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 #include "packet_internal.h"
  35
  36 #define CHECK_CU(x) FF_CUDA_CHECK_DL(avctx, dl_fn->cuda_dl, x)
  37
  38 #define NVENC_CAP 0x30
  39 #define IS_CBR(rc) (rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR ||             \
  40                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ || \
  41                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ)
  42
  43 const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
  44     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  45     AV_PIX_FMT_NV12,
  46     AV_PIX_FMT_P010,
  47     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  48     AV_PIX_FMT_P016,      // Truncated to 10bits
  49     AV_PIX_FMT_YUV444P16, // Truncated to 10bits
  50     AV_PIX_FMT_0RGB32,
  51     AV_PIX_FMT_0BGR32,
  52     AV_PIX_FMT_CUDA,
  53 #if CONFIG_D3D11VA
  54     AV_PIX_FMT_D3D11,
  55 #endif
  56     AV_PIX_FMT_NONE
  57 };
  58
  59 const AVCodecHWConfigInternal *ff_nvenc_hw_configs[] = {
  60     HW_CONFIG_ENCODER_FRAMES(CUDA,  CUDA),
  61     HW_CONFIG_ENCODER_DEVICE(NONE,  CUDA),
  62 #if CONFIG_D3D11VA
  63     HW_CONFIG_ENCODER_FRAMES(D3D11, D3D11VA),
  64     HW_CONFIG_ENCODER_DEVICE(NONE,  D3D11VA),
  65 #endif
  66     NULL,
  67 };
  68
  69 #define IS_10BIT(pix_fmt)  (pix_fmt == AV_PIX_FMT_P010    || \
  70                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_P016    || \
  71                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
  72
  73 #define IS_YUV444(pix_fmt) (pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P || \
  74                             pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P16)
  75
  76 static const struct {
  77     NVENCSTATUS nverr;
  78     int         averr;
  79     const char *desc;
  80 } nvenc_errors[] = {
  81     { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
  82     { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
  83     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
  84     { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
  85     { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
  86     { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
  87     { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
  88     { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
  89     { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
  90     { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
  91     { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
  92     { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
  93     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
  94     { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
  95     { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR_BUFFER_TOO_SMALL, "not enough buffer"},
  96     { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
  97     { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
  98     { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
  99     { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
 100     { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
 101     { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
 102     { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
 103     { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
 104     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
 105     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
 106     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
 107 };
 108
 109 static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
 110 {
 111     int i;
 112     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
 113         if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
 114             if (desc)
 115                 *desc = nvenc_errors[i].desc;
 116             return nvenc_errors[i].averr;
 117         }
 118     }
 119     if (desc)
 120         *desc = "unknown error";
 121     return AVERROR_UNKNOWN;
 122 }
 123
 124 static int nvenc_print_error(AVCodecContext *avctx, NVENCSTATUS err,
 125                              const char *error_string)
 126 {
 127     const char *desc;
 128     const char *details = "(no details)";
 129     int ret = nvenc_map_error(err, &desc);
 130
 131 #ifdef NVENC_HAVE_GETLASTERRORSTRING
 132     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 133     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 134
 135     if (p_nvenc && ctx->nvencoder)
 136         details = p_nvenc->nvEncGetLastErrorString(ctx->nvencoder);
 137 #endif
 138
 139     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d): %s\n", error_string, desc, err, details);
 140
 141     return ret;
 142 }
 143
 144 static void nvenc_print_driver_requirement(AVCodecContext *avctx, int level)
 145 {
 146 #if NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 2)
 147     const char *minver = "(unknown)";
 148 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 1)
 149 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 150     const char *minver = "436.15";
 151 # else
 152     const char *minver = "435.21";
 153 # endif
 154 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(9, 0)
 155 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 156     const char *minver = "418.81";
 157 # else
 158     const char *minver = "418.30";
 159 # endif
 160 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(8, 2)
 161 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 162     const char *minver = "397.93";
 163 # else
 164     const char *minver = "396.24";
 165 #endif
 166 #elif NVENCAPI_CHECK_VERSION(8, 1)
 167 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 168     const char *minver = "390.77";
 169 # else
 170     const char *minver = "390.25";
 171 # endif
 172 #else
 173 # if defined(_WIN32) || defined(__CYGWIN__)
 174     const char *minver = "378.66";
 175 # else
 176     const char *minver = "378.13";
 177 # endif
 178 #endif
 179     av_log(avctx, level, "The minimum required Nvidia driver for nvenc is %s or newer\n", minver);
 180 }
 181
 182 static av_cold int nvenc_load_libraries(AVCodecContext *avctx)
 183 {
 184     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 185     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 186     NVENCSTATUS err;
 187     uint32_t nvenc_max_ver;
 188     int ret;
 189
 190     ret = cuda_load_functions(&dl_fn->cuda_dl, avctx);
 191     if (ret < 0)
 192         return ret;
 193
 194     ret = nvenc_load_functions(&dl_fn->nvenc_dl, avctx);
 195     if (ret < 0) {
 196         nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
 197         return ret;
 198     }
 199
 200     err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPIGetMaxSupportedVersion(&nvenc_max_ver);
 201     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 202         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to query nvenc max version");
 203
 204     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Loaded Nvenc version %d.%d\n", nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 205
 206     if ((NVENCAPI_MAJOR_VERSION << 4 | NVENCAPI_MINOR_VERSION) > nvenc_max_ver) {
 207         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support the required nvenc API version. "
 208                "Required: %d.%d Found: %d.%d\n",
 209                NVENCAPI_MAJOR_VERSION, NVENCAPI_MINOR_VERSION,
 210                nvenc_max_ver >> 4, nvenc_max_ver & 0xf);
 211         nvenc_print_driver_requirement(avctx, AV_LOG_ERROR);
 212         return AVERROR(ENOSYS);
 213     }
 214
 215     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 216
 217     err = dl_fn->nvenc_dl->NvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
 218     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 219         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to create nvenc instance");
 220
 221     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 222
 223     return 0;
 224 }
 225
 226 static int nvenc_push_context(AVCodecContext *avctx)
 227 {
 228     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 229     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 230
 231     if (ctx->d3d11_device)
 232         return 0;
 233
 234     return CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxPushCurrent(ctx->cu_context));
 235 }
 236
 237 static int nvenc_pop_context(AVCodecContext *avctx)
 238 {
 239     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 240     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 241     CUcontext dummy;
 242
 243     if (ctx->d3d11_device)
 244         return 0;
 245
 246     return CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxPopCurrent(&dummy));
 247 }
 248
 249 static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
 250 {
 251     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS params = { 0 };
 252     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 253     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 254     NVENCSTATUS ret;
 255
 256     params.version    = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 257     params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 258     if (ctx->d3d11_device) {
 259         params.device     = ctx->d3d11_device;
 260         params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_DIRECTX;
 261     } else {
 262         params.device     = ctx->cu_context;
 263         params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 264     }
 265
 266     ret = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&params, &ctx->nvencoder);
 267     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 268         ctx->nvencoder = NULL;
 269         return nvenc_print_error(avctx, ret, "OpenEncodeSessionEx failed");
 270     }
 271
 272     return 0;
 273 }
 274
 275 static int nvenc_check_codec_support(AVCodecContext *avctx)
 276 {
 277     NvencContext *ctx                    = avctx->priv_data;
 278     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 279     int i, ret, count = 0;
 280     GUID *guids = NULL;
 281
 282     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDCount(ctx->nvencoder, &count);
 283
 284     if (ret != NV_ENC_SUCCESS || !count)
 285         return AVERROR(ENOSYS);
 286
 287     guids = av_malloc(count * sizeof(GUID));
 288     if (!guids)
 289         return AVERROR(ENOMEM);
 290
 291     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDs(ctx->nvencoder, guids, count, &count);
 292     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 293         ret = AVERROR(ENOSYS);
 294         goto fail;
 295     }
 296
 297     ret = AVERROR(ENOSYS);
 298     for (i = 0; i < count; i++) {
 299         if (!memcmp(&guids[i], &ctx->init_encode_params.encodeGUID, sizeof(*guids))) {
 300             ret = 0;
 301             break;
 302         }
 303     }
 304
 305 fail:
 306     av_free(guids);
 307
 308     return ret;
 309 }
 310
 311 static int nvenc_check_cap(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_CAPS cap)
 312 {
 313     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 314     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
 315     NV_ENC_CAPS_PARAM params        = { 0 };
 316     int ret, val = 0;
 317
 318     params.version     = NV_ENC_CAPS_PARAM_VER;
 319     params.capsToQuery = cap;
 320
 321     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeCaps(ctx->nvencoder, ctx->init_encode_params.encodeGUID, &params, &val);
 322
 323     if (ret == NV_ENC_SUCCESS)
 324         return val;
 325     return 0;
 326 }
 327
 328 static int nvenc_check_capabilities(AVCodecContext *avctx)
 329 {
 330     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 331     int ret;
 332
 333     ret = nvenc_check_codec_support(avctx);
 334     if (ret < 0) {
 335         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Codec not supported\n");
 336         return ret;
 337     }
 338
 339     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_YUV444_ENCODE);
 340     if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
 341         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "YUV444P not supported\n");
 342         return AVERROR(ENOSYS);
 343     }
 344
 345     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOSSLESS_ENCODE);
 346     if (ctx->preset >= PRESET_LOSSLESS_DEFAULT && ret <= 0) {
 347         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Lossless encoding not supported\n");
 348         return AVERROR(ENOSYS);
 349     }
 350
 351     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_WIDTH_MAX);
 352     if (ret < avctx->width) {
 353         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Width %d exceeds %d\n",
 354                avctx->width, ret);
 355         return AVERROR(ENOSYS);
 356     }
 357
 358     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_HEIGHT_MAX);
 359     if (ret < avctx->height) {
 360         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Height %d exceeds %d\n",
 361                avctx->height, ret);
 362         return AVERROR(ENOSYS);
 363     }
 364
 365     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_NUM_MAX_BFRAMES);
 366     if (ret < avctx->max_b_frames) {
 367         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Max B-frames %d exceed %d\n",
 368                avctx->max_b_frames, ret);
 369
 370         return AVERROR(ENOSYS);
 371     }
 372
 373     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_FIELD_ENCODING);
 374     if (ret < 1 && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 375         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 376                "Interlaced encoding is not supported. Supported level: %d\n",
 377                ret);
 378         return AVERROR(ENOSYS);
 379     }
 380
 381     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_10BIT_ENCODE);
 382     if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) && ret <= 0) {
 383         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "10 bit encode not supported\n");
 384         return AVERROR(ENOSYS);
 385     }
 386
 387     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOOKAHEAD);
 388     if (ctx->rc_lookahead > 0 && ret <= 0) {
 389         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "RC lookahead not supported\n");
 390         return AVERROR(ENOSYS);
 391     }
 392
 393     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_TEMPORAL_AQ);
 394     if (ctx->temporal_aq > 0 && ret <= 0) {
 395         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Temporal AQ not supported\n");
 396         return AVERROR(ENOSYS);
 397     }
 398
 399     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_WEIGHTED_PREDICTION);
 400     if (ctx->weighted_pred > 0 && ret <= 0) {
 401         av_log (avctx, AV_LOG_WARNING, "Weighted Prediction not supported\n");
 402         return AVERROR(ENOSYS);
 403     }
 404
 405     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_CABAC);
 406     if (ctx->coder == NV_ENC_H264_ENTROPY_CODING_MODE_CABAC && ret <= 0) {
 407         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "CABAC entropy coding not supported\n");
 408         return AVERROR(ENOSYS);
 409     }
 410
 411 #ifdef NVENC_HAVE_BFRAME_REF_MODE
 412     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_BFRAME_REF_MODE);
 413     if (ctx->b_ref_mode == NV_ENC_BFRAME_REF_MODE_EACH && ret != 1) {
 414         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Each B frame as reference is not supported\n");
 415         return AVERROR(ENOSYS);
 416     } else if (ctx->b_ref_mode != NV_ENC_BFRAME_REF_MODE_DISABLED && ret == 0) {
 417         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames as references are not supported\n");
 418         return AVERROR(ENOSYS);
 419     }
 420 #else
 421     if (ctx->b_ref_mode != 0) {
 422         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "B frames as references need SDK 8.1 at build time\n");
 423         return AVERROR(ENOSYS);
 424     }
 425 #endif
 426
 427 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
 428     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_MULTIPLE_REF_FRAMES);
 429     if(avctx->refs != NV_ENC_NUM_REF_FRAMES_AUTOSELECT && ret <= 0) {
 430         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple reference frames are not supported by the device\n");
 431         return AVERROR(ENOSYS);
 432     }
 433 #else
 434     if(avctx->refs != 0) {
 435         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple reference frames need SDK 9.1 at build time\n");
 436         return AVERROR(ENOSYS);
 437     }
 438 #endif
 439
 440     ctx->support_dyn_bitrate = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_DYN_BITRATE_CHANGE);
 441
 442     return 0;
 443 }
 444
 445 static av_cold int nvenc_check_device(AVCodecContext *avctx, int idx)
 446 {
 447     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 448     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 449     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 450     char name[128] = { 0};
 451     int major, minor, ret;
 452     CUdevice cu_device;
 453     int loglevel = AV_LOG_VERBOSE;
 454
 455     if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 456         loglevel = AV_LOG_INFO;
 457
 458     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGet(&cu_device, idx));
 459     if (ret < 0)
 460         return ret;
 461
 462     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetName(name, sizeof(name), cu_device));
 463     if (ret < 0)
 464         return ret;
 465
 466     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceComputeCapability(&major, &minor, cu_device));
 467     if (ret < 0)
 468         return ret;
 469
 470     av_log(avctx, loglevel, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d ]\n", idx, name, major, minor);
 471     if (((major << 4) | minor) < NVENC_CAP) {
 472         av_log(avctx, loglevel, "does not support NVENC\n");
 473         goto fail;
 474     }
 475
 476     if (ctx->device != idx && ctx->device != ANY_DEVICE)
 477         return -1;
 478
 479     ret = CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxCreate(&ctx->cu_context_internal, 0, cu_device));
 480     if (ret < 0)
 481         goto fail;
 482
 483     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal;
 484     ctx->cu_stream = NULL;
 485
 486     if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
 487         goto fail2;
 488
 489     if ((ret = nvenc_open_session(avctx)) < 0)
 490         goto fail2;
 491
 492     if ((ret = nvenc_check_capabilities(avctx)) < 0)
 493         goto fail3;
 494
 495     av_log(avctx, loglevel, "supports NVENC\n");
 496
 497     dl_fn->nvenc_device_count++;
 498
 499     if (ctx->device == idx || ctx->device == ANY_DEVICE)
 500         return 0;
 501
 502 fail3:
 503     if ((ret = nvenc_push_context(avctx)) < 0)
 504         return ret;
 505
 506     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 507     ctx->nvencoder = NULL;
 508
 509     if ((ret = nvenc_pop_context(avctx)) < 0)
 510         return ret;
 511
 512 fail2:
 513     CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal));
 514     ctx->cu_context_internal = NULL;
 515
 516 fail:
 517     return AVERROR(ENOSYS);
 518 }
 519
 520 static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
 521 {
 522     NvencContext *ctx            = avctx->priv_data;
 523     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 524
 525     switch (avctx->codec->id) {
 526     case AV_CODEC_ID_H264:
 527         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 528         break;
 529     case AV_CODEC_ID_HEVC:
 530         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
 531         break;
 532     default:
 533         return AVERROR_BUG;
 534     }
 535
 536     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11 || avctx->hw_frames_ctx || avctx->hw_device_ctx) {
 537         AVHWFramesContext   *frames_ctx;
 538         AVHWDeviceContext   *hwdev_ctx;
 539         AVCUDADeviceContext *cuda_device_hwctx = NULL;
 540 #if CONFIG_D3D11VA
 541         AVD3D11VADeviceContext *d3d11_device_hwctx = NULL;
 542 #endif
 543         int ret;
 544
 545         if (avctx->hw_frames_ctx) {
 546             frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
 547             if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_CUDA)
 548                 cuda_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 549 #if CONFIG_D3D11VA
 550             else if (frames_ctx->format == AV_PIX_FMT_D3D11)
 551                 d3d11_device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
 552 #endif
 553             else
 554                 return AVERROR(EINVAL);
 555         } else if (avctx->hw_device_ctx) {
 556             hwdev_ctx = (AVHWDeviceContext*)avctx->hw_device_ctx->data;
 557             if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA)
 558                 cuda_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
 559 #if CONFIG_D3D11VA
 560             else if (hwdev_ctx->type == AV_HWDEVICE_TYPE_D3D11VA)
 561                 d3d11_device_hwctx = hwdev_ctx->hwctx;
 562 #endif
 563             else
 564                 return AVERROR(EINVAL);
 565         } else {
 566             return AVERROR(EINVAL);
 567         }
 568
 569         if (cuda_device_hwctx) {
 570             ctx->cu_context = cuda_device_hwctx->cuda_ctx;
 571             ctx->cu_stream = cuda_device_hwctx->stream;
 572         }
 573 #if CONFIG_D3D11VA
 574         else if (d3d11_device_hwctx) {
 575             ctx->d3d11_device = d3d11_device_hwctx->device;
 576             ID3D11Device_AddRef(ctx->d3d11_device);
 577         }
 578 #endif
 579
 580         ret = nvenc_open_session(avctx);
 581         if (ret < 0)
 582             return ret;
 583
 584         ret = nvenc_check_capabilities(avctx);
 585         if (ret < 0) {
 586             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Provided device doesn't support required NVENC features\n");
 587             return ret;
 588         }
 589     } else {
 590         int i, nb_devices = 0;
 591
 592         if (CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuInit(0)) < 0)
 593             return AVERROR_UNKNOWN;
 594
 595         if (CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuDeviceGetCount(&nb_devices)) < 0)
 596             return AVERROR_UNKNOWN;
 597
 598         if (!nb_devices) {
 599             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
 600                 return AVERROR_EXTERNAL;
 601         }
 602
 603         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", nb_devices);
 604
 605         dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 606         for (i = 0; i < nb_devices; ++i) {
 607             if ((nvenc_check_device(avctx, i)) >= 0 && ctx->device != LIST_DEVICES)
 608                 return 0;
 609         }
 610
 611         if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 612             return AVERROR_EXIT;
 613
 614         if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
 615             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No capable devices found\n");
 616             return AVERROR_EXTERNAL;
 617         }
 618
 619         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->device, nb_devices);
 620         return AVERROR(EINVAL);
 621     }
 622
 623     return 0;
 624 }
 625
 626 typedef struct GUIDTuple {
 627     const GUID guid;
 628     int flags;
 629 } GUIDTuple;
 630
 631 #define PRESET_ALIAS(alias, name, ...) \
 632     [PRESET_ ## alias] = { NV_ENC_PRESET_ ## name ## _GUID, __VA_ARGS__ }
 633
 634 #define PRESET(name, ...) PRESET_ALIAS(name, name, __VA_ARGS__)
 635
 636 static void nvenc_map_preset(NvencContext *ctx)
 637 {
 638     GUIDTuple presets[] = {
 639         PRESET(DEFAULT),
 640         PRESET(HP),
 641         PRESET(HQ),
 642         PRESET(BD),
 643         PRESET_ALIAS(SLOW,   HQ,    NVENC_TWO_PASSES),
 644         PRESET_ALIAS(MEDIUM, HQ,    NVENC_ONE_PASS),
 645         PRESET_ALIAS(FAST,   HP,    NVENC_ONE_PASS),
 646         PRESET(LOW_LATENCY_DEFAULT, NVENC_LOWLATENCY),
 647         PRESET(LOW_LATENCY_HP,      NVENC_LOWLATENCY),
 648         PRESET(LOW_LATENCY_HQ,      NVENC_LOWLATENCY),
 649         PRESET(LOSSLESS_DEFAULT,    NVENC_LOSSLESS),
 650         PRESET(LOSSLESS_HP,         NVENC_LOSSLESS),
 651     };
 652
 653     GUIDTuple *t = &presets[ctx->preset];
 654
 655     ctx->init_encode_params.presetGUID = t->guid;
 656     ctx->flags = t->flags;
 657 }
 658
 659 #undef PRESET
 660 #undef PRESET_ALIAS
 661
 662 static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
 663 {
 664     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 665     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 666
 667     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 668
 669     if (ctx->init_qp_p >= 0) {
 670         rc->constQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
 671         if (ctx->init_qp_i >= 0 && ctx->init_qp_b >= 0) {
 672             rc->constQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
 673             rc->constQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
 674         } else if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 675             rc->constQP.qpIntra = av_clip(
 676                 rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 677             rc->constQP.qpInterB = av_clip(
 678                 rc->constQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 679         } else {
 680             rc->constQP.qpIntra = rc->constQP.qpInterP;
 681             rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpInterP;
 682         }
 683     } else if (ctx->cqp >= 0) {
 684         rc->constQP.qpInterP = rc->constQP.qpInterB = rc->constQP.qpIntra = ctx->cqp;
 685         if (avctx->b_quant_factor != 0.0)
 686             rc->constQP.qpInterB = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 687         if (avctx->i_quant_factor != 0.0)
 688             rc->constQP.qpIntra = av_clip(ctx->cqp * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 689     }
 690
 691     avctx->qmin = -1;
 692     avctx->qmax = -1;
 693 }
 694
 695 static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
 696 {
 697     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 698     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 699     int qp_inter_p;
 700
 701     if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 702         rc->enableMinQP = 1;
 703         rc->enableMaxQP = 1;
 704
 705         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 706         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 707         rc->minQP.qpIntra  = avctx->qmin;
 708
 709         rc->maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 710         rc->maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 711         rc->maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 712
 713         qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
 714     } else if (avctx->qmin >= 0) {
 715         rc->enableMinQP = 1;
 716
 717         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 718         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 719         rc->minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 720
 721         qp_inter_p = avctx->qmin;
 722     } else {
 723         qp_inter_p = 26; // default to 26
 724     }
 725
 726     rc->enableInitialRCQP = 1;
 727
 728     if (ctx->init_qp_p < 0) {
 729         rc->initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
 730     } else {
 731         rc->initialRCQP.qpInterP = ctx->init_qp_p;
 732     }
 733
 734     if (ctx->init_qp_i < 0) {
 735         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 736             rc->initialRCQP.qpIntra = av_clip(
 737                 rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 738         } else {
 739             rc->initialRCQP.qpIntra = rc->initialRCQP.qpInterP;
 740         }
 741     } else {
 742         rc->initialRCQP.qpIntra = ctx->init_qp_i;
 743     }
 744
 745     if (ctx->init_qp_b < 0) {
 746         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
 747             rc->initialRCQP.qpInterB = av_clip(
 748                 rc->initialRCQP.qpInterP * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset + 0.5, 0, 51);
 749         } else {
 750             rc->initialRCQP.qpInterB = rc->initialRCQP.qpInterP;
 751         }
 752     } else {
 753         rc->initialRCQP.qpInterB = ctx->init_qp_b;
 754     }
 755 }
 756
 757 static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
 758 {
 759     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 760     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 761
 762     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 763     rc->constQP.qpInterB = 0;
 764     rc->constQP.qpInterP = 0;
 765     rc->constQP.qpIntra  = 0;
 766
 767     avctx->qmin = -1;
 768     avctx->qmax = -1;
 769 }
 770
 771 static void nvenc_override_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 772 {
 773     NvencContext *ctx    = avctx->priv_data;
 774     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
 775
 776     switch (ctx->rc) {
 777     case NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP:
 778         set_constqp(avctx);
 779         return;
 780     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP:
 781         if (avctx->qmin < 0) {
 782             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 783                    "The variable bitrate rate-control requires "
 784                    "the 'qmin' option set.\n");
 785             set_vbr(avctx);
 786             return;
 787         }
 788         /* fall through */
 789     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ:
 790     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR:
 791         set_vbr(avctx);
 792         break;
 793     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR:
 794     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ:
 795     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ:
 796         break;
 797     }
 798
 799     rc->rateControlMode = ctx->rc;
 800 }
 801
 802 static av_cold int nvenc_recalc_surfaces(AVCodecContext *avctx)
 803 {
 804     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 805     // default minimum of 4 surfaces
 806     // multiply by 2 for number of NVENCs on gpu (hardcode to 2)
 807     // another multiply by 2 to avoid blocking next PBB group
 808     int nb_surfaces = FFMAX(4, ctx->encode_config.frameIntervalP * 2 * 2);
 809
 810     // lookahead enabled
 811     if (ctx->rc_lookahead > 0) {
 812         // +1 is to account for lkd_bound calculation later
 813         // +4 is to allow sufficient pipelining with lookahead
 814         nb_surfaces = FFMAX(1, FFMAX(nb_surfaces, ctx->rc_lookahead + ctx->encode_config.frameIntervalP + 1 + 4));
 815         if (nb_surfaces > ctx->nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
 816         {
 817             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 818                    "Defined rc_lookahead requires more surfaces, "
 819                    "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 820         }
 821         ctx->nb_surfaces = FFMAX(nb_surfaces, ctx->nb_surfaces);
 822     } else {
 823         if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1 && ctx->nb_surfaces < nb_surfaces && ctx->nb_surfaces > 0)
 824         {
 825             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 826                    "Defined b-frame requires more surfaces, "
 827                    "increasing used surfaces %d -> %d\n", ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 828             ctx->nb_surfaces = FFMAX(ctx->nb_surfaces, nb_surfaces);
 829         }
 830         else if (ctx->nb_surfaces <= 0)
 831             ctx->nb_surfaces = nb_surfaces;
 832         // otherwise use user specified value
 833     }
 834
 835     ctx->nb_surfaces = FFMAX(1, FFMIN(MAX_REGISTERED_FRAMES, ctx->nb_surfaces));
 836     ctx->async_depth = FFMIN(ctx->async_depth, ctx->nb_surfaces - 1);
 837
 838     return 0;
 839 }
 840
 841 static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 842 {
 843     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 844
 845     if (avctx->global_quality > 0)
 846         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Using global_quality with nvenc is deprecated. Use qp instead.\n");
 847
 848     if (ctx->cqp < 0 && avctx->global_quality > 0)
 849         ctx->cqp = avctx->global_quality;
 850
 851     if (avctx->bit_rate > 0) {
 852         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
 853     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 854         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 855     }
 856
 857     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 858         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 859
 860     if (ctx->rc < 0) {
 861         if (ctx->flags & NVENC_ONE_PASS)
 862             ctx->twopass = 0;
 863         if (ctx->flags & NVENC_TWO_PASSES)
 864             ctx->twopass = 1;
 865
 866         if (ctx->twopass < 0)
 867             ctx->twopass = (ctx->flags & NVENC_LOWLATENCY) != 0;
 868
 869         if (ctx->cbr) {
 870             if (ctx->twopass) {
 871                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ;
 872             } else {
 873                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 874             }
 875         } else if (ctx->cqp >= 0) {
 876             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 877         } else if (ctx->twopass) {
 878             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ;
 879         } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 880             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
 881         }
 882     }
 883
 884     if (ctx->rc >= 0 && ctx->rc & RC_MODE_DEPRECATED) {
 885         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Specified rc mode is deprecated.\n");
 886         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_quality -> cbr_ld_hq\n");
 887         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tll_2pass_size -> cbr_hq\n");
 888         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_2pass -> vbr_hq\n");
 889         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "\tvbr_minqp -> (no replacement)\n");
 890
 891         ctx->rc &= ~RC_MODE_DEPRECATED;
 892     }
 893
 894     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
 895         set_lossless(avctx);
 896     } else if (ctx->rc >= 0) {
 897         nvenc_override_rate_control(avctx);
 898     } else {
 899         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 900         set_vbr(avctx);
 901     }
 902
 903     if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
 904         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 905     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
 906         avctx->rc_buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 907     }
 908
 909     if (ctx->aq) {
 910         ctx->encode_config.rcParams.enableAQ   = 1;
 911         ctx->encode_config.rcParams.aqStrength = ctx->aq_strength;
 912         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AQ enabled.\n");
 913     }
 914
 915     if (ctx->temporal_aq) {
 916         ctx->encode_config.rcParams.enableTemporalAQ = 1;
 917         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Temporal AQ enabled.\n");
 918     }
 919
 920     if (ctx->rc_lookahead > 0) {
 921         int lkd_bound = FFMIN(ctx->nb_surfaces, ctx->async_depth) -
 922                         ctx->encode_config.frameIntervalP - 4;
 923
 924         if (lkd_bound < 0) {
 925             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 926                    "Lookahead not enabled. Increase buffer delay (-delay).\n");
 927         } else {
 928             ctx->encode_config.rcParams.enableLookahead = 1;
 929             ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth  = av_clip(ctx->rc_lookahead, 0, lkd_bound);
 930             ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt   = ctx->no_scenecut;
 931             ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt   = !ctx->b_adapt;
 932             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 933                    "Lookahead enabled: depth %d, scenecut %s, B-adapt %s.\n",
 934                    ctx->encode_config.rcParams.lookaheadDepth,
 935                    ctx->encode_config.rcParams.disableIadapt ? "disabled" : "enabled",
 936                    ctx->encode_config.rcParams.disableBadapt ? "disabled" : "enabled");
 937         }
 938     }
 939
 940     if (ctx->strict_gop) {
 941         ctx->encode_config.rcParams.strictGOPTarget = 1;
 942         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Strict GOP target enabled.\n");
 943     }
 944
 945     if (ctx->nonref_p)
 946         ctx->encode_config.rcParams.enableNonRefP = 1;
 947
 948     if (ctx->zerolatency)
 949         ctx->encode_config.rcParams.zeroReorderDelay = 1;
 950
 951     if (ctx->quality) {
 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         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "CQ(%d) mode enabled.\n", tmp_quality);
 958
 959         //CQ mode shall discard avg bitrate & honor max bitrate;
 960         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate = 0;
 961         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 962     }
 963 }
 964
 965 static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx)
 966 {
 967     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
 968     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
 969     NV_ENC_CONFIG_H264 *h264               = &cc->encodeCodecConfig.h264Config;
 970     NV_ENC_CONFIG_H264_VUI_PARAMETERS *vui = &h264->h264VUIParameters;
 971
 972     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
 973     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
 974     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 975     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
 976         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
 977
 978     vui->colourDescriptionPresentFlag =
 979         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
 980
 981     vui->videoSignalTypePresentFlag =
 982         (vui->colourDescriptionPresentFlag
 983         || vui->videoFormat != 5
 984         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
 985
 986     h264->sliceMode = 3;
 987     h264->sliceModeData = 1;
 988
 989     h264->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 990     h264->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 991     h264->outputAUD     = ctx->aud;
 992
 993     if (ctx->dpb_size >= 0) {
 994         /* 0 means "let the hardware decide" */
 995         h264->maxNumRefFrames = ctx->dpb_size;
 996     }
 997     if (avctx->gop_size >= 0) {
 998         h264->idrPeriod = cc->gopLength;
 999     }
1000
1001     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
1002         h264->outputBufferingPeriodSEI = 1;
1003     }
1004
1005     h264->outputPictureTimingSEI = 1;
1006
1007     if (cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_LOWDELAY_HQ ||
1008         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR_HQ ||
1009         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_HQ) {
1010         h264->adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
1011         h264->fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
1012     }
1013
1014     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
1015         h264->qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
1016     } else {
1017         switch(ctx->profile) {
1018         case NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE:
1019             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
1020             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
1021             break;
1022         case NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN:
1023             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
1024             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
1025             break;
1026         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH:
1027             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
1028             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
1029             break;
1030         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P:
1031             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
1032             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
1033             break;
1034         }
1035     }
1036
1037     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
1038     if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1039         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
1040         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
1041     }
1042
1043     h264->chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
1044
1045     h264->level = ctx->level;
1046
1047     if (ctx->coder >= 0)
1048         h264->entropyCodingMode = ctx->coder;
1049
1050 #ifdef NVENC_HAVE_BFRAME_REF_MODE
1051     h264->useBFramesAsRef = ctx->b_ref_mode;
1052 #endif
1053
1054 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
1055     h264->numRefL0 = avctx->refs;
1056     h264->numRefL1 = avctx->refs;
1057 #endif
1058
1059     return 0;
1060 }
1061
1062 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
1063 {
1064     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
1065     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
1066     NV_ENC_CONFIG_HEVC *hevc               = &cc->encodeCodecConfig.hevcConfig;
1067     NV_ENC_CONFIG_HEVC_VUI_PARAMETERS *vui = &hevc->hevcVUIParameters;
1068
1069     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
1070     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
1071     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
1072     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
1073         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
1074
1075     vui->colourDescriptionPresentFlag =
1076         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
1077
1078     vui->videoSignalTypePresentFlag =
1079         (vui->colourDescriptionPresentFlag
1080         || vui->videoFormat != 5
1081         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
1082
1083     hevc->sliceMode = 3;
1084     hevc->sliceModeData = 1;
1085
1086     hevc->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
1087     hevc->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
1088     hevc->outputAUD     = ctx->aud;
1089
1090     if (ctx->dpb_size >= 0) {
1091         /* 0 means "let the hardware decide" */
1092         hevc->maxNumRefFramesInDPB = ctx->dpb_size;
1093     }
1094     if (avctx->gop_size >= 0) {
1095         hevc->idrPeriod = cc->gopLength;
1096     }
1097
1098     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
1099         hevc->outputBufferingPeriodSEI = 1;
1100     }
1101
1102     hevc->outputPictureTimingSEI = 1;
1103
1104     switch (ctx->profile) {
1105     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN:
1106         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
1107         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
1108         break;
1109     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_10:
1110         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
1111         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
1112         break;
1113     case NV_ENC_HEVC_PROFILE_REXT:
1114         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
1115         avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
1116         break;
1117     }
1118
1119     // force setting profile as main10 if input is 10 bit
1120     if (IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt)) {
1121         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN10_GUID;
1122         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN_10;
1123     }
1124
1125     // force setting profile as rext if input is yuv444
1126     if (IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt)) {
1127         cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_FREXT_GUID;
1128         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_REXT;
1129     }
1130
1131     hevc->chromaFormatIDC = IS_YUV444(ctx->data_pix_fmt) ? 3 : 1;
1132
1133     hevc->pixelBitDepthMinus8 = IS_10BIT(ctx->data_pix_fmt) ? 2 : 0;
1134
1135     hevc->level = ctx->level;
1136
1137     hevc->tier = ctx->tier;
1138
1139 #ifdef NVENC_HAVE_HEVC_BFRAME_REF_MODE
1140     hevc->useBFramesAsRef = ctx->b_ref_mode;
1141 #endif
1142
1143 #ifdef NVENC_HAVE_MULTIPLE_REF_FRAMES
1144     hevc->numRefL0 = avctx->refs;
1145     hevc->numRefL1 = avctx->refs;
1146 #endif
1147
1148     return 0;
1149 }
1150
1151 static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx)
1152 {
1153     switch (avctx->codec->id) {
1154     case AV_CODEC_ID_H264:
1155         return nvenc_setup_h264_config(avctx);
1156     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1157         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
1158     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
1159     }
1160
1161     return 0;
1162 }
1163
1164 static void compute_dar(AVCodecContext *avctx, int *dw, int *dh) {
1165     int sw, sh;
1166
1167     sw = avctx->width;
1168     sh = avctx->height;
1169
1170     if (avctx->sample_aspect_ratio.num > 0 && avctx->sample_aspect_ratio.den > 0) {
1171         sw *= avctx->sample_aspect_ratio.num;
1172         sh *= avctx->sample_aspect_ratio.den;
1173     }
1174
1175     av_reduce(dw, dh, sw, sh, 1024 * 1024);
1176 }
1177
1178 static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
1179 {
1180     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1181     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1182     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1183
1184     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
1185     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
1186     AVCPBProperties *cpb_props;
1187     int res = 0;
1188     int dw, dh;
1189
1190     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1191     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
1192
1193     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
1194     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
1195
1196     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
1197
1198     nvenc_map_preset(ctx);
1199
1200     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
1201     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1202
1203     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder,
1204                                                     ctx->init_encode_params.encodeGUID,
1205                                                     ctx->init_encode_params.presetGUID,
1206                                                     &preset_config);
1207     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1208         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Cannot get the preset configuration");
1209
1210     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
1211
1212     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1213
1214     compute_dar(avctx, &dw, &dh);
1215     ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
1216     ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
1217
1218     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0) {
1219         ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->framerate.num;
1220         ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->framerate.den;
1221     } else {
1222         ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
1223         ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
1224     }
1225
1226     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
1227     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
1228
1229     if (ctx->weighted_pred == 1)
1230         ctx->init_encode_params.enableWeightedPrediction = 1;
1231
1232     if (ctx->bluray_compat) {
1233         ctx->aud = 1;
1234         ctx->dpb_size = FFMIN(FFMAX(avctx->refs, 0), 6);
1235         avctx->max_b_frames = FFMIN(avctx->max_b_frames, 3);
1236         switch (avctx->codec->id) {
1237         case AV_CODEC_ID_H264:
1238             /* maximum level depends on used resolution */
1239             break;
1240         case AV_CODEC_ID_HEVC:
1241             ctx->level = NV_ENC_LEVEL_HEVC_51;
1242             ctx->tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
1243             break;
1244         }
1245     }
1246
1247     if (avctx->gop_size > 0) {
1248         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
1249             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B-Frame, 3 two B-frames, and so on. */
1250             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
1251         }
1252
1253         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
1254     } else if (avctx->gop_size == 0) {
1255         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
1256         ctx->encode_config.gopLength = 1;
1257     }
1258
1259     nvenc_recalc_surfaces(avctx);
1260
1261     nvenc_setup_rate_control(avctx);
1262
1263     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1264         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
1265     } else {
1266         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
1267     }
1268
1269     res = nvenc_setup_codec_config(avctx);
1270     if (res)
1271         return res;
1272
1273     res = nvenc_push_context(avctx);
1274     if (res < 0)
1275         return res;
1276
1277     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
1278     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1279         nvenc_pop_context(avctx);
1280         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "InitializeEncoder failed");
1281     }
1282
1283 #ifdef NVENC_HAVE_CUSTREAM_PTR
1284     if (ctx->cu_context) {
1285         nv_status = p_nvenc->nvEncSetIOCudaStreams(ctx->nvencoder, &ctx->cu_stream, &ctx->cu_stream);
1286         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1287             nvenc_pop_context(avctx);
1288             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "SetIOCudaStreams failed");
1289         }
1290     }
1291 #endif
1292
1293     res = nvenc_pop_context(avctx);
1294     if (res < 0)
1295         return res;
1296
1297     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
1298         avctx->has_b_frames = 2;
1299
1300     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
1301         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
1302
1303     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
1304     if (!cpb_props)
1305         return AVERROR(ENOMEM);
1306     cpb_props->max_bitrate = ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate;
1307     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
1308     cpb_props->buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize;
1309
1310     return 0;
1311 }
1312
1313 static NV_ENC_BUFFER_FORMAT nvenc_map_buffer_format(enum AVPixelFormat pix_fmt)
1314 {
1315     switch (pix_fmt) {
1316     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
1317         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
1318     case AV_PIX_FMT_NV12:
1319         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
1320     case AV_PIX_FMT_P010:
1321     case AV_PIX_FMT_P016:
1322         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV420_10BIT;
1323     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
1324         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
1325     case AV_PIX_FMT_YUV444P16:
1326         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_10BIT;
1327     case AV_PIX_FMT_0RGB32:
1328         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ARGB;
1329     case AV_PIX_FMT_0BGR32:
1330         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_ABGR;
1331     default:
1332         return NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED;
1333     }
1334 }
1335
1336 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
1337 {
1338     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1339     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1340     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1341     NvencSurface* tmp_surface = &ctx->surfaces[idx];
1342
1343     NVENCSTATUS nv_status;
1344     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
1345     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
1346
1347     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1348         ctx->surfaces[idx].in_ref = av_frame_alloc();
1349         if (!ctx->surfaces[idx].in_ref)
1350             return AVERROR(ENOMEM);
1351     } else {
1352         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
1353
1354         ctx->surfaces[idx].format = nvenc_map_buffer_format(ctx->data_pix_fmt);
1355         if (ctx->surfaces[idx].format == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
1356             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
1357                    av_get_pix_fmt_name(ctx->data_pix_fmt));
1358             return AVERROR(EINVAL);
1359         }
1360
1361         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
1362         allocSurf.width = avctx->width;
1363         allocSurf.height = avctx->height;
1364         allocSurf.bufferFmt = ctx->surfaces[idx].format;
1365
1366         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
1367         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1368             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateInputBuffer failed");
1369         }
1370
1371         ctx->surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
1372         ctx->surfaces[idx].width = allocSurf.width;
1373         ctx->surfaces[idx].height = allocSurf.height;
1374     }
1375
1376     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
1377     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1378         int err = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateBitstreamBuffer failed");
1379         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
1380             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[idx].input_surface);
1381         av_frame_free(&ctx->surfaces[idx].in_ref);
1382         return err;
1383     }
1384
1385     ctx->surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
1386     ctx->surfaces[idx].size = allocOut.size;
1387
1388     av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surface, sizeof(tmp_surface), NULL);
1389
1390     return 0;
1391 }
1392
1393 static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx)
1394 {
1395     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1396     int i, res = 0, res2;
1397
1398     ctx->surfaces = av_mallocz_array(ctx->nb_surfaces, sizeof(*ctx->surfaces));
1399     if (!ctx->surfaces)
1400         return AVERROR(ENOMEM);
1401
1402     ctx->timestamp_list = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(int64_t));
1403     if (!ctx->timestamp_list)
1404         return AVERROR(ENOMEM);
1405
1406     ctx->unused_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1407     if (!ctx->unused_surface_queue)
1408         return AVERROR(ENOMEM);
1409
1410     ctx->output_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1411     if (!ctx->output_surface_queue)
1412         return AVERROR(ENOMEM);
1413     ctx->output_surface_ready_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1414     if (!ctx->output_surface_ready_queue)
1415         return AVERROR(ENOMEM);
1416
1417     res = nvenc_push_context(avctx);
1418     if (res < 0)
1419         return res;
1420
1421     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
1422         if ((res = nvenc_alloc_surface(avctx, i)) < 0)
1423             goto fail;
1424     }
1425
1426 fail:
1427     res2 = nvenc_pop_context(avctx);
1428     if (res2 < 0)
1429         return res2;
1430
1431     return res;
1432 }
1433
1434 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
1435 {
1436     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1437     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1438     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1439
1440     NVENCSTATUS nv_status;
1441     uint32_t outSize = 0;
1442     char tmpHeader[256];
1443     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
1444     payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
1445
1446     payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
1447     payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
1448     payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
1449
1450     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
1451     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1452         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetSequenceParams failed");
1453     }
1454
1455     avctx->extradata_size = outSize;
1456     avctx->extradata = av_mallocz(outSize + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1457
1458     if (!avctx->extradata) {
1459         return AVERROR(ENOMEM);
1460     }
1461
1462     memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
1463
1464     return 0;
1465 }
1466
1467 av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1468 {
1469     NvencContext *ctx               = avctx->priv_data;
1470     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1471     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1472     int i, res;
1473
1474     /* the encoder has to be flushed before it can be closed */
1475     if (ctx->nvencoder) {
1476         NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { .version        = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER,
1477                                             .encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS };
1478
1479         res = nvenc_push_context(avctx);
1480         if (res < 0)
1481             return res;
1482
1483         p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &params);
1484     }
1485
1486     av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
1487     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
1488     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
1489     av_fifo_freep(&ctx->unused_surface_queue);
1490
1491     if (ctx->surfaces && (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11)) {
1492         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1493             if (ctx->registered_frames[i].mapped)
1494                 p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].in_map.mappedResource);
1495             if (ctx->registered_frames[i].regptr)
1496                 p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1497         }
1498         ctx->nb_registered_frames = 0;
1499     }
1500
1501     if (ctx->surfaces) {
1502         for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
1503             if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA && avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_D3D11)
1504                 p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
1505             av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
1506             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
1507         }
1508     }
1509     av_freep(&ctx->surfaces);
1510     ctx->nb_surfaces = 0;
1511
1512     if (ctx->nvencoder) {
1513         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1514
1515         res = nvenc_pop_context(avctx);
1516         if (res < 0)
1517             return res;
1518     }
1519     ctx->nvencoder = NULL;
1520
1521     if (ctx->cu_context_internal)
1522         CHECK_CU(dl_fn->cuda_dl->cuCtxDestroy(ctx->cu_context_internal));
1523     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
1524
1525 #if CONFIG_D3D11VA
1526     if (ctx->d3d11_device) {
1527         ID3D11Device_Release(ctx->d3d11_device);
1528         ctx->d3d11_device = NULL;
1529     }
1530 #endif
1531
1532     nvenc_free_functions(&dl_fn->nvenc_dl);
1533     cuda_free_functions(&dl_fn->cuda_dl);
1534
1535     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
1536
1537     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
1538
1539     return 0;
1540 }
1541
1542 av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1543 {
1544     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1545     int ret;
1546
1547     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1548         AVHWFramesContext *frames_ctx;
1549         if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1550             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1551                    "hw_frames_ctx must be set when using GPU frames as input\n");
1552             return AVERROR(EINVAL);
1553         }
1554         frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
1555         if (frames_ctx->format != avctx->pix_fmt) {
1556             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1557                    "hw_frames_ctx must match the GPU frame type\n");
1558             return AVERROR(EINVAL);
1559         }
1560         ctx->data_pix_fmt = frames_ctx->sw_format;
1561     } else {
1562         ctx->data_pix_fmt = avctx->pix_fmt;
1563     }
1564
1565     if ((ret = nvenc_load_libraries(avctx)) < 0)
1566         return ret;
1567
1568     if ((ret = nvenc_setup_device(avctx)) < 0)
1569         return ret;
1570
1571     if ((ret = nvenc_setup_encoder(avctx)) < 0)
1572         return ret;
1573
1574     if ((ret = nvenc_setup_surfaces(avctx)) < 0)
1575         return ret;
1576
1577     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
1578         if ((ret = nvenc_setup_extradata(avctx)) < 0)
1579             return ret;
1580     }
1581
1582     return 0;
1583 }
1584
1585 static NvencSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
1586 {
1587     NvencSurface *tmp_surf;
1588
1589     if (!(av_fifo_size(ctx->unused_surface_queue) > 0))
1590         // queue empty
1591         return NULL;
1592
1593     av_fifo_generic_read(ctx->unused_surface_queue, &tmp_surf, sizeof(tmp_surf), NULL);
1594     return tmp_surf;
1595 }
1596
1597 static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencSurface *nv_surface,
1598             NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lock_buffer_params, const AVFrame *frame)
1599 {
1600     int dst_linesize[4] = {
1601         lock_buffer_params->pitch,
1602         lock_buffer_params->pitch,
1603         lock_buffer_params->pitch,
1604         lock_buffer_params->pitch
1605     };
1606     uint8_t *dst_data[4];
1607     int ret;
1608
1609     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
1610         dst_linesize[1] = dst_linesize[2] >>= 1;
1611
1612     ret = av_image_fill_pointers(dst_data, frame->format, nv_surface->height,
1613                                  lock_buffer_params->bufferDataPtr, dst_linesize);
1614     if (ret < 0)
1615         return ret;
1616
1617     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
1618         FFSWAP(uint8_t*, dst_data[1], dst_data[2]);
1619
1620     av_image_copy(dst_data, dst_linesize,
1621                   (const uint8_t**)frame->data, frame->linesize, frame->format,
1622                   avctx->width, avctx->height);
1623
1624     return 0;
1625 }
1626
1627 static int nvenc_find_free_reg_resource(AVCodecContext *avctx)
1628 {
1629     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1630     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1631     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1632     NVENCSTATUS nv_status;
1633
1634     int i, first_round;
1635
1636     if (ctx->nb_registered_frames == FF_ARRAY_ELEMS(ctx->registered_frames)) {
1637         for (first_round = 1; first_round >= 0; first_round--) {
1638             for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1639                 if (!ctx->registered_frames[i].mapped) {
1640                     if (ctx->registered_frames[i].regptr) {
1641                         if (first_round)
1642                             continue;
1643                         nv_status = p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1644                         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1645                             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unregistering unused input resource");
1646                         ctx->registered_frames[i].ptr = NULL;
1647                         ctx->registered_frames[i].regptr = NULL;
1648                     }
1649                     return i;
1650                 }
1651             }
1652         }
1653     } else {
1654         return ctx->nb_registered_frames++;
1655     }
1656
1657     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many registered CUDA frames\n");
1658     return AVERROR(ENOMEM);
1659 }
1660
1661 static int nvenc_register_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1662 {
1663     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1664     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1665     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1666
1667     AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)frame->hw_frames_ctx->data;
1668     NV_ENC_REGISTER_RESOURCE reg;
1669     int i, idx, ret;
1670
1671     for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1672         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA && ctx->registered_frames[i].ptr == frame->data[0])
1673             return i;
1674         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])
1675             return i;
1676     }
1677
1678     idx = nvenc_find_free_reg_resource(avctx);
1679     if (idx < 0)
1680         return idx;
1681
1682     reg.version            = NV_ENC_REGISTER_RESOURCE_VER;
1683     reg.width              = frames_ctx->width;
1684     reg.height             = frames_ctx->height;
1685     reg.pitch              = frame->linesize[0];
1686     reg.resourceToRegister = frame->data[0];
1687
1688     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1689         reg.resourceType   = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_CUDADEVICEPTR;
1690     }
1691     else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1692         reg.resourceType     = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_DIRECTX;
1693         reg.subResourceIndex = (intptr_t)frame->data[1];
1694     }
1695
1696     reg.bufferFormat       = nvenc_map_buffer_format(frames_ctx->sw_format);
1697     if (reg.bufferFormat == NV_ENC_BUFFER_FORMAT_UNDEFINED) {
1698         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format: %s\n",
1699                av_get_pix_fmt_name(frames_ctx->sw_format));
1700         return AVERROR(EINVAL);
1701     }
1702
1703     ret = p_nvenc->nvEncRegisterResource(ctx->nvencoder, &reg);
1704     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
1705         nvenc_print_error(avctx, ret, "Error registering an input resource");
1706         return AVERROR_UNKNOWN;
1707     }
1708
1709     ctx->registered_frames[idx].ptr       = frame->data[0];
1710     ctx->registered_frames[idx].ptr_index = reg.subResourceIndex;
1711     ctx->registered_frames[idx].regptr    = reg.registeredResource;
1712     return idx;
1713 }
1714
1715 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
1716                                       NvencSurface *nvenc_frame)
1717 {
1718     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1719     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1720     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1721
1722     int res;
1723     NVENCSTATUS nv_status;
1724
1725     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1726         int reg_idx = nvenc_register_frame(avctx, frame);
1727         if (reg_idx < 0) {
1728             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not register an input HW frame\n");
1729             return reg_idx;
1730         }
1731
1732         res = av_frame_ref(nvenc_frame->in_ref, frame);
1733         if (res < 0)
1734             return res;
1735
1736         if (!ctx->registered_frames[reg_idx].mapped) {
1737             ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.version = NV_ENC_MAP_INPUT_RESOURCE_VER;
1738             ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.registeredResource = ctx->registered_frames[reg_idx].regptr;
1739             nv_status = p_nvenc->nvEncMapInputResource(ctx->nvencoder, &ctx->registered_frames[reg_idx].in_map);
1740             if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1741                 av_frame_unref(nvenc_frame->in_ref);
1742                 return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Error mapping an input resource");
1743             }
1744         }
1745
1746         ctx->registered_frames[reg_idx].mapped += 1;
1747
1748         nvenc_frame->reg_idx                   = reg_idx;
1749         nvenc_frame->input_surface             = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedResource;
1750         nvenc_frame->format                    = ctx->registered_frames[reg_idx].in_map.mappedBufferFmt;
1751         nvenc_frame->pitch                     = frame->linesize[0];
1752
1753         return 0;
1754     } else {
1755         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1756
1757         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1758         lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
1759
1760         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1761         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1762             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking nvenc input buffer");
1763         }
1764
1765         nvenc_frame->pitch = lockBufferParams.pitch;
1766         res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
1767
1768         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
1769         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1770             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking input buffer!");
1771         }
1772
1773         return res;
1774     }
1775 }
1776
1777 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1778                                             NV_ENC_PIC_PARAMS *params,
1779                                             NV_ENC_SEI_PAYLOAD *sei_data)
1780 {
1781     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1782
1783     switch (avctx->codec->id) {
1784     case AV_CODEC_ID_H264:
1785         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode =
1786             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1787         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData =
1788             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1789         if (sei_data) {
1790             params->codecPicParams.h264PicParams.seiPayloadArray = sei_data;
1791             params->codecPicParams.h264PicParams.seiPayloadArrayCnt = 1;
1792         }
1793
1794       break;
1795     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1796         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode =
1797             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1798         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData =
1799             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1800         if (sei_data) {
1801             params->codecPicParams.hevcPicParams.seiPayloadArray = sei_data;
1802             params->codecPicParams.hevcPicParams.seiPayloadArrayCnt = 1;
1803         }
1804
1805         break;
1806     }
1807 }
1808
1809 static inline void timestamp_queue_enqueue(AVFifoBuffer* queue, int64_t timestamp)
1810 {
1811     av_fifo_generic_write(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1812 }
1813
1814 static inline int64_t timestamp_queue_dequeue(AVFifoBuffer* queue)
1815 {
1816     int64_t timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
1817     if (av_fifo_size(queue) > 0)
1818         av_fifo_generic_read(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1819
1820     return timestamp;
1821 }
1822
1823 static int nvenc_set_timestamp(AVCodecContext *avctx,
1824                                NV_ENC_LOCK_BITSTREAM *params,
1825                                AVPacket *pkt)
1826 {
1827     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1828
1829     pkt->pts = params->outputTimeStamp;
1830     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1831
1832     pkt->dts -= FFMAX(avctx->max_b_frames, 0) * FFMIN(avctx->ticks_per_frame, 1);
1833
1834     return 0;
1835 }
1836
1837 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencSurface *tmpoutsurf)
1838 {
1839     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1840     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1841     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1842
1843     uint32_t slice_mode_data;
1844     uint32_t *slice_offsets = NULL;
1845     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
1846     NVENCSTATUS nv_status;
1847     int res = 0;
1848
1849     enum AVPictureType pict_type;
1850
1851     switch (avctx->codec->id) {
1852     case AV_CODEC_ID_H264:
1853       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1854       break;
1855     case AV_CODEC_ID_H265:
1856       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1857       break;
1858     default:
1859       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
1860       res = AVERROR(EINVAL);
1861       goto error;
1862     }
1863     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
1864
1865     if (!slice_offsets) {
1866         res = AVERROR(ENOMEM);
1867         goto error;
1868     }
1869
1870     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1871
1872     lock_params.doNotWait = 0;
1873     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
1874     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
1875
1876     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
1877     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1878         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking bitstream buffer");
1879         goto error;
1880     }
1881
1882     res = pkt->data ?
1883         ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes, lock_params.bitstreamSizeInBytes) :
1884         av_new_packet(pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1885
1886     if (res < 0) {
1887         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1888         goto error;
1889     }
1890
1891     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1892
1893     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1894     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1895         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open");
1896         goto error;
1897     }
1898
1899
1900     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_D3D11) {
1901         ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped -= 1;
1902         if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped == 0) {
1903             nv_status = p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].in_map.mappedResource);
1904             if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1905                 res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unmapping input resource");
1906                 goto error;
1907             }
1908         } else if (ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped < 0) {
1909             res = AVERROR_BUG;
1910             goto error;
1911         }
1912
1913         av_frame_unref(tmpoutsurf->in_ref);
1914
1915         tmpoutsurf->input_surface = NULL;
1916     }
1917
1918     switch (lock_params.pictureType) {
1919     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1920         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1921     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1922         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1923         break;
1924     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1925         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1926         break;
1927     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1928         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1929         break;
1930     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1931         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1932         break;
1933     default:
1934         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
1935         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
1936         res = AVERROR_EXTERNAL;
1937         goto error;
1938     }
1939
1940 #if FF_API_CODED_FRAME
1941 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1942     avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1943 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1944 #endif
1945
1946     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
1947         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1948
1949     res = nvenc_set_timestamp(avctx, &lock_params, pkt);
1950     if (res < 0)
1951         goto error2;
1952
1953     av_free(slice_offsets);
1954
1955     return 0;
1956
1957 error:
1958     timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1959
1960 error2:
1961     av_free(slice_offsets);
1962
1963     return res;
1964 }
1965
1966 static int output_ready(AVCodecContext *avctx, int flush)
1967 {
1968     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1969     int nb_ready, nb_pending;
1970
1971     nb_ready   = av_fifo_size(ctx->output_surface_ready_queue)   / sizeof(NvencSurface*);
1972     nb_pending = av_fifo_size(ctx->output_surface_queue)         / sizeof(NvencSurface*);
1973     if (flush)
1974         return nb_ready > 0;
1975     return (nb_ready > 0) && (nb_ready + nb_pending >= ctx->async_depth);
1976 }
1977
1978 static void reconfig_encoder(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1979 {
1980     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1981     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
1982     NVENCSTATUS ret;
1983
1984     NV_ENC_RECONFIGURE_PARAMS params = { 0 };
1985     int needs_reconfig = 0;
1986     int needs_encode_config = 0;
1987     int reconfig_bitrate = 0, reconfig_dar = 0;
1988     int dw, dh;
1989
1990     params.version = NV_ENC_RECONFIGURE_PARAMS_VER;
1991     params.reInitEncodeParams = ctx->init_encode_params;
1992
1993     compute_dar(avctx, &dw, &dh);
1994     if (dw != ctx->init_encode_params.darWidth || dh != ctx->init_encode_params.darHeight) {
1995         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
1996                "aspect ratio change (DAR): %d:%d -> %d:%d\n",
1997                ctx->init_encode_params.darWidth,
1998                ctx->init_encode_params.darHeight, dw, dh);
1999
2000         params.reInitEncodeParams.darHeight = dh;
2001         params.reInitEncodeParams.darWidth = dw;
2002
2003         needs_reconfig = 1;
2004         reconfig_dar = 1;
2005     }
2006
2007     if (ctx->rc != NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP && ctx->support_dyn_bitrate) {
2008         if (avctx->bit_rate > 0 && params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate != avctx->bit_rate) {
2009             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2010                    "avg bitrate change: %d -> %d\n",
2011                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate,
2012                    (uint32_t)avctx->bit_rate);
2013
2014             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
2015             reconfig_bitrate = 1;
2016         }
2017
2018         if (avctx->rc_max_rate > 0 && ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate != avctx->rc_max_rate) {
2019             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2020                    "max bitrate change: %d -> %d\n",
2021                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate,
2022                    (uint32_t)avctx->rc_max_rate);
2023
2024             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
2025             reconfig_bitrate = 1;
2026         }
2027
2028         if (avctx->rc_buffer_size > 0 && ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize != avctx->rc_buffer_size) {
2029             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
2030                    "vbv buffer size change: %d -> %d\n",
2031                    params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize,
2032                    avctx->rc_buffer_size);
2033
2034             params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
2035             reconfig_bitrate = 1;
2036         }
2037
2038         if (reconfig_bitrate) {
2039             params.resetEncoder = 1;
2040             params.forceIDR = 1;
2041
2042             needs_encode_config = 1;
2043             needs_reconfig = 1;
2044         }
2045     }
2046
2047     if (!needs_encode_config)
2048         params.reInitEncodeParams.encodeConfig = NULL;
2049
2050     if (needs_reconfig) {
2051         ret = p_nvenc->nvEncReconfigureEncoder(ctx->nvencoder, &params);
2052         if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
2053             nvenc_print_error(avctx, ret, "failed to reconfigure nvenc");
2054         } else {
2055             if (reconfig_dar) {
2056                 ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
2057                 ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
2058             }
2059
2060             if (reconfig_bitrate) {
2061                 ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.averageBitRate;
2062                 ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.maxBitRate;
2063                 ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = params.reInitEncodeParams.encodeConfig->rcParams.vbvBufferSize;
2064             }
2065
2066         }
2067     }
2068 }
2069
2070 int ff_nvenc_send_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
2071 {
2072     NVENCSTATUS nv_status;
2073     NvencSurface *tmp_out_surf, *in_surf;
2074     int res, res2;
2075     NV_ENC_SEI_PAYLOAD *sei_data = NULL;
2076     size_t sei_size;
2077
2078     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2079     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
2080     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
2081
2082     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
2083     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
2084
2085     if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
2086         return AVERROR(EINVAL);
2087
2088     if (ctx->encoder_flushing) {
2089         if (avctx->internal->draining)
2090             return AVERROR_EOF;
2091
2092         ctx->encoder_flushing = 0;
2093         av_fifo_reset(ctx->timestamp_list);
2094     }
2095
2096     if (frame) {
2097         in_surf = get_free_frame(ctx);
2098         if (!in_surf)
2099             return AVERROR(EAGAIN);
2100
2101         res = nvenc_push_context(avctx);
2102         if (res < 0)
2103             return res;
2104
2105         reconfig_encoder(avctx, frame);
2106
2107         res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, in_surf);
2108
2109         res2 = nvenc_pop_context(avctx);
2110         if (res2 < 0)
2111             return res2;
2112
2113         if (res)
2114             return res;
2115
2116         pic_params.inputBuffer = in_surf->input_surface;
2117         pic_params.bufferFmt = in_surf->format;
2118         pic_params.inputWidth = in_surf->width;
2119         pic_params.inputHeight = in_surf->height;
2120         pic_params.inputPitch = in_surf->pitch;
2121         pic_params.outputBitstream = in_surf->output_surface;
2122
2123         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
2124             if (frame->top_field_first)
2125                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
2126             else
2127                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
2128         } else {
2129             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
2130         }
2131
2132         if (ctx->forced_idr >= 0 && frame->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
2133             pic_params.encodePicFlags =
2134                 ctx->forced_idr ? NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEIDR : NV_ENC_PIC_FLAG_FORCEINTRA;
2135         } else {
2136             pic_params.encodePicFlags = 0;
2137         }
2138
2139         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
2140
2141         if (ctx->a53_cc && av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_A53_CC)) {
2142             if (ff_alloc_a53_sei(frame, sizeof(NV_ENC_SEI_PAYLOAD), (void**)&sei_data, &sei_size) < 0) {
2143                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not enough memory for closed captions, skipping\n");
2144             }
2145
2146             if (sei_data) {
2147                 sei_data->payloadSize = (uint32_t)sei_size;
2148                 sei_data->payloadType = 4;
2149                 sei_data->payload = (uint8_t*)(sei_data + 1);
2150             }
2151         }
2152
2153         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params, sei_data);
2154     } else {
2155         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
2156         ctx->encoder_flushing = 1;
2157     }
2158
2159     res = nvenc_push_context(avctx);
2160     if (res < 0)
2161         return res;
2162
2163     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
2164     av_free(sei_data);
2165
2166     res = nvenc_pop_context(avctx);
2167     if (res < 0)
2168         return res;
2169
2170     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS &&
2171         nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
2172         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "EncodePicture failed!");
2173
2174     if (frame) {
2175         av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_queue, &in_surf, sizeof(in_surf), NULL);
2176         timestamp_queue_enqueue(ctx->timestamp_list, frame->pts);
2177     }
2178
2179     /* all the pending buffers are now ready for output */
2180     if (nv_status == NV_ENC_SUCCESS) {
2181         while (av_fifo_size(ctx->output_surface_queue) > 0) {
2182             av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2183             av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2184         }
2185     }
2186
2187     return 0;
2188 }
2189
2190 int ff_nvenc_receive_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt)
2191 {
2192     NvencSurface *tmp_out_surf;
2193     int res, res2;
2194
2195     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2196
2197     if ((!ctx->cu_context && !ctx->d3d11_device) || !ctx->nvencoder)
2198         return AVERROR(EINVAL);
2199
2200     if (output_ready(avctx, ctx->encoder_flushing)) {
2201         av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_ready_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2202
2203         res = nvenc_push_context(avctx);
2204         if (res < 0)
2205             return res;
2206
2207         res = process_output_surface(avctx, pkt, tmp_out_surf);
2208
2209         res2 = nvenc_pop_context(avctx);
2210         if (res2 < 0)
2211             return res2;
2212
2213         if (res)
2214             return res;
2215
2216         av_fifo_generic_write(ctx->unused_surface_queue, &tmp_out_surf, sizeof(tmp_out_surf), NULL);
2217     } else if (ctx->encoder_flushing) {
2218         return AVERROR_EOF;
2219     } else {
2220         return AVERROR(EAGAIN);
2221     }
2222
2223     return 0;
2224 }
2225
2226 int ff_nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
2227                           const AVFrame *frame, int *got_packet)
2228 {
2229     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
2230     int res;
2231
2232     if (!ctx->encoder_flushing) {
2233         res = ff_nvenc_send_frame(avctx, frame);
2234         if (res < 0)
2235             return res;
2236     }
2237
2238     res = ff_nvenc_receive_packet(avctx, pkt);
2239     if (res == AVERROR(EAGAIN) || res == AVERROR_EOF) {
2240         *got_packet = 0;
2241     } else if (res < 0) {
2242         return res;
2243     } else {
2244         *got_packet = 1;
2245     }
2246
2247     return 0;
2248 }
2249
2250 av_cold void ff_nvenc_encode_flush(AVCodecContext *avctx)
2251 {
2252     ff_nvenc_send_frame(avctx, NULL);
2253 }