->preset, "medium")) {
 830             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 831             ctx->twopass = 0;
 832         } else if (!strcmp(ctx->preset, "fast")) {
 833             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
 834             ctx->twopass = 0;
 835         } else if (!strcmp(ctx->preset, "hq")) {
 836             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 837         } else if (!strcmp(ctx->preset, "hp")) {
 838             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
 839         } else if (!strcmp(ctx->preset, "bd")) {
 840             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_BD_GUID;
 841         } else if (!strcmp(ctx->preset, "ll")) {
 842             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID;
 843             isLL = 1;
 844         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhp")) {
 845             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID;
 846             isLL = 1;
 847         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhq")) {
 848             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID;
 849             isLL = 1;
 850         } else if (!strcmp(ctx->preset, "lossless")) {
 851             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_DEFAULT_GUID;
 852             lossless = 1;
 853         } else if (!strcmp(ctx->preset, "losslesshp")) {
 854             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_HP_GUID;
 855             lossless = 1;
 856         } else if (!strcmp(ctx->preset, "default")) {
 857             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID;
 858         } else {
 859             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Preset \"%s\" is unknown! Supported presets: slow, medium, fast, hp, hq, bd, ll, llhp, llhq, lossless, losslesshp, default\n", ctx->preset);
 860             return AVERROR(EINVAL);
 861         }
 862     }
 863
 864     if (ctx->twopass < 0) {
 865         ctx->twopass = isLL;
 866     }
 867
 868     switch (avctx->codec->id) {
 869     case AV_CODEC_ID_H264:
 870         codec = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 871         break;
 872     case AV_CODEC_ID_H265:
 873         codec = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
 874         break;
 875     default:
 876         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
 877         return AVERROR(EINVAL);
 878     }
 879
 880     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder, codec, encoder_preset, &preset_config);
 881     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 882         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetEncodePresetConfig failed");
 883     }
 884
 885     ctx->init_encode_params.encodeGUID = codec;
 886     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
 887     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
 888
 889     if (avctx->sample_aspect_ratio.num && avctx->sample_aspect_ratio.den &&
 890         (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 || avctx->sample_aspect_ratio.num != 1)) {
 891         av_reduce(&dw, &dh,
 892                   avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
 893                   avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
 894                   1024 * 1024);
 895         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
 896         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 897     } else {
 898         ctx->init_encode_params.darHeight = avctx->height;
 899         ctx->init_encode_params.darWidth = avctx->width;
 900     }
 901
 902     // De-compensate for hardware, dubiously, trying to compensate for
 903     // playback at 704 pixel width.
 904     if (avctx->width == 720 &&
 905         (avctx->height == 480 || avctx->height == 576)) {
 906         av_reduce(&dw, &dh,
 907                   ctx->init_encode_params.darWidth * 44,
 908                   ctx->init_encode_params.darHeight * 45,
 909                   1024 * 1024);
 910         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
 911         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 912     }
 913
 914     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
 915     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
 916
 917     num_mbs = ((avctx->width + 15) >> 4) * ((avctx->height + 15) >> 4);
 918     ctx->max_surface_count = (num_mbs >= 8160) ? 32 : 48;
 919
 920     if (ctx->buffer_delay >= ctx->max_surface_count)
 921         ctx->buffer_delay = ctx->max_surface_count - 1;
 922
 923     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
 924     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
 925
 926     ctx->init_encode_params.presetGUID = encoder_preset;
 927
 928     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
 929     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
 930     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 931
 932     if (avctx->refs >= 0) {
 933         /* 0 means "let the hardware decide" */
 934         switch (avctx->codec->id) {
 935         case AV_CODEC_ID_H264:
 936             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.maxNumRefFrames = avctx->refs;
 937             break;
 938         case AV_CODEC_ID_H265:
 939             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
 940             break;
 941         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 942         }
 943     }
 944
 945     if (avctx->gop_size > 0) {
 946         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
 947             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B Frame, 3 two B frames, and so on. */
 948             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
 949         }
 950
 951         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
 952         switch (avctx->codec->id) {
 953         case AV_CODEC_ID_H264:
 954             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = avctx->gop_size;
 955             break;
 956         case AV_CODEC_ID_H265:
 957             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = avctx->gop_size;
 958             break;
 959         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 960         }
 961     } else if (avctx->gop_size == 0) {
 962         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
 963         ctx->encode_config.gopLength = 1;
 964         switch (avctx->codec->id) {
 965         case AV_CODEC_ID_H264:
 966             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = 1;
 967             break;
 968         case AV_CODEC_ID_H265:
 969             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = 1;
 970             break;
 971         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 972         }
 973     }
 974
 975     /* when there're b frames, set dts offset */
 976     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
 977         ctx->last_dts = -2;
 978
 979     nvenc_setup_rate_control(avctx, lossless);
 980
 981     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 982         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
 983     } else {
 984         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
 985     }
 986
 987     res = nvenc_setup_codec_config(avctx, lossless);
 988     if (res)
 989         return res;
 990
 991     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
 992     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 993         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "InitializeEncoder failed");
 994     }
 995
 996     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
 997         avctx->has_b_frames = 2;
 998
 999     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
1000         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
1001
1002     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
1003     if (!cpb_props)
1004         return AVERROR(ENOMEM);
1005     cpb_props->max_bitrate = ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate;
1006     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
1007     cpb_props->buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize;
1008
1009     return 0;
1010 }
1011
1012 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
1013 {
1014     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1015     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1016     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1017
1018     NVENCSTATUS nv_status;
1019     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
1020     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
1021
1022     switch (ctx->data_pix_fmt) {
1023     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
1024         ctx->surfaces[idx].format = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
1025         break;
1026
1027     case AV_PIX_FMT_NV12:
1028         ctx->surfaces[idx].format = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
1029         break;
1030
1031     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
1032         ctx->surfaces[idx].format = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
1033         break;
1034
1035     default:
1036         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format\n");
1037         return AVERROR(EINVAL);
1038     }
1039
1040     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1041         ctx->surfaces[idx].in_ref = av_frame_alloc();
1042         if (!ctx->surfaces[idx].in_ref)
1043             return AVERROR(ENOMEM);
1044     } else {
1045         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
1046         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
1047         allocSurf.width = (avctx->width + 31) & ~31;
1048         allocSurf.height = (avctx->height + 31) & ~31;
1049         allocSurf.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
1050         allocSurf.bufferFmt = ctx->surfaces[idx].format;
1051
1052         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
1053         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1054             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateInputBuffer failed");
1055         }
1056
1057         ctx->surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
1058         ctx->surfaces[idx].width = allocSurf.width;
1059         ctx->surfaces[idx].height = allocSurf.height;
1060     }
1061
1062     ctx->surfaces[idx].lockCount = 0;
1063
1064     /* 1MB is large enough to hold most output frames. NVENC increases this automaticaly if it's not enough. */
1065     allocOut.size = 1024 * 1024;
1066
1067     allocOut.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
1068
1069     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
1070     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1071         int err = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateBitstreamBuffer failed");
1072         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA)
1073             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[idx].input_surface);
1074         av_frame_free(&ctx->surfaces[idx].in_ref);
1075         return err;
1076     }
1077
1078     ctx->surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
1079     ctx->surfaces[idx].size = allocOut.size;
1080
1081     return 0;
1082 }
1083
1084 static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx, int* surfaceCount)
1085 {
1086     int res;
1087     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1088
1089     ctx->surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->surfaces));
1090
1091     if (!ctx->surfaces) {
1092         return AVERROR(ENOMEM);
1093     }
1094
1095     ctx->timestamp_list = av_fifo_alloc(ctx->max_surface_count * sizeof(int64_t));
1096     if (!ctx->timestamp_list)
1097         return AVERROR(ENOMEM);
1098     ctx->output_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->max_surface_count * sizeof(NvencSurface*));
1099     if (!ctx->output_surface_queue)
1100         return AVERROR(ENOMEM);
1101     ctx->output_surface_ready_queue = av_fifo_alloc(ctx->max_surface_count * sizeof(NvencSurface*));
1102     if (!ctx->output_surface_ready_queue)
1103         return AVERROR(ENOMEM);
1104
1105     for (*surfaceCount = 0; *surfaceCount < ctx->max_surface_count; ++*surfaceCount) {
1106         res = nvenc_alloc_surface(avctx, *surfaceCount);
1107         if (res)
1108             return res;
1109     }
1110
1111     return 0;
1112 }
1113
1114 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
1115 {
1116     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1117     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1118     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1119
1120     NVENCSTATUS nv_status;
1121     uint32_t outSize = 0;
1122     char tmpHeader[256];
1123     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
1124     payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
1125
1126     payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
1127     payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
1128     payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
1129
1130     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
1131     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1132         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetSequenceParams failed");
1133     }
1134
1135     avctx->extradata_size = outSize;
1136     avctx->extradata = av_mallocz(outSize + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1137
1138     if (!avctx->extradata) {
1139         return AVERROR(ENOMEM);
1140     }
1141
1142     memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
1143
1144     return 0;
1145 }
1146
1147 av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1148 {
1149     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1150     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1151     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1152
1153     int res;
1154     int i;
1155     int surfaceCount = 0;
1156
1157     if (!nvenc_dyload_nvenc(avctx))
1158         return AVERROR_EXTERNAL;
1159
1160     res = nvenc_setup_device(avctx);
1161     if (res)
1162         goto error;
1163
1164     res = nvenc_open_session(avctx);
1165     if (res)
1166         goto error;
1167
1168     res = nvenc_setup_encoder(avctx);
1169     if (res)
1170         goto error;
1171
1172     res = nvenc_setup_surfaces(avctx, &surfaceCount);
1173     if (res)
1174         goto error;
1175
1176     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
1177         res = nvenc_setup_extradata(avctx);
1178         if (res)
1179             goto error;
1180     }
1181
1182     return 0;
1183
1184 error:
1185     av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
1186     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
1187     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
1188
1189     for (i = 0; i < surfaceCount; ++i) {
1190         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA)
1191             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
1192         av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
1193         p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
1194     }
1195     av_freep(&ctx->surfaces);
1196
1197     if (ctx->nvencoder)
1198         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1199     ctx->nvencoder = NULL;
1200
1201     if (ctx->cu_context_internal)
1202         dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context_internal);
1203     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
1204
1205     nvenc_unload_nvenc(avctx);
1206
1207     return res;
1208 }
1209
1210 av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1211 {
1212     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1213     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1214     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1215     int i;
1216
1217     av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
1218     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
1219     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
1220
1221     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1222         for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
1223             if (ctx->surfaces[i].input_surface) {
1224                  p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].in_map.mappedResource);
1225             }
1226         }
1227         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1228             if (ctx->registered_frames[i].regptr)
1229                 p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1230         }
1231         ctx->nb_registered_frames = 0;
1232     }
1233
1234     for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
1235         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA)
1236             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
1237         av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
1238         p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
1239     }
1240     av_freep(&ctx->surfaces);
1241     ctx->max_surface_count = 0;
1242
1243     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1244     ctx->nvencoder = NULL;
1245
1246     if (ctx->cu_context_internal)
1247         dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context_internal);
1248     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
1249
1250     nvenc_unload_nvenc(avctx);
1251
1252     return 0;
1253 }
1254
1255 static NvencSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
1256 {
1257     int i;
1258
1259     for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
1260         if (!ctx->surfaces[i].lockCount) {
1261             ctx->surfaces[i].lockCount = 1;
1262             return &ctx->surfaces[i];
1263         }
1264     }
1265
1266     return NULL;
1267 }
1268
1269 static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencSurface *inSurf,
1270             NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lockBufferParams, const AVFrame *frame)
1271 {
1272     uint8_t *buf = lockBufferParams->bufferDataPtr;
1273     int off = inSurf->height * lockBufferParams->pitch;
1274
1275     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P) {
1276         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1277             frame->data[0], frame->linesize[0],
1278             avctx->width, avctx->height);
1279
1280         buf += off;
1281
1282         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
1283             frame->data[2], frame->linesize[2],
1284             avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1285
1286         buf += off >> 2;
1287
1288         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
1289             frame->data[1], frame->linesize[1],
1290             avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1291     } else if (frame->format == AV_PIX_FMT_NV12) {
1292         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1293             frame->data[0], frame->linesize[0],
1294             avctx->width, avctx->height);
1295
1296         buf += off;
1297
1298         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1299             frame->data[1], frame->linesize[1],
1300             avctx->width, avctx->height >> 1);
1301     } else if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1302         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1303             frame->data[0], frame->linesize[0],
1304             avctx->width, avctx->height);
1305
1306         buf += off;
1307
1308         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1309             frame->data[1], frame->linesize[1],
1310             avctx->width, avctx->height);
1311
1312         buf += off;
1313
1314         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1315             frame->data[2], frame->linesize[2],
1316             avctx->width, avctx->height);
1317     } else {
1318         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid pixel format!\n");
1319         return AVERROR(EINVAL);
1320     }
1321
1322     return 0;
1323 }
1324
1325 static int nvenc_find_free_reg_resource(AVCodecContext *avctx)
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
1331     int i;
1332
1333     if (ctx->nb_registered_frames == FF_ARRAY_ELEMS(ctx->registered_frames)) {
1334         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1335             if (!ctx->registered_frames[i].mapped) {
1336                 if (ctx->registered_frames[i].regptr) {
1337                     p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder,
1338                                                 ctx->registered_frames[i].regptr);
1339                     ctx->registered_frames[i].regptr = NULL;
1340                 }
1341                 return i;
1342             }
1343         }
1344     } else {
1345         return ctx->nb_registered_frames++;
1346     }
1347
1348     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many registered CUDA frames\n");
1349     return AVERROR(ENOMEM);
1350 }
1351
1352 static int nvenc_register_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1353 {
1354     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1355     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1356     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1357
1358     AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
1359     NV_ENC_REGISTER_RESOURCE reg;
1360     int i, idx, ret;
1361
1362     for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1363         if (ctx->registered_frames[i].ptr == (CUdeviceptr)frame->data[0])
1364             return i;
1365     }
1366
1367     idx = nvenc_find_free_reg_resource(avctx);
1368     if (idx < 0)
1369         return idx;
1370
1371     reg.version            = NV_ENC_REGISTER_RESOURCE_VER;
1372     reg.resourceType       = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_CUDADEVICEPTR;
1373     reg.width              = frames_ctx->width;
1374     reg.height             = frames_ctx->height;
1375     reg.bufferFormat       = ctx->surfaces[0].format;
1376     reg.pitch              = frame->linesize[0];
1377     reg.resourceToRegister = frame->data[0];
1378
1379     ret = p_nvenc->nvEncRegisterResource(ctx->nvencoder, &reg);
1380     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
1381         nvenc_print_error(avctx, ret, "Error registering an input resource");
1382         return AVERROR_UNKNOWN;
1383     }
1384
1385     ctx->registered_frames[idx].ptr    = (CUdeviceptr)frame->data[0];
1386     ctx->registered_frames[idx].regptr = reg.registeredResource;
1387     return idx;
1388 }
1389
1390 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
1391                                       NvencSurface *nvenc_frame)
1392 {
1393     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1394     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1395     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1396
1397     int res;
1398     NVENCSTATUS nv_status;
1399
1400     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1401         int reg_idx = nvenc_register_frame(avctx, frame);
1402         if (reg_idx < 0) {
1403             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not register an input CUDA frame\n");
1404             return reg_idx;
1405         }
1406
1407         res = av_frame_ref(nvenc_frame->in_ref, frame);
1408         if (res < 0)
1409             return res;
1410
1411         nvenc_frame->in_map.version = NV_ENC_MAP_INPUT_RESOURCE_VER;
1412         nvenc_frame->in_map.registeredResource = ctx->registered_frames[reg_idx].regptr;
1413         nv_status = p_nvenc->nvEncMapInputResource(ctx->nvencoder, &nvenc_frame->in_map);
1414         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1415             av_frame_unref(nvenc_frame->in_ref);
1416             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Error mapping an input resource");
1417         }
1418
1419         ctx->registered_frames[reg_idx].mapped = 1;
1420         nvenc_frame->reg_idx                   = reg_idx;
1421         nvenc_frame->input_surface             = nvenc_frame->in_map.mappedResource;
1422         return 0;
1423     } else {
1424         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1425
1426         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1427         lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
1428
1429         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1430         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1431             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking nvenc input buffer");
1432         }
1433
1434         res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
1435
1436         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
1437         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1438             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking input buffer!");
1439         }
1440
1441         return res;
1442     }
1443 }
1444
1445 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1446                                                     NV_ENC_PIC_PARAMS *params)
1447 {
1448     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1449
1450     switch (avctx->codec->id) {
1451     case AV_CODEC_ID_H264:
1452       params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1453       params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1454       break;
1455     case AV_CODEC_ID_H265:
1456       params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1457       params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1458       break;
1459     }
1460 }
1461
1462 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencSurface *tmpoutsurf)
1463 {
1464     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1465     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1466     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1467
1468     uint32_t slice_mode_data;
1469     uint32_t *slice_offsets;
1470     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
1471     NVENCSTATUS nv_status;
1472     int res = 0;
1473
1474     enum AVPictureType pict_type;
1475
1476     switch (avctx->codec->id) {
1477     case AV_CODEC_ID_H264:
1478       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1479       break;
1480     case AV_CODEC_ID_H265:
1481       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1482       break;
1483     default:
1484       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
1485       res = AVERROR(EINVAL);
1486       goto error;
1487     }
1488     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
1489
1490     if (!slice_offsets)
1491         return AVERROR(ENOMEM);
1492
1493     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1494
1495     lock_params.doNotWait = 0;
1496     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
1497     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
1498
1499     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
1500     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1501         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking bitstream buffer");
1502         goto error;
1503     }
1504
1505     if (res = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes,0)) {
1506         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1507         goto error;
1508     }
1509
1510     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1511
1512     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1513     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1514         nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open");
1515
1516
1517     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1518         p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->in_map.mappedResource);
1519         av_frame_unref(tmpoutsurf->in_ref);
1520         ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped = 0;
1521
1522         tmpoutsurf->input_surface = NULL;
1523     }
1524
1525     switch (lock_params.pictureType) {
1526     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1527         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1528     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1529         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1530         break;
1531     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1532         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1533         break;
1534     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1535         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1536         break;
1537     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1538         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1539         break;
1540     default:
1541         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
1542         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
1543         res = AVERROR_EXTERNAL;
1544         goto error;
1545     }
1546
1547 #if FF_API_CODED_FRAME
1548 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1549     avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1550 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1551 #endif
1552
1553     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
1554         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1555
1556     pkt->pts = lock_params.outputTimeStamp;
1557     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1558
1559     /* when there're b frame(s), set dts offset */
1560     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
1561         pkt->dts -= 1;
1562
1563     if (pkt->dts > pkt->pts)
1564         pkt->dts = pkt->pts;
1565
1566     if (ctx->last_dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts <= ctx->last_dts)
1567         pkt->dts = ctx->last_dts + 1;
1568
1569     ctx->last_dts = pkt->dts;
1570
1571     av_free(slice_offsets);
1572
1573     return 0;
1574
1575 error:
1576
1577     av_free(slice_offsets);
1578     timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1579
1580     return res;
1581 }
1582
1583 static int output_ready(NvencContext *ctx, int flush)
1584 {
1585     int nb_ready, nb_pending;
1586
1587     nb_ready   = av_fifo_size(ctx->output_surface_ready_queue)   / sizeof(NvencSurface*);
1588     nb_pending = av_fifo_size(ctx->output_surface_queue)         / sizeof(NvencSurface*);
1589     return nb_ready > 0 && (flush || nb_ready + nb_pending >= ctx->buffer_delay);
1590 }
1591
1592 int ff_nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1593     const AVFrame *frame, int *got_packet)
1594 {
1595     NVENCSTATUS nv_status;
1596     NvencSurface *tmpoutsurf, *inSurf;
1597     int res;
1598
1599     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1600     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1601     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1602
1603     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
1604     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
1605
1606     if (frame) {
1607         inSurf = get_free_frame(ctx);
1608         av_assert0(inSurf);
1609
1610         res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, inSurf);
1611         if (res) {
1612             inSurf->lockCount = 0;
1613             return res;
1614         }
1615
1616         pic_params.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1617         pic_params.bufferFmt = inSurf->format;
1618         pic_params.inputWidth = avctx->width;
1619         pic_params.inputHeight = avctx->height;
1620         pic_params.outputBitstream = inSurf->output_surface;
1621         pic_params.completionEvent = 0;
1622
1623         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1624             if (frame->top_field_first) {
1625                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
1626             } else {
1627                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
1628             }
1629         } else {
1630             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
1631         }
1632
1633         pic_params.encodePicFlags = 0;
1634         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
1635         pic_params.inputDuration = 0;
1636
1637         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params);
1638
1639         timestamp_queue_enqueue(ctx->timestamp_list, frame->pts);
1640     } else {
1641         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
1642     }
1643
1644     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
1645
1646     if (frame && nv_status == NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
1647         av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_queue, &inSurf, sizeof(inSurf), NULL);
1648
1649     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS && nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1650         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "EncodePicture failed!");
1651     }
1652
1653     if (nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1654         while (av_fifo_size(ctx->output_surface_queue) > 0) {
1655             av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_queue, &tmpoutsurf, sizeof(tmpoutsurf), NULL);
1656             av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &tmpoutsurf, sizeof(tmpoutsurf), NULL);
1657         }
1658
1659         if (frame)
1660             av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &inSurf, sizeof(inSurf), NULL);
1661     }
1662
1663     if (output_ready(ctx, !frame)) {
1664         av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_ready_queue, &tmpoutsurf, sizeof(tmpoutsurf), NULL);
1665
1666         res = process_output_surface(avctx, pkt, tmpoutsurf);
1667
1668         if (res)
1669             return res;
1670
1671         av_assert0(tmpoutsurf->lockCount);
1672         tmpoutsurf->lockCount--;
1673
1674         *got_packet = 1;
1675     } else {
1676         *got_packet = 0;
1677     }
1678
1679     return 0;
1680 }