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 #if defined(_WIN32)
  23 #include <windows.h>
  24 #else
  25 #include <dlfcn.h>
  26 #endif
  27
  28 #include <nvEncodeAPI.h>
  29
  30 #include "libavutil/internal.h"
  31 #include "libavutil/imgutils.h"
  32 #include "libavutil/avassert.h"
  33 #include "libavutil/opt.h"
  34 #include "libavutil/mem.h"
  35 #include "avcodec.h"
  36 #include "internal.h"
  37 #include "thread.h"
  38
  39 #if defined(_WIN32)
  40 #define CUDAAPI __stdcall
  41 #else
  42 #define CUDAAPI
  43 #endif
  44
  45 #if defined(_WIN32)
  46 #define LOAD_FUNC(l, s) GetProcAddress(l, s)
  47 #define DL_CLOSE_FUNC(l) FreeLibrary(l)
  48 #else
  49 #define LOAD_FUNC(l, s) dlsym(l, s)
  50 #define DL_CLOSE_FUNC(l) dlclose(l)
  51 #endif
  52
  53 typedef enum cudaError_enum {
  54     CUDA_SUCCESS = 0
  55 } CUresult;
  56 typedef int CUdevice;
  57 typedef void* CUcontext;
  58
  59 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUINIT)(unsigned int Flags);
  60 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGETCOUNT)(int *count);
  61 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGET)(CUdevice *device, int ordinal);
  62 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGETNAME)(char *name, int len, CUdevice dev);
  63 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY)(int *major, int *minor, CUdevice dev);
  64 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXCREATE)(CUcontext *pctx, unsigned int flags, CUdevice dev);
  65 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXPOPCURRENT)(CUcontext *pctx);
  66 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXDESTROY)(CUcontext ctx);
  67
  68 typedef NVENCSTATUS (NVENCAPI* PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)(NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *functionList);
  69
  70 typedef struct NvencInputSurface
  71 {
  72     NV_ENC_INPUT_PTR input_surface;
  73     int width;
  74     int height;
  75
  76     int lockCount;
  77
  78     NV_ENC_BUFFER_FORMAT format;
  79 } NvencInputSurface;
  80
  81 typedef struct NvencOutputSurface
  82 {
  83     NV_ENC_OUTPUT_PTR output_surface;
  84     int size;
  85
  86     NvencInputSurface* input_surface;
  87
  88     int busy;
  89 } NvencOutputSurface;
  90
  91 typedef struct NvencData
  92 {
  93     union {
  94         int64_t timestamp;
  95         NvencOutputSurface *surface;
  96     };
  97 } NvencData;
  98
  99 typedef struct NvencDataList
 100 {
 101     NvencData* data;
 102
 103     uint32_t pos;
 104     uint32_t count;
 105     uint32_t size;
 106 } NvencDataList;
 107
 108 typedef struct NvencDynLoadFunctions
 109 {
 110     PCUINIT cu_init;
 111     PCUDEVICEGETCOUNT cu_device_get_count;
 112     PCUDEVICEGET cu_device_get;
 113     PCUDEVICEGETNAME cu_device_get_name;
 114     PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY cu_device_compute_capability;
 115     PCUCTXCREATE cu_ctx_create;
 116     PCUCTXPOPCURRENT cu_ctx_pop_current;
 117     PCUCTXDESTROY cu_ctx_destroy;
 118
 119     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST nvenc_funcs;
 120     int nvenc_device_count;
 121     CUdevice nvenc_devices[16];
 122
 123 #if defined(_WIN32)
 124     HMODULE cuda_lib;
 125     HMODULE nvenc_lib;
 126 #else
 127     void* cuda_lib;
 128     void* nvenc_lib;
 129 #endif
 130 } NvencDynLoadFunctions;
 131
 132 typedef struct NvencContext
 133 {
 134     AVClass *avclass;
 135
 136     NvencDynLoadFunctions nvenc_dload_funcs;
 137
 138     NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS init_encode_params;
 139     NV_ENC_CONFIG encode_config;
 140     CUcontext cu_context;
 141
 142     int max_surface_count;
 143     NvencInputSurface *input_surfaces;
 144     NvencOutputSurface *output_surfaces;
 145
 146     NvencDataList output_surface_queue;
 147     NvencDataList output_surface_ready_queue;
 148     NvencDataList timestamp_list;
 149     int64_t last_dts;
 150
 151     void *nvencoder;
 152
 153     char *preset;
 154     char *profile;
 155     int cbr;
 156     int twopass;
 157     int gpu;
 158 } NvencContext;
 159
 160 static NvencData* data_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
 161 {
 162     uint32_t mask;
 163     uint32_t read_pos;
 164
 165     av_assert0(queue);
 166     av_assert0(queue->size);
 167     av_assert0(queue->data);
 168
 169     if (!queue->count)
 170         return NULL;
 171
 172     /* Size always is a multiple of two */
 173     mask = queue->size - 1;
 174     read_pos = (queue->pos - queue->count) & mask;
 175     queue->count--;
 176
 177     return &queue->data[read_pos];
 178 }
 179
 180 static int data_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencData *data)
 181 {
 182     NvencDataList new_queue;
 183     NvencData* tmp_data;
 184     uint32_t mask;
 185
 186     if (!queue->size) {
 187         /* size always has to be a multiple of two */
 188         queue->size = 4;
 189         queue->pos = 0;
 190         queue->count = 0;
 191
 192         queue->data = av_malloc(queue->size * sizeof(*(queue->data)));
 193
 194         if (!queue->data) {
 195             queue->size = 0;
 196             return AVERROR(ENOMEM);
 197         }
 198     }
 199
 200     if (queue->count == queue->size) {
 201         new_queue.size = queue->size << 1;
 202         new_queue.pos = 0;
 203         new_queue.count = 0;
 204         new_queue.data = av_malloc(new_queue.size * sizeof(*(queue->data)));
 205
 206         if (!new_queue.data)
 207             return AVERROR(ENOMEM);
 208
 209         while (tmp_data = data_queue_dequeue(queue))
 210             data_queue_enqueue(&new_queue, tmp_data);
 211
 212         av_free(queue->data);
 213         *queue = new_queue;
 214     }
 215
 216     mask = queue->size - 1;
 217
 218     queue->data[queue->pos] = *data;
 219     queue->pos = (queue->pos + 1) & mask;
 220     queue->count++;
 221
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int out_surf_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencOutputSurface* surface)
 226 {
 227     NvencData data;
 228     data.surface = surface;
 229
 230     return data_queue_enqueue(queue, &data);
 231 }
 232
 233 static NvencOutputSurface* out_surf_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
 234 {
 235     NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
 236
 237     if (!res)
 238         return NULL;
 239
 240     return res->surface;
 241 }
 242
 243 static int timestamp_queue_enqueue(NvencDataList* queue, int64_t timestamp)
 244 {
 245     NvencData data;
 246     data.timestamp = timestamp;
 247
 248     return data_queue_enqueue(queue, &data);
 249 }
 250
 251 static int64_t timestamp_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
 252 {
 253     NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
 254
 255     if (!res)
 256         return AV_NOPTS_VALUE;
 257
 258     return res->timestamp;
 259 }
 260
 261 #define CHECK_LOAD_FUNC(t, f, s) \
 262 do { \
 263     (f) = (t)LOAD_FUNC(dl_fn->cuda_lib, s); \
 264     if (!(f)) { \
 265         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading %s from CUDA library\n", s); \
 266         goto error; \
 267     } \
 268 } while (0)
 269
 270 static av_cold int nvenc_dyload_cuda(AVCodecContext *avctx)
 271 {
 272     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 273     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 274
 275     if (dl_fn->cuda_lib)
 276         return 1;
 277
 278 #if defined(_WIN32)
 279     dl_fn->cuda_lib = LoadLibrary(TEXT("nvcuda.dll"));
 280 #else
 281     dl_fn->cuda_lib = dlopen("libcuda.so", RTLD_LAZY);
 282 #endif
 283
 284     if (!dl_fn->cuda_lib) {
 285         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading CUDA library\n");
 286         goto error;
 287     }
 288
 289     CHECK_LOAD_FUNC(PCUINIT, dl_fn->cu_init, "cuInit");
 290     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETCOUNT, dl_fn->cu_device_get_count, "cuDeviceGetCount");
 291     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGET, dl_fn->cu_device_get, "cuDeviceGet");
 292     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETNAME, dl_fn->cu_device_get_name, "cuDeviceGetName");
 293     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY, dl_fn->cu_device_compute_capability, "cuDeviceComputeCapability");
 294     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXCREATE, dl_fn->cu_ctx_create, "cuCtxCreate_v2");
 295     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXPOPCURRENT, dl_fn->cu_ctx_pop_current, "cuCtxPopCurrent_v2");
 296     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXDESTROY, dl_fn->cu_ctx_destroy, "cuCtxDestroy_v2");
 297
 298     return 1;
 299
 300 error:
 301
 302     if (dl_fn->cuda_lib)
 303         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
 304
 305     dl_fn->cuda_lib = NULL;
 306
 307     return 0;
 308 }
 309
 310 static av_cold int check_cuda_errors(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
 311 {
 312     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 313         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, ">> %s - failed with error code 0x%x\n", func, err);
 314         return 0;
 315     }
 316     return 1;
 317 }
 318 #define check_cuda_errors(f) if (!check_cuda_errors(avctx, f, #f)) goto error
 319
 320 static av_cold int nvenc_check_cuda(AVCodecContext *avctx)
 321 {
 322     int device_count = 0;
 323     CUdevice cu_device = 0;
 324     char gpu_name[128];
 325     int smminor = 0, smmajor = 0;
 326     int i, smver, target_smver;
 327
 328     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 329     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 330
 331     switch (avctx->codec->id) {
 332     case AV_CODEC_ID_H264:
 333         target_smver = 0x30;
 334         break;
 335     case AV_CODEC_ID_H265:
 336         target_smver = 0x52;
 337         break;
 338     default:
 339         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "nvenc: Unknown codec name\n");
 340         goto error;
 341     }
 342
 343     if (!nvenc_dyload_cuda(avctx))
 344         return 0;
 345
 346     if (dl_fn->nvenc_device_count > 0)
 347         return 1;
 348
 349     check_cuda_errors(dl_fn->cu_init(0));
 350
 351     check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_count(&device_count));
 352
 353     if (!device_count) {
 354         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
 355         goto error;
 356     }
 357
 358     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", device_count);
 359
 360     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 361
 362     for (i = 0; i < device_count; ++i) {
 363         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get(&cu_device, i));
 364         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_name(gpu_name, sizeof(gpu_name), cu_device));
 365         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_compute_capability(&smmajor, &smminor, cu_device));
 366
 367         smver = (smmajor << 4) | smminor;
 368
 369         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");
 370
 371         if (smver >= target_smver)
 372             dl_fn->nvenc_devices[dl_fn->nvenc_device_count++] = cu_device;
 373     }
 374
 375     if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
 376         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
 377         goto error;
 378     }
 379
 380     return 1;
 381
 382 error:
 383
 384     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 385
 386     return 0;
 387 }
 388
 389 static av_cold int nvenc_dyload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
 390 {
 391     PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvEncodeAPICreateInstance = 0;
 392     NVENCSTATUS nvstatus;
 393
 394     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 395     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 396
 397     if (!nvenc_check_cuda(avctx))
 398         return 0;
 399
 400     if (dl_fn->nvenc_lib)
 401         return 1;
 402
 403 #if defined(_WIN32)
 404     if (sizeof(void*) == 8) {
 405         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI64.dll"));
 406     } else {
 407         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI.dll"));
 408     }
 409 #else
 410     dl_fn->nvenc_lib = dlopen("libnvidia-encode.so.1", RTLD_LAZY);
 411 #endif
 412
 413     if (!dl_fn->nvenc_lib) {
 414         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading the nvenc library\n");
 415         goto error;
 416     }
 417
 418     nvEncodeAPICreateInstance = (PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)LOAD_FUNC(dl_fn->nvenc_lib, "NvEncodeAPICreateInstance");
 419
 420     if (!nvEncodeAPICreateInstance) {
 421         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to load nvenc entrypoint\n");
 422         goto error;
 423     }
 424
 425     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 426
 427     nvstatus = nvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
 428
 429     if (nvstatus != NV_ENC_SUCCESS) {
 430         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to create nvenc instance\n");
 431         goto error;
 432     }
 433
 434     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 435
 436     return 1;
 437
 438 error:
 439     if (dl_fn->nvenc_lib)
 440         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
 441
 442     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
 443
 444     return 0;
 445 }
 446
 447 static av_cold void nvenc_unload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
 448 {
 449     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 450     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 451
 452     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
 453     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
 454
 455     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 456
 457     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
 458     dl_fn->cuda_lib = NULL;
 459
 460     dl_fn->cu_init = NULL;
 461     dl_fn->cu_device_get_count = NULL;
 462     dl_fn->cu_device_get = NULL;
 463     dl_fn->cu_device_get_name = NULL;
 464     dl_fn->cu_device_compute_capability = NULL;
 465     dl_fn->cu_ctx_create = NULL;
 466     dl_fn->cu_ctx_pop_current = NULL;
 467     dl_fn->cu_ctx_destroy = NULL;
 468
 469     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
 470 }
 471
 472 static av_cold int nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 473 {
 474     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS encode_session_params = { 0 };
 475     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
 476     CUcontext cu_context_curr;
 477     CUresult cu_res;
 478     GUID encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 479     GUID codec;
 480     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
 481     int surfaceCount = 0;
 482     int i, num_mbs;
 483     int isLL = 0;
 484     int res = 0;
 485     int dw, dh;
 486
 487     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 488     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 489     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 490
 491     if (!nvenc_dyload_nvenc(avctx))
 492         return AVERROR_EXTERNAL;
 493
 494     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 495     if (!avctx->coded_frame) {
 496         res = AVERROR(ENOMEM);
 497         goto error;
 498     }
 499
 500     ctx->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 501
 502     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 503     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
 504     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
 505     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 506     encode_session_params.version = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 507     encode_session_params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 508
 509     if (ctx->gpu >= dl_fn->nvenc_device_count) {
 510         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->gpu, dl_fn->nvenc_device_count);
 511         res = AVERROR(EINVAL);
 512         goto error;
 513     }
 514
 515     ctx->cu_context = NULL;
 516     cu_res = dl_fn->cu_ctx_create(&ctx->cu_context, 0, dl_fn->nvenc_devices[ctx->gpu]);
 517
 518     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
 519         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
 520         res = AVERROR_EXTERNAL;
 521         goto error;
 522     }
 523
 524     cu_res = dl_fn->cu_ctx_pop_current(&cu_context_curr);
 525
 526     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
 527         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed popping CUDA context: 0x%x\n", (int)cu_res);
 528         res = AVERROR_EXTERNAL;
 529         goto error;
 530     }
 531
 532     encode_session_params.device = ctx->cu_context;
 533     encode_session_params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 534
 535     nv_status = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&encode_session_params, &ctx->nvencoder);
 536     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 537         ctx->nvencoder = NULL;
 538         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "OpenEncodeSessionEx failed: 0x%x - invalid license key?\n", (int)nv_status);
 539         res = AVERROR_EXTERNAL;
 540         goto error;
 541     }
 542
 543     if (ctx->preset) {
 544         if (!strcmp(ctx->preset, "hp")) {
 545             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
 546         } else if (!strcmp(ctx->preset, "hq")) {
 547             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 548         } else if (!strcmp(ctx->preset, "bd")) {
 549             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_BD_GUID;
 550         } else if (!strcmp(ctx->preset, "ll")) {
 551             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID;
 552             isLL = 1;
 553         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhp")) {
 554             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID;
 555             isLL = 1;
 556         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhq")) {
 557             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID;
 558             isLL = 1;
 559         } else if (!strcmp(ctx->preset, "default")) {
 560             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID;
 561         } else {
 562             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Preset \"%s\" is unknown! Supported presets: hp, hq, bd, ll, llhp, llhq, default\n", ctx->preset);
 563             res = AVERROR(EINVAL);
 564             goto error;
 565         }
 566     }
 567
 568     switch (avctx->codec->id) {
 569     case AV_CODEC_ID_H264:
 570         codec = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 571         break;
 572     case AV_CODEC_ID_H265:
 573         codec = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
 574         break;
 575     default:
 576         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "nvenc: Unknown codec name\n");
 577         res = AVERROR(EINVAL);
 578         goto error;
 579     }
 580
 581     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder, codec, encoder_preset, &preset_config);
 582     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 583         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetEncodePresetConfig failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
 584         res = AVERROR_EXTERNAL;
 585         goto error;
 586     }
 587
 588     ctx->init_encode_params.encodeGUID = codec;
 589     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
 590     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
 591
 592     if (avctx->sample_aspect_ratio.num && avctx->sample_aspect_ratio.den &&
 593         (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 || avctx->sample_aspect_ratio.num != 1)) {
 594         av_reduce(&dw, &dh,
 595                   avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
 596                   avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
 597                   1024 * 1024);
 598         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
 599         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 600     } else {
 601         ctx->init_encode_params.darHeight = avctx->height;
 602         ctx->init_encode_params.darWidth = avctx->width;
 603     }
 604
 605     // De-compensate for hardware, dubiously, trying to compensate for
 606     // playback at 704 pixel width.
 607     if (avctx->width == 720 &&
 608         (avctx->height == 480 || avctx->height == 576)) {
 609         av_reduce(&dw, &dh,
 610                   ctx->init_encode_params.darWidth * 44,
 611                   ctx->init_encode_params.darHeight * 45,
 612                   1024 * 1204);
 613         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
 614         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 615     }
 616
 617     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
 618     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
 619
 620     num_mbs = ((avctx->width + 15) >> 4) * ((avctx->height + 15) >> 4);
 621     ctx->max_surface_count = (num_mbs >= 8160) ? 32 : 48;
 622
 623     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
 624     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
 625
 626     ctx->init_encode_params.presetGUID = encoder_preset;
 627
 628     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
 629     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
 630     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 631
 632     if (avctx->refs >= 0) {
 633         /* 0 means "let the hardware decide" */
 634         switch (avctx->codec->id) {
 635         case AV_CODEC_ID_H264:
 636             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.maxNumRefFrames = avctx->refs;
 637             break;
 638         case AV_CODEC_ID_H265:
 639             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
 640             break;
 641         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 642         }
 643     }
 644
 645     if (avctx->gop_size > 0) {
 646         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
 647             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B Frame, 3 two B frames, and so on. */
 648             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
 649         }
 650
 651         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
 652         switch (avctx->codec->id) {
 653         case AV_CODEC_ID_H264:
 654             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = avctx->gop_size;
 655             break;
 656         case AV_CODEC_ID_H265:
 657             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = avctx->gop_size;
 658             break;
 659         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 660         }
 661     } else if (avctx->gop_size == 0) {
 662         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
 663         ctx->encode_config.gopLength = 1;
 664         switch (avctx->codec->id) {
 665         case AV_CODEC_ID_H264:
 666             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = 1;
 667             break;
 668         case AV_CODEC_ID_H265:
 669             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = 1;
 670             break;
 671         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 672         }
 673     }
 674
 675     /* when there're b frames, set dts offset */
 676     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
 677         ctx->last_dts = -2;
 678
 679     if (avctx->bit_rate > 0)
 680         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
 681
 682     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 683         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 684
 685     if (ctx->cbr) {
 686         if (!ctx->twopass) {
 687             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 688         } else if (ctx->twopass == 1 || isLL) {
 689             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY;
 690
 691             if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
 692                 ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
 693                 ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
 694             }
 695
 696             if (!isLL)
 697                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Twopass mode is only known to work with low latency (ll, llhq, llhp) presets.\n");
 698         } else {
 699             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 700         }
 701     } else if (avctx->global_quality > 0) {
 702         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 703         ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
 704         ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
 705         ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = avctx->global_quality;
 706
 707         avctx->qmin = -1;
 708         avctx->qmax = -1;
 709     } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 710         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 711
 712         ctx->encode_config.rcParams.enableMinQP = 1;
 713         ctx->encode_config.rcParams.enableMaxQP = 1;
 714
 715         ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 716         ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 717         ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 718
 719         ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 720         ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 721         ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 722     }
 723
 724     if (avctx->rc_buffer_size > 0)
 725         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 726
 727     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 728         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
 729     } else {
 730         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
 731     }
 732
 733     switch (avctx->codec->id) {
 734     case AV_CODEC_ID_H264:
 735         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag = 1;
 736         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoSignalTypePresentFlag = 1;
 737
 738         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
 739         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
 740         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 741
 742         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag = avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG;
 743
 744         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.disableSPSPPS = (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 745         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.repeatSPSPPS = (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 746
 747         if (!ctx->profile) {
 748             switch (avctx->profile) {
 749             case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
 750                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
 751                 break;
 752             case FF_PROFILE_H264_MAIN:
 753                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
 754                 break;
 755             case FF_PROFILE_H264_HIGH:
 756             case FF_PROFILE_UNKNOWN:
 757                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 758                 break;
 759             default:
 760                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported profile requested, falling back to high\n");
 761                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 762                 break;
 763             }
 764         } else {
 765             if (!strcmp(ctx->profile, "high")) {
 766                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 767                 avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
 768             } else if (!strcmp(ctx->profile, "main")) {
 769                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
 770                 avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
 771             } else if (!strcmp(ctx->profile, "baseline")) {
 772                 ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
 773                 avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
 774             } else {
 775                 av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Profile \"%s\" is unknown! Supported profiles: high, main, baseline\n", ctx->profile);
 776                 res = AVERROR(EINVAL);
 777                 goto error;
 778             }
 779         }
 780         break;
 781     case AV_CODEC_ID_H265:
 782         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.disableSPSPPS = (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 783         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.repeatSPSPPS = (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 784
 785         /* No other profile is supported in the current SDK version 5 */
 786         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
 787         avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
 788         break;
 789     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
 790     }
 791
 792     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
 793     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 794         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "InitializeEncoder failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
 795         res = AVERROR_EXTERNAL;
 796         goto error;
 797     }
 798
 799     ctx->input_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->input_surfaces));
 800
 801     if (!ctx->input_surfaces) {
 802         res = AVERROR(ENOMEM);
 803         goto error;
 804     }
 805
 806     ctx->output_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->output_surfaces));
 807
 808     if (!ctx->output_surfaces) {
 809         res = AVERROR(ENOMEM);
 810         goto error;
 811     }
 812
 813     for (surfaceCount = 0; surfaceCount < ctx->max_surface_count; ++surfaceCount) {
 814         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
 815         NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
 816         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
 817         allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
 818
 819         allocSurf.width = (avctx->width + 31) & ~31;
 820         allocSurf.height = (avctx->height + 31) & ~31;
 821
 822         allocSurf.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
 823
 824         switch (avctx->pix_fmt) {
 825         case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 826             allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
 827             break;
 828
 829         case AV_PIX_FMT_NV12:
 830             allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
 831             break;
 832
 833         case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 834             allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
 835             break;
 836
 837         default:
 838             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format\n");
 839             res = AVERROR(EINVAL);
 840             goto error;
 841         }
 842
 843         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
 844         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 845             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateInputBuffer failed\n");
 846             res = AVERROR_EXTERNAL;
 847             goto error;
 848         }
 849
 850         ctx->input_surfaces[surfaceCount].lockCount = 0;
 851         ctx->input_surfaces[surfaceCount].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
 852         ctx->input_surfaces[surfaceCount].format = allocSurf.bufferFmt;
 853         ctx->input_surfaces[surfaceCount].width = allocSurf.width;
 854         ctx->input_surfaces[surfaceCount].height = allocSurf.height;
 855
 856         /* 1MB is large enough to hold most output frames. NVENC increases this automaticaly if it's not enough. */
 857         allocOut.size = 1024 * 1024;
 858
 859         allocOut.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
 860
 861         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
 862         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 863             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateBitstreamBuffer failed\n");
 864             ctx->output_surfaces[surfaceCount++].output_surface = NULL;
 865             res = AVERROR_EXTERNAL;
 866             goto error;
 867         }
 868
 869         ctx->output_surfaces[surfaceCount].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
 870         ctx->output_surfaces[surfaceCount].size = allocOut.size;
 871         ctx->output_surfaces[surfaceCount].busy = 0;
 872     }
 873
 874     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 875         uint32_t outSize = 0;
 876         char tmpHeader[256];
 877         NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
 878         payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
 879
 880         payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
 881         payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
 882         payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
 883
 884         nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
 885         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 886             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetSequenceParams failed\n");
 887             goto error;
 888         }
 889
 890         avctx->extradata_size = outSize;
 891         avctx->extradata = av_mallocz(outSize + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 892
 893         if (!avctx->extradata) {
 894             res = AVERROR(ENOMEM);
 895             goto error;
 896         }
 897
 898         memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
 899     }
 900
 901     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
 902         avctx->has_b_frames = 2;
 903
 904     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
 905         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 906
 907     return 0;
 908
 909 error:
 910
 911     for (i = 0; i < surfaceCount; ++i) {
 912         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
 913         if (ctx->output_surfaces[i].output_surface)
 914             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
 915     }
 916
 917     if (ctx->nvencoder)
 918         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 919
 920     if (ctx->cu_context)
 921         dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
 922
 923     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 924
 925     nvenc_unload_nvenc(avctx);
 926
 927     ctx->nvencoder = NULL;
 928     ctx->cu_context = NULL;
 929
 930     return res;
 931 }
 932
 933 static av_cold int nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 934 {
 935     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 936     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 937     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 938     int i;
 939
 940     av_freep(&ctx->timestamp_list.data);
 941     av_freep(&ctx->output_surface_ready_queue.data);
 942     av_freep(&ctx->output_surface_queue.data);
 943
 944     for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
 945         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
 946         p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
 947     }
 948     ctx->max_surface_count = 0;
 949
 950     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 951     ctx->nvencoder = NULL;
 952
 953     dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
 954     ctx->cu_context = NULL;
 955
 956     nvenc_unload_nvenc(avctx);
 957
 958     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 959
 960     return 0;
 961 }
 962
 963 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, AVFrame *coded_frame, NvencOutputSurface *tmpoutsurf)
 964 {
 965     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 966     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 967     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 968
 969     uint32_t slice_mode_data;
 970     uint32_t *slice_offsets;
 971     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
 972     NVENCSTATUS nv_status;
 973     int res = 0;
 974
 975     switch (avctx->codec->id) {
 976     case AV_CODEC_ID_H264:
 977       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
 978       break;
 979     case AV_CODEC_ID_H265:
 980       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
 981       break;
 982     default:
 983       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "nvenc: Unknown codec name\n");
 984       res = AVERROR(EINVAL);
 985       goto error;
 986     }
 987     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
 988
 989     if (!slice_offsets)
 990         return AVERROR(ENOMEM);
 991
 992     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
 993
 994     lock_params.doNotWait = 0;
 995     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
 996     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
 997
 998     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
 999     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1000         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking bitstream buffer\n");
1001         res = AVERROR_EXTERNAL;
1002         goto error;
1003     }
1004
1005     if (res = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes)) {
1006         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1007         goto error;
1008     }
1009
1010     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1011
1012     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1013     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1014         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open\n");
1015
1016     switch (lock_params.pictureType) {
1017     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1018         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1019     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1020         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1021         break;
1022     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1023         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1024         break;
1025     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1026         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1027         break;
1028     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1029         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1030         break;
1031     default:
1032         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
1033         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
1034         res = AVERROR_EXTERNAL;
1035         goto error;
1036     }
1037
1038     pkt->pts = lock_params.outputTimeStamp;
1039     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
1040
1041     /* when there're b frame(s), set dts offset */
1042     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
1043         pkt->dts -= 1;
1044
1045     if (pkt->dts > pkt->pts)
1046         pkt->dts = pkt->pts;
1047
1048     if (ctx->last_dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts <= ctx->last_dts)
1049         pkt->dts = ctx->last_dts + 1;
1050
1051     ctx->last_dts = pkt->dts;
1052
1053     av_free(slice_offsets);
1054
1055     return 0;
1056
1057 error:
1058
1059     av_free(slice_offsets);
1060     timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
1061
1062     return res;
1063 }
1064
1065 static int nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1066     const AVFrame *frame, int *got_packet)
1067 {
1068     NVENCSTATUS nv_status;
1069     NvencOutputSurface *tmpoutsurf;
1070     int res, i = 0;
1071
1072     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1073     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1074     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1075
1076     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
1077     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
1078
1079     if (frame) {
1080         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1081         NvencInputSurface *inSurf = NULL;
1082
1083         for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
1084             if (!ctx->input_surfaces[i].lockCount) {
1085                 inSurf = &ctx->input_surfaces[i];
1086                 break;
1087             }
1088         }
1089
1090         av_assert0(inSurf);
1091
1092         inSurf->lockCount = 1;
1093
1094         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1095         lockBufferParams.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1096
1097         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1098         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1099             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking nvenc input buffer\n");
1100             return 0;
1101         }
1102
1103         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P) {
1104             uint8_t *buf = lockBufferParams.bufferDataPtr;
1105
1106             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1107                 frame->data[0], frame->linesize[0],
1108                 avctx->width, avctx->height);
1109
1110             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1111
1112             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch >> 1,
1113                 frame->data[2], frame->linesize[2],
1114                 avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1115
1116             buf += (inSurf->height * lockBufferParams.pitch) >> 2;
1117
1118             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch >> 1,
1119                 frame->data[1], frame->linesize[1],
1120                 avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1121         } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NV12) {
1122             uint8_t *buf = lockBufferParams.bufferDataPtr;
1123
1124             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1125                 frame->data[0], frame->linesize[0],
1126                 avctx->width, avctx->height);
1127
1128             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1129
1130             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1131                 frame->data[1], frame->linesize[1],
1132                 avctx->width, avctx->height >> 1);
1133         } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1134             uint8_t *buf = lockBufferParams.bufferDataPtr;
1135
1136             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1137                 frame->data[0], frame->linesize[0],
1138                 avctx->width, avctx->height);
1139
1140             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1141
1142             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1143                 frame->data[1], frame->linesize[1],
1144                 avctx->width, avctx->height);
1145
1146             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1147
1148             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1149                 frame->data[2], frame->linesize[2],
1150                 avctx->width, avctx->height);
1151         } else {
1152             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid pixel format!\n");
1153             return AVERROR(EINVAL);
1154         }
1155
1156         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, inSurf->input_surface);
1157         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1158             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed unlocking input buffer!\n");
1159             return AVERROR_EXTERNAL;
1160         }
1161
1162         for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i)
1163             if (!ctx->output_surfaces[i].busy)
1164                 break;
1165
1166         if (i == ctx->max_surface_count) {
1167             inSurf->lockCount = 0;
1168             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No free output surface found!\n");
1169             return AVERROR_EXTERNAL;
1170         }
1171
1172         ctx->output_surfaces[i].input_surface = inSurf;
1173
1174         pic_params.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1175         pic_params.bufferFmt = inSurf->format;
1176         pic_params.inputWidth = avctx->width;
1177         pic_params.inputHeight = avctx->height;
1178         pic_params.outputBitstream = ctx->output_surfaces[i].output_surface;
1179         pic_params.completionEvent = 0;
1180
1181         if (avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1182             if (frame->top_field_first) {
1183                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
1184             } else {
1185                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
1186             }
1187         } else {
1188             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
1189         }
1190
1191         pic_params.encodePicFlags = 0;
1192         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
1193         pic_params.inputDuration = 0;
1194         switch (avctx->codec->id) {
1195         case AV_CODEC_ID_H264:
1196           pic_params.codecPicParams.h264PicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1197           pic_params.codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1198           break;
1199         case AV_CODEC_ID_H265:
1200           pic_params.codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1201           pic_params.codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1202           break;
1203         default:
1204           av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "nvenc: Unknown codec name\n");
1205           return AVERROR(EINVAL);
1206         }
1207
1208         res = timestamp_queue_enqueue(&ctx->timestamp_list, frame->pts);
1209
1210         if (res)
1211             return res;
1212     } else {
1213         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
1214     }
1215
1216     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
1217
1218     if (frame && nv_status == NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1219         res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
1220
1221         if (res)
1222             return res;
1223
1224         ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
1225     }
1226
1227     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS && nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1228         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "EncodePicture failed!\n");
1229         return AVERROR_EXTERNAL;
1230     }
1231
1232     if (nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1233         while (ctx->output_surface_queue.count) {
1234             tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_queue);
1235             res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, tmpoutsurf);
1236
1237             if (res)
1238                 return res;
1239         }
1240
1241         if (frame) {
1242             res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
1243
1244             if (res)
1245                 return res;
1246
1247             ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
1248         }
1249     }
1250
1251     if (ctx->output_surface_ready_queue.count) {
1252         tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_ready_queue);
1253
1254         res = process_output_surface(avctx, pkt, avctx->coded_frame, tmpoutsurf);
1255
1256         if (res)
1257             return res;
1258
1259         tmpoutsurf->busy = 0;
1260         av_assert0(tmpoutsurf->input_surface->lockCount);
1261         tmpoutsurf->input_surface->lockCount--;
1262
1263         *got_packet = 1;
1264     } else {
1265         *got_packet = 0;
1266     }
1267
1268     return 0;
1269 }
1270
1271 static enum AVPixelFormat pix_fmts_nvenc[] = {
1272     AV_PIX_FMT_NV12,
1273     AV_PIX_FMT_NONE
1274 };
1275
1276 #define OFFSET(x) offsetof(NvencContext, x)
1277 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1278 static const AVOption options[] = {
1279     { "preset", "Set the encoding preset (one of hq, hp, bd, ll, llhq, llhp, default)", OFFSET(preset), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "hq" }, 0, 0, VE },
1280     { "profile", "Set the encoding profile (high, main or baseline)", OFFSET(profile), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
1281     { "cbr", "Use cbr encoding mode", OFFSET(cbr), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
1282     { "2pass", "Use 2pass cbr encoding mode (low latency mode only)", OFFSET(twopass), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1283     { "gpu", "Selects which NVENC capable GPU to use. First GPU is 0, second is 1, and so on.", OFFSET(gpu), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
1284     { NULL }
1285 };
1286
1287 static const AVCodecDefault nvenc_defaults[] = {
1288     { "b", "0" },
1289     { "qmin", "-1" },
1290     { "qmax", "-1" },
1291     { "qdiff", "-1" },
1292     { "qblur", "-1" },
1293     { "qcomp", "-1" },
1294     { NULL },
1295 };
1296
1297 #if CONFIG_NVENC_ENCODER
1298 static const AVClass nvenc_class = {
1299     .class_name = "nvenc",
1300     .item_name = av_default_item_name,
1301     .option = options,
1302     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1303 };
1304
1305 AVCodec ff_nvenc_encoder = {
1306     .name = "nvenc",
1307     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nvidia NVENC h264 encoder"),
1308     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1309     .id = AV_CODEC_ID_H264,
1310     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
1311     .init = nvenc_encode_init,
1312     .encode2 = nvenc_encode_frame,
1313     .close = nvenc_encode_close,
1314     .capabilities = CODEC_CAP_DELAY,
1315     .priv_class = &nvenc_class,
1316     .defaults = nvenc_defaults,
1317     .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
1318 };
1319 #endif
1320
1321 #if CONFIG_NVENC_H265_ENCODER
1322 static const AVClass nvenc_h265_class = {
1323     .class_name = "nvenc_h265",
1324     .item_name = av_default_item_name,
1325     .option = options,
1326     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1327 };
1328
1329 AVCodec ff_nvenc_h265_encoder = {
1330     .name = "nvenc_h265",
1331     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nvidia NVENC h265 encoder"),
1332     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1333     .id = AV_CODEC_ID_H265,
1334     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
1335     .init = nvenc_encode_init,
1336     .encode2 = nvenc_encode_frame,
1337     .close = nvenc_encode_close,
1338     .capabilities = CODEC_CAP_DELAY,
1339     .priv_class = &nvenc_h265_class,
1340     .defaults = nvenc_defaults,
1341     .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
1342 };
1343 #endif