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 #if NVENCAPI_MAJOR_VERSION < 5
  71 static const GUID dummy_license = { 0x0, 0x0, 0x0, { 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0, 0x0 } };
  72 #endif
  73
  74 typedef struct NvencInputSurface
  75 {
  76     NV_ENC_INPUT_PTR input_surface;
  77     int width;
  78     int height;
  79
  80     int lockCount;
  81
  82     NV_ENC_BUFFER_FORMAT format;
  83 } NvencInputSurface;
  84
  85 typedef struct NvencOutputSurface
  86 {
  87     NV_ENC_OUTPUT_PTR output_surface;
  88     int size;
  89
  90     NvencInputSurface* input_surface;
  91
  92     int busy;
  93 } NvencOutputSurface;
  94
  95 typedef struct NvencData
  96 {
  97     union {
  98         int64_t timestamp;
  99         NvencOutputSurface *surface;
 100     };
 101 } NvencData;
 102
 103 typedef struct NvencDataList
 104 {
 105     NvencData* data;
 106
 107     uint32_t pos;
 108     uint32_t count;
 109     uint32_t size;
 110 } NvencDataList;
 111
 112 typedef struct NvencDynLoadFunctions
 113 {
 114     PCUINIT cu_init;
 115     PCUDEVICEGETCOUNT cu_device_get_count;
 116     PCUDEVICEGET cu_device_get;
 117     PCUDEVICEGETNAME cu_device_get_name;
 118     PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY cu_device_compute_capability;
 119     PCUCTXCREATE cu_ctx_create;
 120     PCUCTXPOPCURRENT cu_ctx_pop_current;
 121     PCUCTXDESTROY cu_ctx_destroy;
 122
 123     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST nvenc_funcs;
 124     int nvenc_device_count;
 125     CUdevice nvenc_devices[16];
 126
 127 #if defined(_WIN32)
 128     HMODULE cuda_lib;
 129     HMODULE nvenc_lib;
 130 #else
 131     void* cuda_lib;
 132     void* nvenc_lib;
 133 #endif
 134 } NvencDynLoadFunctions;
 135
 136 typedef struct NvencContext
 137 {
 138     AVClass *avclass;
 139
 140     NvencDynLoadFunctions nvenc_dload_funcs;
 141
 142     NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS init_encode_params;
 143     NV_ENC_CONFIG encode_config;
 144     CUcontext cu_context;
 145
 146     int max_surface_count;
 147     NvencInputSurface *input_surfaces;
 148     NvencOutputSurface *output_surfaces;
 149
 150     NvencDataList output_surface_queue;
 151     NvencDataList output_surface_ready_queue;
 152     NvencDataList timestamp_list;
 153     int64_t last_dts;
 154
 155     void *nvencoder;
 156
 157     char *preset;
 158     int cbr;
 159     int twopass;
 160     int gpu;
 161 } NvencContext;
 162
 163 static NvencData* data_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
 164 {
 165     uint32_t mask;
 166     uint32_t read_pos;
 167
 168     av_assert0(queue);
 169     av_assert0(queue->size);
 170     av_assert0(queue->data);
 171
 172     if (!queue->count)
 173         return NULL;
 174
 175     /* Size always is a multiple of two */
 176     mask = queue->size - 1;
 177     read_pos = (queue->pos - queue->count) & mask;
 178     queue->count--;
 179
 180     return &queue->data[read_pos];
 181 }
 182
 183 static int data_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencData *data)
 184 {
 185     NvencDataList new_queue;
 186     NvencData* tmp_data;
 187     uint32_t mask;
 188
 189     if (!queue->size) {
 190         /* size always has to be a multiple of two */
 191         queue->size = 4;
 192         queue->pos = 0;
 193         queue->count = 0;
 194
 195         queue->data = av_malloc(queue->size * sizeof(*(queue->data)));
 196
 197         if (!queue->data) {
 198             queue->size = 0;
 199             return AVERROR(ENOMEM);
 200         }
 201     }
 202
 203     if (queue->count == queue->size) {
 204         new_queue.size = queue->size << 1;
 205         new_queue.pos = 0;
 206         new_queue.count = 0;
 207         new_queue.data = av_malloc(new_queue.size * sizeof(*(queue->data)));
 208
 209         if (!new_queue.data)
 210             return AVERROR(ENOMEM);
 211
 212         while (tmp_data = data_queue_dequeue(queue))
 213             data_queue_enqueue(&new_queue, tmp_data);
 214
 215         av_free(queue->data);
 216         *queue = new_queue;
 217     }
 218
 219     mask = queue->size - 1;
 220
 221     queue->data[queue->pos] = *data;
 222     queue->pos = (queue->pos + 1) & mask;
 223     queue->count++;
 224
 225     return 0;
 226 }
 227
 228 static int out_surf_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencOutputSurface* surface)
 229 {
 230     NvencData data;
 231     data.surface = surface;
 232
 233     return data_queue_enqueue(queue, &data);
 234 }
 235
 236 static NvencOutputSurface* out_surf_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
 237 {
 238     NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
 239
 240     if (!res)
 241         return NULL;
 242
 243     return res->surface;
 244 }
 245
 246 static int timestamp_queue_enqueue(NvencDataList* queue, int64_t timestamp)
 247 {
 248     NvencData data;
 249     data.timestamp = timestamp;
 250
 251     return data_queue_enqueue(queue, &data);
 252 }
 253
 254 static int64_t timestamp_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
 255 {
 256     NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
 257
 258     if (!res)
 259         return AV_NOPTS_VALUE;
 260
 261     return res->timestamp;
 262 }
 263
 264 #define CHECK_LOAD_FUNC(t, f, s) \
 265 do { \
 266     (f) = (t)LOAD_FUNC(dl_fn->cuda_lib, s); \
 267     if (!(f)) { \
 268         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading %s from CUDA library\n", s); \
 269         goto error; \
 270     } \
 271 } while (0)
 272
 273 static av_cold int nvenc_dyload_cuda(AVCodecContext *avctx)
 274 {
 275     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 276     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 277
 278     if (dl_fn->cuda_lib)
 279         return 1;
 280
 281 #if defined(_WIN32)
 282     dl_fn->cuda_lib = LoadLibrary(TEXT("nvcuda.dll"));
 283 #else
 284     dl_fn->cuda_lib = dlopen("libcuda.so", RTLD_LAZY);
 285 #endif
 286
 287     if (!dl_fn->cuda_lib) {
 288         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading CUDA library\n");
 289         goto error;
 290     }
 291
 292     CHECK_LOAD_FUNC(PCUINIT, dl_fn->cu_init, "cuInit");
 293     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETCOUNT, dl_fn->cu_device_get_count, "cuDeviceGetCount");
 294     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGET, dl_fn->cu_device_get, "cuDeviceGet");
 295     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETNAME, dl_fn->cu_device_get_name, "cuDeviceGetName");
 296     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY, dl_fn->cu_device_compute_capability, "cuDeviceComputeCapability");
 297     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXCREATE, dl_fn->cu_ctx_create, "cuCtxCreate_v2");
 298     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXPOPCURRENT, dl_fn->cu_ctx_pop_current, "cuCtxPopCurrent_v2");
 299     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXDESTROY, dl_fn->cu_ctx_destroy, "cuCtxDestroy_v2");
 300
 301     return 1;
 302
 303 error:
 304
 305     if (dl_fn->cuda_lib)
 306         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
 307
 308     dl_fn->cuda_lib = NULL;
 309
 310     return 0;
 311 }
 312
 313 static av_cold int check_cuda_errors(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
 314 {
 315     if (err != CUDA_SUCCESS) {
 316         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, ">> %s - failed with error code 0x%x\n", func, err);
 317         return 0;
 318     }
 319     return 1;
 320 }
 321 #define check_cuda_errors(f) if (!check_cuda_errors(avctx, f, #f)) goto error
 322
 323 static av_cold int nvenc_check_cuda(AVCodecContext *avctx)
 324 {
 325     int device_count = 0;
 326     CUdevice cu_device = 0;
 327     char gpu_name[128];
 328     int smminor = 0, smmajor = 0;
 329     int i, smver;
 330
 331     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 332     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 333
 334     if (!nvenc_dyload_cuda(avctx))
 335         return 0;
 336
 337     if (dl_fn->nvenc_device_count > 0)
 338         return 1;
 339
 340     check_cuda_errors(dl_fn->cu_init(0));
 341
 342     check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_count(&device_count));
 343
 344     if (!device_count) {
 345         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
 346         goto error;
 347     }
 348
 349     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", device_count);
 350
 351     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 352
 353     for (i = 0; i < device_count; ++i) {
 354         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get(&cu_device, i));
 355         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_name(gpu_name, sizeof(gpu_name), cu_device));
 356         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_compute_capability(&smmajor, &smminor, cu_device));
 357
 358         smver = (smmajor << 4) | smminor;
 359
 360         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d, NVENC %s ]\n", i, gpu_name, smmajor, smminor, (smver >= 0x30) ? "Available" : "Not Available");
 361
 362         if (smver >= 0x30)
 363             dl_fn->nvenc_devices[dl_fn->nvenc_device_count++] = cu_device;
 364     }
 365
 366     if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
 367         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
 368         goto error;
 369     }
 370
 371     return 1;
 372
 373 error:
 374
 375     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 376
 377     return 0;
 378 }
 379
 380 static av_cold int nvenc_dyload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
 381 {
 382     PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvEncodeAPICreateInstance = 0;
 383     NVENCSTATUS nvstatus;
 384
 385     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 386     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 387
 388     if (!nvenc_check_cuda(avctx))
 389         return 0;
 390
 391     if (dl_fn->nvenc_lib)
 392         return 1;
 393
 394 #if defined(_WIN32)
 395     if (sizeof(void*) == 8) {
 396         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI64.dll"));
 397     } else {
 398         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI.dll"));
 399     }
 400 #else
 401     dl_fn->nvenc_lib = dlopen("libnvidia-encode.so.1", RTLD_LAZY);
 402 #endif
 403
 404     if (!dl_fn->nvenc_lib) {
 405         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading the nvenc library\n");
 406         goto error;
 407     }
 408
 409     nvEncodeAPICreateInstance = (PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)LOAD_FUNC(dl_fn->nvenc_lib, "NvEncodeAPICreateInstance");
 410
 411     if (!nvEncodeAPICreateInstance) {
 412         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to load nvenc entrypoint\n");
 413         goto error;
 414     }
 415
 416     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 417
 418     nvstatus = nvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
 419
 420     if (nvstatus != NV_ENC_SUCCESS) {
 421         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to create nvenc instance\n");
 422         goto error;
 423     }
 424
 425     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
 426
 427     return 1;
 428
 429 error:
 430     if (dl_fn->nvenc_lib)
 431         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
 432
 433     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
 434
 435     return 0;
 436 }
 437
 438 static av_cold void nvenc_unload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
 439 {
 440     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 441     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 442
 443     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
 444     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
 445
 446     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
 447
 448     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
 449     dl_fn->cuda_lib = NULL;
 450
 451     dl_fn->cu_init = NULL;
 452     dl_fn->cu_device_get_count = NULL;
 453     dl_fn->cu_device_get = NULL;
 454     dl_fn->cu_device_get_name = NULL;
 455     dl_fn->cu_device_compute_capability = NULL;
 456     dl_fn->cu_ctx_create = NULL;
 457     dl_fn->cu_ctx_pop_current = NULL;
 458     dl_fn->cu_ctx_destroy = NULL;
 459
 460     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
 461 }
 462
 463 static av_cold int nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 464 {
 465     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS encode_session_params = { 0 };
 466     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
 467     CUcontext cu_context_curr;
 468     CUresult cu_res;
 469     GUID encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 470     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
 471     int surfaceCount = 0;
 472     int i, num_mbs;
 473     int isLL = 0;
 474     int res = 0;
 475     int dw, dh;
 476
 477 #if NVENCAPI_MAJOR_VERSION < 5
 478     GUID license = dummy_license;
 479 #endif
 480
 481     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 482     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 483     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 484
 485     if (!nvenc_dyload_nvenc(avctx))
 486         return AVERROR_EXTERNAL;
 487
 488     avctx->coded_frame = av_frame_alloc();
 489     if (!avctx->coded_frame) {
 490         res = AVERROR(ENOMEM);
 491         goto error;
 492     }
 493
 494     ctx->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 495
 496     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 497     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
 498     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
 499     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 500     encode_session_params.version = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 501     encode_session_params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 502
 503 #if NVENCAPI_MAJOR_VERSION < 5
 504     encode_session_params.clientKeyPtr = &license;
 505 #endif
 506
 507     if (ctx->gpu >= dl_fn->nvenc_device_count) {
 508         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->gpu, dl_fn->nvenc_device_count);
 509         res = AVERROR(EINVAL);
 510         goto error;
 511     }
 512
 513     ctx->cu_context = NULL;
 514     cu_res = dl_fn->cu_ctx_create(&ctx->cu_context, 0, dl_fn->nvenc_devices[ctx->gpu]);
 515
 516     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
 517         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
 518         res = AVERROR_EXTERNAL;
 519         goto error;
 520     }
 521
 522     cu_res = dl_fn->cu_ctx_pop_current(&cu_context_curr);
 523
 524     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
 525         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed popping CUDA context: 0x%x\n", (int)cu_res);
 526         res = AVERROR_EXTERNAL;
 527         goto error;
 528     }
 529
 530     encode_session_params.device = ctx->cu_context;
 531     encode_session_params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 532
 533     nv_status = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&encode_session_params, &ctx->nvencoder);
 534     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 535         ctx->nvencoder = NULL;
 536         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "OpenEncodeSessionEx failed: 0x%x - invalid license key?\n", (int)nv_status);
 537         res = AVERROR_EXTERNAL;
 538         goto error;
 539     }
 540
 541     if (ctx->preset) {
 542         if (!strcmp(ctx->preset, "hp")) {
 543             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
 544         } else if (!strcmp(ctx->preset, "hq")) {
 545             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
 546         } else if (!strcmp(ctx->preset, "bd")) {
 547             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_BD_GUID;
 548         } else if (!strcmp(ctx->preset, "ll")) {
 549             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID;
 550             isLL = 1;
 551         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhp")) {
 552             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID;
 553             isLL = 1;
 554         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhq")) {
 555             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID;
 556             isLL = 1;
 557         } else if (!strcmp(ctx->preset, "default")) {
 558             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID;
 559         } else {
 560             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Preset \"%s\" is unknown! Supported presets: hp, hq, bd, ll, llhp, llhq, default\n", ctx->preset);
 561             res = AVERROR(EINVAL);
 562             goto error;
 563         }
 564     }
 565
 566     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder, NV_ENC_CODEC_H264_GUID, encoder_preset, &preset_config);
 567     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 568         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetEncodePresetConfig failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
 569         res = AVERROR_EXTERNAL;
 570         goto error;
 571     }
 572
 573     ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 574     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
 575     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
 576
 577     if (avctx->sample_aspect_ratio.num && avctx->sample_aspect_ratio.den &&
 578         (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 || avctx->sample_aspect_ratio.num != 1)) {
 579         av_reduce(&dw, &dh,
 580                   avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
 581                   avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
 582                   1024 * 1024);
 583         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
 584         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 585     } else {
 586         ctx->init_encode_params.darHeight = avctx->height;
 587         ctx->init_encode_params.darWidth = avctx->width;
 588     }
 589
 590     // De-compensate for hardware, dubiously, trying to compensate for
 591     // playback at 704 pixel width.
 592     if (avctx->width == 720 &&
 593         (avctx->height == 480 || avctx->height == 576)) {
 594         av_reduce(&dw, &dh,
 595                   ctx->init_encode_params.darWidth * 44,
 596                   ctx->init_encode_params.darHeight * 45,
 597                   1024 * 1204);
 598         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
 599         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
 600     }
 601
 602     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
 603     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
 604
 605     num_mbs = ((avctx->width + 15) >> 4) * ((avctx->height + 15) >> 4);
 606     ctx->max_surface_count = (num_mbs >= 8160) ? 32 : 48;
 607
 608     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
 609     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
 610
 611     ctx->init_encode_params.presetGUID = encoder_preset;
 612
 613     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
 614     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
 615     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 616
 617     if (avctx->refs >= 0) {
 618         /* 0 means "let the hardware decide" */
 619         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.maxNumRefFrames = avctx->refs;
 620     }
 621
 622     if (avctx->gop_size > 0) {
 623         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
 624             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B Frame, 3 two B frames, and so on. */
 625             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
 626         }
 627
 628         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
 629         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = avctx->gop_size;
 630     } else if (avctx->gop_size == 0) {
 631         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
 632         ctx->encode_config.gopLength = 1;
 633         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = 1;
 634     }
 635
 636     /* when there're b frames, set dts offset */
 637     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
 638         ctx->last_dts = -2;
 639
 640     if (avctx->bit_rate > 0)
 641         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
 642
 643     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 644         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 645
 646     if (ctx->cbr) {
 647         if (!ctx->twopass) {
 648             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 649         } else if (ctx->twopass == 1 || isLL) {
 650             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY;
 651
 652             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
 653             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
 654
 655             if (!isLL)
 656                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Twopass mode is only known to work with low latency (ll, llhq, llhp) presets.\n");
 657         } else {
 658             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
 659         }
 660     } else if (avctx->global_quality > 0) {
 661         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 662         ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
 663         ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
 664         ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = avctx->global_quality;
 665
 666         avctx->qmin = -1;
 667         avctx->qmax = -1;
 668     } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 669         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 670
 671         ctx->encode_config.rcParams.enableMinQP = 1;
 672         ctx->encode_config.rcParams.enableMaxQP = 1;
 673
 674         ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 675         ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 676         ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpIntra = avctx->qmin;
 677
 678         ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 679         ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 680         ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
 681     }
 682
 683     if (avctx->rc_buffer_size > 0)
 684         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 685
 686     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 687         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
 688     } else {
 689         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
 690     }
 691
 692     switch (avctx->profile) {
 693     case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
 694         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
 695         break;
 696     case FF_PROFILE_H264_MAIN:
 697         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
 698         break;
 699     case FF_PROFILE_H264_HIGH:
 700     case FF_PROFILE_UNKNOWN:
 701         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 702         break;
 703     default:
 704         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported h264 profile requested, falling back to high\n");
 705         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 706         break;
 707     }
 708
 709     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag = 1;
 710     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoSignalTypePresentFlag = 1;
 711
 712     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
 713     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
 714     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 715
 716     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag = avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG;
 717
 718     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.disableSPSPPS = (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 719     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.repeatSPSPPS = (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 720
 721     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
 722     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 723         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "InitializeEncoder failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
 724         res = AVERROR_EXTERNAL;
 725         goto error;
 726     }
 727
 728     ctx->input_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->input_surfaces));
 729
 730     if (!ctx->input_surfaces) {
 731         res = AVERROR(ENOMEM);
 732         goto error;
 733     }
 734
 735     ctx->output_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->output_surfaces));
 736
 737     if (!ctx->output_surfaces) {
 738         res = AVERROR(ENOMEM);
 739         goto error;
 740     }
 741
 742     for (surfaceCount = 0; surfaceCount < ctx->max_surface_count; ++surfaceCount) {
 743         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
 744         NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
 745         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
 746         allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
 747
 748         allocSurf.width = (avctx->width + 31) & ~31;
 749         allocSurf.height = (avctx->height + 31) & ~31;
 750
 751         allocSurf.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
 752
 753         switch (avctx->pix_fmt) {
 754         case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 755             allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
 756             break;
 757
 758         case AV_PIX_FMT_NV12:
 759             allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
 760             break;
 761
 762         case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 763             allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
 764             break;
 765
 766         default:
 767             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format\n");
 768             res = AVERROR(EINVAL);
 769             goto error;
 770         }
 771
 772         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
 773         if (nv_status = NV_ENC_SUCCESS){
 774             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateInputBuffer failed\n");
 775             res = AVERROR_EXTERNAL;
 776             goto error;
 777         }
 778
 779         ctx->input_surfaces[surfaceCount].lockCount = 0;
 780         ctx->input_surfaces[surfaceCount].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
 781         ctx->input_surfaces[surfaceCount].format = allocSurf.bufferFmt;
 782         ctx->input_surfaces[surfaceCount].width = allocSurf.width;
 783         ctx->input_surfaces[surfaceCount].height = allocSurf.height;
 784
 785         /* 1MB is large enough to hold most output frames. NVENC increases this automaticaly if it's not enough. */
 786         allocOut.size = 1024 * 1024;
 787
 788         allocOut.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
 789
 790         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
 791         if (nv_status = NV_ENC_SUCCESS) {
 792             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateBitstreamBuffer failed\n");
 793             ctx->output_surfaces[surfaceCount++].output_surface = NULL;
 794             res = AVERROR_EXTERNAL;
 795             goto error;
 796         }
 797
 798         ctx->output_surfaces[surfaceCount].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
 799         ctx->output_surfaces[surfaceCount].size = allocOut.size;
 800         ctx->output_surfaces[surfaceCount].busy = 0;
 801     }
 802
 803     if (avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 804         uint32_t outSize = 0;
 805         char tmpHeader[256];
 806         NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
 807         payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
 808
 809         payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
 810         payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
 811         payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
 812
 813         nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
 814         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 815             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetSequenceParams failed\n");
 816             goto error;
 817         }
 818
 819         avctx->extradata_size = outSize;
 820         avctx->extradata = av_mallocz(outSize + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 821
 822         if (!avctx->extradata) {
 823             res = AVERROR(ENOMEM);
 824             goto error;
 825         }
 826
 827         memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
 828     }
 829
 830     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
 831         avctx->has_b_frames = 2;
 832
 833     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
 834         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
 835
 836     return 0;
 837
 838 error:
 839
 840     for (i = 0; i < surfaceCount; ++i) {
 841         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
 842         if (ctx->output_surfaces[i].output_surface)
 843             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
 844     }
 845
 846     if (ctx->nvencoder)
 847         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 848
 849     if (ctx->cu_context)
 850         dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
 851
 852     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 853
 854     nvenc_unload_nvenc(avctx);
 855
 856     ctx->nvencoder = NULL;
 857     ctx->cu_context = NULL;
 858
 859     return res;
 860 }
 861
 862 static av_cold int nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 863 {
 864     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 865     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 866     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 867     int i;
 868
 869     av_freep(&ctx->timestamp_list.data);
 870     av_freep(&ctx->output_surface_ready_queue.data);
 871     av_freep(&ctx->output_surface_queue.data);
 872
 873     for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
 874         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
 875         p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
 876     }
 877     ctx->max_surface_count = 0;
 878
 879     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
 880     ctx->nvencoder = NULL;
 881
 882     dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
 883     ctx->cu_context = NULL;
 884
 885     nvenc_unload_nvenc(avctx);
 886
 887     av_frame_free(&avctx->coded_frame);
 888
 889     return 0;
 890 }
 891
 892 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, AVFrame *coded_frame, NvencOutputSurface *tmpoutsurf)
 893 {
 894     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 895     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 896     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 897
 898     uint32_t *slice_offsets = av_mallocz(ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData * sizeof(*slice_offsets));
 899     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
 900     NVENCSTATUS nv_status;
 901     int res = 0;
 902
 903     if (!slice_offsets)
 904         return AVERROR(ENOMEM);
 905
 906     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
 907
 908     lock_params.doNotWait = 0;
 909     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
 910     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
 911
 912     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
 913     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
 914         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking bitstream buffer\n");
 915         res = AVERROR_EXTERNAL;
 916         goto error;
 917     }
 918
 919     if (res = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes)) {
 920         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
 921         goto error;
 922     }
 923
 924     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
 925
 926     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
 927     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
 928         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open\n");
 929
 930     switch (lock_params.pictureType) {
 931     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
 932         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 933     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
 934         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 935         break;
 936     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
 937         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 938         break;
 939     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
 940         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
 941         break;
 942     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
 943         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
 944         break;
 945     default:
 946         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
 947         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
 948         res = AVERROR_EXTERNAL;
 949         goto error;
 950     }
 951
 952     pkt->pts = lock_params.outputTimeStamp;
 953     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
 954
 955     /* when there're b frame(s), set dts offset */
 956     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
 957         pkt->dts -= 1;
 958
 959     if (pkt->dts > pkt->pts)
 960         pkt->dts = pkt->pts;
 961
 962     if (ctx->last_dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts <= ctx->last_dts)
 963         pkt->dts = ctx->last_dts + 1;
 964
 965     ctx->last_dts = pkt->dts;
 966
 967     av_free(slice_offsets);
 968
 969     return 0;
 970
 971 error:
 972
 973     av_free(slice_offsets);
 974     timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
 975
 976     return res;
 977 }
 978
 979 static int nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 980     const AVFrame *frame, int *got_packet)
 981 {
 982     NVENCSTATUS nv_status;
 983     NvencOutputSurface *tmpoutsurf;
 984     int res, i = 0;
 985
 986     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
 987     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
 988     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
 989
 990     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
 991     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
 992
 993     if (frame) {
 994         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
 995         NvencInputSurface *inSurf = NULL;
 996
 997         for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
 998             if (!ctx->input_surfaces[i].lockCount) {
 999                 inSurf = &ctx->input_surfaces[i];
1000                 break;
1001             }
1002         }
1003
1004         av_assert0(inSurf);
1005
1006         inSurf->lockCount = 1;
1007
1008         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1009         lockBufferParams.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1010
1011         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1012         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1013             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking nvenc input buffer\n");
1014             return 0;
1015         }
1016
1017         if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P) {
1018             uint8_t *buf = lockBufferParams.bufferDataPtr;
1019
1020             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1021                 frame->data[0], frame->linesize[0],
1022                 avctx->width, avctx->height);
1023
1024             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1025
1026             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch >> 1,
1027                 frame->data[2], frame->linesize[2],
1028                 avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1029
1030             buf += (inSurf->height * lockBufferParams.pitch) >> 2;
1031
1032             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch >> 1,
1033                 frame->data[1], frame->linesize[1],
1034                 avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1035         } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NV12) {
1036             uint8_t *buf = lockBufferParams.bufferDataPtr;
1037
1038             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1039                 frame->data[0], frame->linesize[0],
1040                 avctx->width, avctx->height);
1041
1042             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1043
1044             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1045                 frame->data[1], frame->linesize[1],
1046                 avctx->width, avctx->height >> 1);
1047         } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1048             uint8_t *buf = lockBufferParams.bufferDataPtr;
1049
1050             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1051                 frame->data[0], frame->linesize[0],
1052                 avctx->width, avctx->height);
1053
1054             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1055
1056             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1057                 frame->data[1], frame->linesize[1],
1058                 avctx->width, avctx->height);
1059
1060             buf += inSurf->height * lockBufferParams.pitch;
1061
1062             av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams.pitch,
1063                 frame->data[2], frame->linesize[2],
1064                 avctx->width, avctx->height);
1065         } else {
1066             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid pixel format!\n");
1067             return AVERROR(EINVAL);
1068         }
1069
1070         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, inSurf->input_surface);
1071         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1072             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed unlocking input buffer!\n");
1073             return AVERROR_EXTERNAL;
1074         }
1075
1076         for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i)
1077             if (!ctx->output_surfaces[i].busy)
1078                 break;
1079
1080         if (i == ctx->max_surface_count) {
1081             inSurf->lockCount = 0;
1082             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No free output surface found!\n");
1083             return AVERROR_EXTERNAL;
1084         }
1085
1086         ctx->output_surfaces[i].input_surface = inSurf;
1087
1088         pic_params.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1089         pic_params.bufferFmt = inSurf->format;
1090         pic_params.inputWidth = avctx->width;
1091         pic_params.inputHeight = avctx->height;
1092         pic_params.outputBitstream = ctx->output_surfaces[i].output_surface;
1093         pic_params.completionEvent = 0;
1094
1095         if (avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1096             if (frame->top_field_first) {
1097                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
1098             } else {
1099                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
1100             }
1101         } else {
1102             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
1103         }
1104
1105         pic_params.encodePicFlags = 0;
1106         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
1107         pic_params.inputDuration = 0;
1108         pic_params.codecPicParams.h264PicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1109         pic_params.codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1110
1111 #if NVENCAPI_MAJOR_VERSION < 5
1112         memcpy(&pic_params.rcParams, &ctx->encode_config.rcParams, sizeof(NV_ENC_RC_PARAMS));
1113 #endif
1114
1115         res = timestamp_queue_enqueue(&ctx->timestamp_list, frame->pts);
1116
1117         if (res)
1118             return res;
1119     } else {
1120         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
1121     }
1122
1123     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
1124
1125     if (frame && nv_status == NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1126         res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
1127
1128         if (res)
1129             return res;
1130
1131         ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
1132     }
1133
1134     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS && nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1135         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "EncodePicture failed!\n");
1136         return AVERROR_EXTERNAL;
1137     }
1138
1139     if (nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1140         while (ctx->output_surface_queue.count) {
1141             tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_queue);
1142             res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, tmpoutsurf);
1143
1144             if (res)
1145                 return res;
1146         }
1147
1148         if (frame) {
1149             res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
1150
1151             if (res)
1152                 return res;
1153
1154             ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
1155         }
1156     }
1157
1158     if (ctx->output_surface_ready_queue.count) {
1159         tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_ready_queue);
1160
1161         res = process_output_surface(avctx, pkt, avctx->coded_frame, tmpoutsurf);
1162
1163         if (res)
1164             return res;
1165
1166         tmpoutsurf->busy = 0;
1167         av_assert0(tmpoutsurf->input_surface->lockCount);
1168         tmpoutsurf->input_surface->lockCount--;
1169
1170         *got_packet = 1;
1171     } else {
1172         *got_packet = 0;
1173     }
1174
1175     return 0;
1176 }
1177
1178 static enum AVPixelFormat pix_fmts_nvenc[] = {
1179     AV_PIX_FMT_NV12,
1180     AV_PIX_FMT_NONE
1181 };
1182
1183 #define OFFSET(x) offsetof(NvencContext, x)
1184 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1185 static const AVOption options[] = {
1186     { "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 },
1187     { "cbr", "Use cbr encoding mode", OFFSET(cbr), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
1188     { "2pass", "Use 2pass cbr encoding mode (low latency mode only)", OFFSET(twopass), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1189     { "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 },
1190     { NULL }
1191 };
1192
1193 static const AVClass nvenc_class = {
1194     .class_name = "nvenc",
1195     .item_name = av_default_item_name,
1196     .option = options,
1197     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1198 };
1199
1200 static const AVCodecDefault nvenc_defaults[] = {
1201     { "b", "0" },
1202     { "qmin", "-1" },
1203     { "qmax", "-1" },
1204     { "qdiff", "-1" },
1205     { "qblur", "-1" },
1206     { "qcomp", "-1" },
1207     { NULL },
1208 };
1209
1210 AVCodec ff_nvenc_encoder = {
1211     .name = "nvenc",
1212     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Nvidia NVENC h264 encoder"),
1213     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1214     .id = AV_CODEC_ID_H264,
1215     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
1216     .init = nvenc_encode_init,
1217     .encode2 = nvenc_encode_frame,
1218     .close = nvenc_encode_close,
1219     .capabilities = CODEC_CAP_DELAY,
1220     .priv_class = &nvenc_class,
1221     .defaults = nvenc_defaults,
1222     .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
1223 };