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

   1 /*
   2  * NVIDIA NVENC Support
   3  * Copyright (C) 2015 Luca Barbato
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "config.h"
  23
  24 #include <cuda.h>
  25 #include <nvEncodeAPI.h>
  26 #include <string.h>
  27
  28 #define CUDA_LIBNAME "libcuda.so"
  29
  30 #if HAVE_DLFCN_H
  31 #include <dlfcn.h>
  32
  33 #define NVENC_LIBNAME "libnvidia-encode.so"
  34
  35 #elif HAVE_WINDOWS_H
  36 #include <windows.h>
  37
  38 #if ARCH_X86_64
  39 #define NVENC_LIBNAME "nvEncodeAPI64.dll"
  40 #else
  41 #define NVENC_LIBNAME "nvEncodeAPI.dll"
  42 #endif
  43
  44 #define dlopen(filename, flags) LoadLibrary((filename))
  45 #define dlsym(handle, symbol)   GetProcAddress(handle, symbol)
  46 #define dlclose(handle)         FreeLibrary(handle)
  47 #endif
  48
  49 #include "libavutil/common.h"
  50 #include "libavutil/imgutils.h"
  51 #include "libavutil/mem.h"
  52 #include "avcodec.h"
  53 #include "internal.h"
  54 #include "nvenc.h"
  55
  56 #define NVENC_CAP 0x30
  57 #define BITSTREAM_BUFFER_SIZE 1024 * 1024
  58
  59 #define LOAD_LIBRARY(l, path)                   \
  60     do {                                        \
  61         if (!((l) = dlopen(path, RTLD_LAZY))) { \
  62             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,         \
  63                    "Cannot load %s\n",          \
  64                    path);                       \
  65             return AVERROR_UNKNOWN;             \
  66         }                                       \
  67     } while (0)
  68
  69 #define LOAD_SYMBOL(fun, lib, symbol)        \
  70     do {                                     \
  71         if (!((fun) = dlsym(lib, symbol))) { \
  72             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,      \
  73                    "Cannot load %s\n",       \
  74                    symbol);                  \
  75             return AVERROR_UNKNOWN;          \
  76         }                                    \
  77     } while (0)
  78
  79 const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
  80     AV_PIX_FMT_NV12,
  81     AV_PIX_FMT_YUV420P,
  82     AV_PIX_FMT_YUV444P,
  83     AV_PIX_FMT_NONE
  84 };
  85
  86 static const struct {
  87     NVENCSTATUS nverr;
  88     int         averr;
  89     const char *desc;
  90 } nvenc_errors[] = {
  91     { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
  92     { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
  93     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
  94     { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
  95     { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
  96     { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
  97     { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
  98     { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
  99     { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
 100     { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
 101     { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
 102     { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
 103     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
 104     { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
 105     { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR(ENOBUFS), "not enough buffer"        },
 106     { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
 107     { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
 108     { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
 109     { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
 110     { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
 111     { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
 112     { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
 113     { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
 114     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
 115     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
 116     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
 117 };
 118
 119 static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
 120 {
 121     int i;
 122     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
 123         if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
 124             if (desc)
 125                 *desc = nvenc_errors[i].desc;
 126             return nvenc_errors[i].averr;
 127         }
 128     }
 129     if (desc)
 130         *desc = "unknown error";
 131     return AVERROR_UNKNOWN;
 132 }
 133
 134 static int nvenc_print_error(void *log_ctx, NVENCSTATUS err,
 135                              const char *error_string)
 136 {
 137     const char *desc;
 138     int ret;
 139     ret = nvenc_map_error(err, &desc);
 140     av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d)\n", error_string, desc, err);
 141     return ret;
 142 }
 143
 144 static av_cold int nvenc_load_libraries(AVCodecContext *avctx)
 145 {
 146     NVENCContext *ctx         = avctx->priv_data;
 147     NVENCLibraryContext *nvel = &ctx->nvel;
 148     PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvenc_create_instance;
 149     NVENCSTATUS err;
 150
 151 #if CONFIG_CUDA
 152     nvel->cu_init                      = cuInit;
 153     nvel->cu_device_get_count          = cuDeviceGetCount;
 154     nvel->cu_device_get                = cuDeviceGet;
 155     nvel->cu_device_get_name           = cuDeviceGetName;
 156     nvel->cu_device_compute_capability = cuDeviceComputeCapability;
 157     nvel->cu_ctx_create                = cuCtxCreate_v2;
 158     nvel->cu_ctx_pop_current           = cuCtxPopCurrent_v2;
 159     nvel->cu_ctx_destroy               = cuCtxDestroy_v2;
 160 #else
 161     LOAD_LIBRARY(nvel->cuda, CUDA_LIBNAME);
 162
 163     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_init, nvel->cuda, "cuInit");
 164     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_device_get_count, nvel->cuda, "cuDeviceGetCount");
 165     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_device_get, nvel->cuda, "cuDeviceGet");
 166     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_device_get_name, nvel->cuda, "cuDeviceGetName");
 167     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_device_compute_capability, nvel->cuda,
 168                 "cuDeviceComputeCapability");
 169     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_ctx_create, nvel->cuda, "cuCtxCreate_v2");
 170     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_ctx_pop_current, nvel->cuda, "cuCtxPopCurrent_v2");
 171     LOAD_SYMBOL(nvel->cu_ctx_destroy, nvel->cuda, "cuCtxDestroy_v2");
 172 #endif
 173
 174     LOAD_LIBRARY(nvel->nvenc, NVENC_LIBNAME);
 175
 176     LOAD_SYMBOL(nvenc_create_instance, nvel->nvenc,
 177                 "NvEncodeAPICreateInstance");
 178
 179     nvel->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
 180
 181     err = nvenc_create_instance(&nvel->nvenc_funcs);
 182     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
 183         return nvenc_print_error(avctx, err, "Cannot create the NVENC instance");
 184
 185     return 0;
 186 }
 187
 188 static int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
 189 {
 190     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS params = { 0 };
 191     NVENCContext *ctx                           = avctx->priv_data;
 192     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv             = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 193     int ret;
 194
 195     params.version    = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
 196     params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
 197     params.device     = ctx->cu_context;
 198     params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
 199
 200     ret = nv->nvEncOpenEncodeSessionEx(&params, &ctx->nvenc_ctx);
 201     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 202         ctx->nvenc_ctx = NULL;
 203         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot open the NVENC Session");
 204     }
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 static int nvenc_check_codec_support(AVCodecContext *avctx)
 210 {
 211     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 212     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 213     int i, ret, count = 0;
 214     GUID *guids = NULL;
 215
 216     ret = nv->nvEncGetEncodeGUIDCount(ctx->nvenc_ctx, &count);
 217
 218     if (ret != NV_ENC_SUCCESS || !count)
 219         return AVERROR(ENOSYS);
 220
 221     guids = av_malloc(count * sizeof(GUID));
 222     if (!guids)
 223         return AVERROR(ENOMEM);
 224
 225     ret = nv->nvEncGetEncodeGUIDs(ctx->nvenc_ctx, guids, count, &count);
 226     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
 227         ret = AVERROR(ENOSYS);
 228         goto fail;
 229     }
 230
 231     ret = AVERROR(ENOSYS);
 232     for (i = 0; i < count; i++) {
 233         if (!memcmp(&guids[i], &ctx->params.encodeGUID, sizeof(*guids))) {
 234             ret = 0;
 235             break;
 236         }
 237     }
 238
 239 fail:
 240     av_free(guids);
 241
 242     return ret;
 243 }
 244
 245 static int nvenc_check_cap(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_CAPS cap)
 246 {
 247     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 248     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 249     NV_ENC_CAPS_PARAM params        = { 0 };
 250     int ret, val = 0;
 251
 252     params.version     = NV_ENC_CAPS_PARAM_VER;
 253     params.capsToQuery = cap;
 254
 255     ret = nv->nvEncGetEncodeCaps(ctx->nvenc_ctx, ctx->params.encodeGUID, &params, &val);
 256
 257     if (ret == NV_ENC_SUCCESS)
 258         return val;
 259     return 0;
 260 }
 261
 262 static int nvenc_check_capabilities(AVCodecContext *avctx)
 263 {
 264     int ret;
 265
 266     ret = nvenc_check_codec_support(avctx);
 267     if (ret < 0) {
 268         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Codec not supported\n");
 269         return ret;
 270     }
 271
 272     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_YUV444_ENCODE);
 273     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P && ret <= 0) {
 274         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "YUV444P not supported\n");
 275         return AVERROR(ENOSYS);
 276     }
 277
 278     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_WIDTH_MAX);
 279     if (ret < avctx->width) {
 280         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Width %d exceeds %d\n",
 281                avctx->width, ret);
 282         return AVERROR(ENOSYS);
 283     }
 284
 285     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_HEIGHT_MAX);
 286     if (ret < avctx->height) {
 287         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Height %d exceeds %d\n",
 288                avctx->height, ret);
 289         return AVERROR(ENOSYS);
 290     }
 291
 292     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_NUM_MAX_BFRAMES);
 293     if (ret < avctx->max_b_frames) {
 294         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Max b-frames %d exceed %d\n",
 295                avctx->max_b_frames, ret);
 296
 297         return AVERROR(ENOSYS);
 298     }
 299
 300     return 0;
 301 }
 302
 303 static int nvenc_check_device(AVCodecContext *avctx, int idx)
 304 {
 305     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 306     NVENCLibraryContext *nvel       = &ctx->nvel;
 307     char name[128]                  = { 0 };
 308     int major, minor, ret;
 309     CUdevice cu_device;
 310     CUcontext dummy;
 311     int loglevel = AV_LOG_VERBOSE;
 312
 313     if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 314         loglevel = AV_LOG_INFO;
 315
 316     ret = nvel->cu_device_get(&cu_device, idx);
 317     if (ret != CUDA_SUCCESS) {
 318         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 319                "Cannot access the CUDA device %d\n",
 320                idx);
 321         return -1;
 322     }
 323
 324     ret = nvel->cu_device_get_name(name, sizeof(name), cu_device);
 325     if (ret != CUDA_SUCCESS)
 326         return -1;
 327
 328     ret = nvel->cu_device_compute_capability(&major, &minor, cu_device);
 329     if (ret != CUDA_SUCCESS)
 330         return -1;
 331
 332     av_log(avctx, loglevel, "Device %d [%s] ", cu_device, name);
 333
 334     if (((major << 4) | minor) < NVENC_CAP)
 335         goto fail;
 336
 337     ret = nvel->cu_ctx_create(&ctx->cu_context, 0, cu_device);
 338     if (ret != CUDA_SUCCESS)
 339         goto fail;
 340
 341     ret = nvel->cu_ctx_pop_current(&dummy);
 342     if (ret != CUDA_SUCCESS)
 343         goto fail2;
 344
 345     if ((ret = nvenc_open_session(avctx)) < 0)
 346         goto fail2;
 347
 348     if ((ret = nvenc_check_capabilities(avctx)) < 0)
 349         goto fail3;
 350
 351     av_log(avctx, loglevel, "supports NVENC\n");
 352
 353     if (ctx->device == cu_device || ctx->device == ANY_DEVICE)
 354         return 0;
 355
 356 fail3:
 357     nvel->nvenc_funcs.nvEncDestroyEncoder(ctx->nvenc_ctx);
 358     ctx->nvenc_ctx = NULL;
 359
 360 fail2:
 361     nvel->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
 362     ctx->cu_context = NULL;
 363
 364 fail:
 365     if (ret != 0)
 366         av_log(avctx, loglevel, "does not support NVENC (major %d minor %d)\n",
 367                major, minor);
 368
 369     return AVERROR(ENOSYS);
 370 }
 371
 372 static int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
 373 {
 374     NVENCContext *ctx         = avctx->priv_data;
 375     NVENCLibraryContext *nvel = &ctx->nvel;
 376     int i, nb_devices = 0;
 377
 378     if ((nvel->cu_init(0)) != CUDA_SUCCESS) {
 379         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 380                "Cannot init CUDA\n");
 381         return AVERROR_UNKNOWN;
 382     }
 383
 384     if ((nvel->cu_device_get_count(&nb_devices)) != CUDA_SUCCESS) {
 385         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
 386                "Cannot enumerate the CUDA devices\n");
 387         return AVERROR_UNKNOWN;
 388     }
 389
 390     switch (avctx->codec->id) {
 391     case AV_CODEC_ID_H264:
 392         ctx->params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
 393         break;
 394     case AV_CODEC_ID_HEVC:
 395         ctx->params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
 396         break;
 397     default:
 398         return AVERROR_BUG;
 399     }
 400
 401     for (i = 0; i < nb_devices; ++i) {
 402         if ((nvenc_check_device(avctx, i)) >= 0 && ctx->device != LIST_DEVICES)
 403             return 0;
 404     }
 405
 406     if (ctx->device == LIST_DEVICES)
 407         return AVERROR_EXIT;
 408
 409     return AVERROR(ENOSYS);
 410 }
 411
 412 typedef struct GUIDTuple {
 413     const GUID guid;
 414     int flags;
 415 } GUIDTuple;
 416
 417 static int nvec_map_preset(NVENCContext *ctx)
 418 {
 419     GUIDTuple presets[] = {
 420         { NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID },
 421         { NV_ENC_PRESET_HP_GUID },
 422         { NV_ENC_PRESET_HQ_GUID },
 423         { NV_ENC_PRESET_BD_GUID },
 424         { NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID, NVENC_LOWLATENCY },
 425         { NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID,      NVENC_LOWLATENCY },
 426         { NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID,      NVENC_LOWLATENCY },
 427         { NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_DEFAULT_GUID,    NVENC_LOSSLESS },
 428         { NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_HP_GUID,         NVENC_LOSSLESS },
 429         { { 0 } }
 430     };
 431
 432     GUIDTuple *t = &presets[ctx->preset];
 433
 434     ctx->params.presetGUID = t->guid;
 435     ctx->flags             = t->flags;
 436
 437     return AVERROR(EINVAL);
 438 }
 439
 440 static void set_constqp(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_RC_PARAMS *rc)
 441 {
 442     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
 443     rc->constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
 444     rc->constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
 445     rc->constQP.qpIntra  = avctx->global_quality;
 446 }
 447
 448 static void set_vbr(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_RC_PARAMS *rc)
 449 {
 450     if (avctx->qmin >= 0) {
 451         rc->enableMinQP    = 1;
 452         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
 453         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
 454         rc->minQP.qpIntra  = avctx->qmin;
 455     }
 456
 457     if (avctx->qmax >= 0) {
 458         rc->enableMaxQP = 1;
 459         rc->maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
 460         rc->maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
 461         rc->maxQP.qpIntra  = avctx->qmax;
 462     }
 463 }
 464
 465 static void nvenc_override_rate_control(AVCodecContext *avctx,
 466                                         NV_ENC_RC_PARAMS *rc)
 467 {
 468     NVENCContext *ctx    = avctx->priv_data;
 469
 470     switch (ctx->rc) {
 471     case NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP:
 472         if (avctx->global_quality < 0) {
 473             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 474                    "The constant quality rate-control requires "
 475                    "the 'global_quality' option set.\n");
 476             return;
 477         }
 478         set_constqp(avctx, rc);
 479         return;
 480     case NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR:
 481     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR:
 482         if (avctx->qmin < 0 && avctx->qmax < 0) {
 483             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 484                    "The variable bitrate rate-control requires "
 485                    "the 'qmin' and/or 'qmax' option set.\n");
 486             return;
 487         }
 488     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP:
 489         if (avctx->qmin < 0) {
 490             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 491                    "The variable bitrate rate-control requires "
 492                    "the 'qmin' option set.\n");
 493             return;
 494         }
 495         set_vbr(avctx, rc);
 496         break;
 497     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR:
 498         break;
 499     case NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY:
 500     case NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP:
 501         if (!(ctx->flags & NVENC_LOWLATENCY)) {
 502             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 503                    "The multipass rate-control requires "
 504                    "a low-latency preset.\n");
 505             return;
 506         }
 507     }
 508
 509     rc->rateControlMode = ctx->rc;
 510 }
 511
 512 static void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx)
 513 {
 514     NVENCContext *ctx    = avctx->priv_data;
 515     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->config.rcParams;
 516
 517     if (avctx->bit_rate > 0)
 518         rc->averageBitRate = avctx->bit_rate;
 519
 520     if (avctx->rc_max_rate > 0)
 521         rc->maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
 522
 523     if (ctx->rc > 0) {
 524         nvenc_override_rate_control(avctx, rc);
 525     } else if (avctx->global_quality > 0) {
 526         set_constqp(avctx, rc);
 527     } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
 528         rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
 529         set_vbr(avctx, rc);
 530     }
 531
 532     if (avctx->rc_buffer_size > 0)
 533         rc->vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
 534
 535     if (rc->averageBitRate > 0)
 536         avctx->bit_rate = rc->averageBitRate;
 537 }
 538
 539 static int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx)
 540 {
 541     NVENCContext *ctx                      = avctx->priv_data;
 542     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->config;
 543     NV_ENC_CONFIG_H264 *h264               = &cc->encodeCodecConfig.h264Config;
 544     NV_ENC_CONFIG_H264_VUI_PARAMETERS *vui = &h264->h264VUIParameters;
 545
 546     vui->colourDescriptionPresentFlag = 1;
 547     vui->videoSignalTypePresentFlag   = 1;
 548
 549     vui->colourMatrix            = avctx->colorspace;
 550     vui->colourPrimaries         = avctx->color_primaries;
 551     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
 552
 553     vui->videoFullRangeFlag = avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG;
 554
 555     h264->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 556     h264->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 557
 558     h264->maxNumRefFrames = avctx->refs;
 559     h264->idrPeriod       = cc->gopLength;
 560
 561     if (ctx->profile)
 562         avctx->profile = ctx->profile;
 563
 564     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P)
 565         h264->chromaFormatIDC = 3;
 566     else
 567         h264->chromaFormatIDC = 1;
 568
 569     switch (ctx->profile) {
 570     case NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE:
 571         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
 572         break;
 573     case NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN:
 574         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
 575         break;
 576     case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH:
 577         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
 578         break;
 579     case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444:
 580         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
 581         break;
 582     case NV_ENC_H264_PROFILE_CONSTRAINED_HIGH:
 583         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_CONSTRAINED_HIGH_GUID;
 584         break;
 585     }
 586
 587     h264->level = ctx->level;
 588
 589     return 0;
 590 }
 591
 592 static int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
 593 {
 594     NVENCContext *ctx                      = avctx->priv_data;
 595     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->config;
 596     NV_ENC_CONFIG_HEVC *hevc               = &cc->encodeCodecConfig.hevcConfig;
 597
 598     hevc->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
 599     hevc->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
 600
 601     hevc->maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
 602     hevc->idrPeriod            = cc->gopLength;
 603
 604     /* No other profile is supported in the current SDK version 5 */
 605     cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
 606     avctx->profile  = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
 607
 608     if (ctx->level) {
 609         hevc->level = ctx->level;
 610     } else {
 611         hevc->level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
 612     }
 613
 614     if (ctx->tier) {
 615         hevc->tier = ctx->tier;
 616     }
 617
 618     return 0;
 619 }
 620 static int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx)
 621 {
 622     switch (avctx->codec->id) {
 623     case AV_CODEC_ID_H264:
 624         return nvenc_setup_h264_config(avctx);
 625     case AV_CODEC_ID_HEVC:
 626         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
 627     }
 628     return 0;
 629 }
 630
 631 static int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
 632 {
 633     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 634     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 635     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_cfg = { 0 };
 636     AVCPBProperties *cpb_props;
 637     int ret;
 638
 639     ctx->params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
 640
 641     ctx->params.encodeHeight = avctx->height;
 642     ctx->params.encodeWidth  = avctx->width;
 643
 644     if (avctx->sample_aspect_ratio.num &&
 645         avctx->sample_aspect_ratio.den &&
 646         (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 ||
 647          avctx->sample_aspect_ratio.den != 1)) {
 648         av_reduce(&ctx->params.darWidth,
 649                   &ctx->params.darHeight,
 650                   avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
 651                   avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
 652                   INT_MAX / 8);
 653     } else {
 654         ctx->params.darHeight = avctx->height;
 655         ctx->params.darWidth  = avctx->width;
 656     }
 657
 658     ctx->params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
 659     ctx->params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
 660
 661     ctx->params.enableEncodeAsync = 0;
 662     ctx->params.enablePTD         = 1;
 663
 664     ctx->params.encodeConfig = &ctx->config;
 665
 666     nvec_map_preset(ctx);
 667
 668     preset_cfg.version           = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
 669     preset_cfg.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 670
 671     ret = nv->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvenc_ctx,
 672                                          ctx->params.encodeGUID,
 673                                          ctx->params.presetGUID,
 674                                          &preset_cfg);
 675     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 676         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot get the preset configuration");
 677
 678     memcpy(&ctx->config, &preset_cfg.presetCfg, sizeof(ctx->config));
 679
 680     ctx->config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
 681
 682     if (avctx->gop_size > 0) {
 683         if (avctx->max_b_frames > 0) {
 684             /* 0 is intra-only,
 685              * 1 is I/P only,
 686              * 2 is one B Frame,
 687              * 3 two B frames, and so on. */
 688             ctx->config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
 689         } else if (avctx->max_b_frames == 0) {
 690             ctx->config.frameIntervalP = 1;
 691         }
 692         ctx->config.gopLength = avctx->gop_size;
 693     } else if (avctx->gop_size == 0) {
 694         ctx->config.frameIntervalP = 0;
 695         ctx->config.gopLength      = 1;
 696     }
 697
 698     if (ctx->config.frameIntervalP > 1)
 699         avctx->max_b_frames = ctx->config.frameIntervalP - 1;
 700
 701     ctx->initial_pts[0] = AV_NOPTS_VALUE;
 702     ctx->initial_pts[1] = AV_NOPTS_VALUE;
 703
 704     nvenc_setup_rate_control(avctx);
 705
 706     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
 707         ctx->config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
 708     } else {
 709         ctx->config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
 710     }
 711
 712     if ((ret = nvenc_setup_codec_config(avctx)) < 0)
 713         return ret;
 714
 715     ret = nv->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvenc_ctx, &ctx->params);
 716     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 717         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot initialize the decoder");
 718
 719     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
 720     if (!cpb_props)
 721         return AVERROR(ENOMEM);
 722     cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
 723     cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
 724     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
 725     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
 726
 727     return 0;
 728 }
 729
 730 static int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
 731 {
 732     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 733     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 734     int ret;
 735     NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER in_buffer      = { 0 };
 736     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER out_buffer = { 0 };
 737
 738     in_buffer.version  = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
 739     out_buffer.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
 740
 741     in_buffer.width  = avctx->width;
 742     in_buffer.height = avctx->height;
 743
 744     in_buffer.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_UNCACHED;
 745
 746     switch (avctx->pix_fmt) {
 747     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 748         in_buffer.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
 749         break;
 750     case AV_PIX_FMT_NV12:
 751         in_buffer.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
 752         break;
 753     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 754         in_buffer.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
 755         break;
 756     default:
 757         return AVERROR_BUG;
 758     }
 759
 760     ret = nv->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvenc_ctx, &in_buffer);
 761     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 762         return nvenc_print_error(avctx, ret, "CreateInputBuffer failed");
 763
 764     ctx->frames[idx].in     = in_buffer.inputBuffer;
 765     ctx->frames[idx].format = in_buffer.bufferFmt;
 766
 767     /* 1MB is large enough to hold most output frames.
 768      * NVENC increases this automaticaly if it's not enough. */
 769     out_buffer.size = BITSTREAM_BUFFER_SIZE;
 770
 771     out_buffer.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_UNCACHED;
 772
 773     ret = nv->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvenc_ctx, &out_buffer);
 774     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 775         return nvenc_print_error(avctx, ret, "CreateBitstreamBuffer failed");
 776
 777     ctx->frames[idx].out  = out_buffer.bitstreamBuffer;
 778
 779     return 0;
 780 }
 781
 782 static int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx)
 783 {
 784     NVENCContext *ctx = avctx->priv_data;
 785     int i, ret;
 786
 787     ctx->nb_surfaces = FFMAX(4 + avctx->max_b_frames,
 788                              ctx->nb_surfaces);
 789
 790     ctx->frames = av_mallocz_array(ctx->nb_surfaces, sizeof(*ctx->frames));
 791     if (!ctx->frames)
 792         return AVERROR(ENOMEM);
 793
 794     ctx->timestamps = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(int64_t));
 795     if (!ctx->timestamps)
 796         return AVERROR(ENOMEM);
 797     ctx->pending = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(*ctx->frames));
 798     if (!ctx->pending)
 799         return AVERROR(ENOMEM);
 800     ctx->ready = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(*ctx->frames));
 801     if (!ctx->ready)
 802         return AVERROR(ENOMEM);
 803
 804     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
 805         if ((ret = nvenc_alloc_surface(avctx, i)) < 0)
 806             return ret;
 807     }
 808
 809     return 0;
 810 }
 811
 812 #define EXTRADATA_SIZE 512
 813
 814 static int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
 815 {
 816     NVENCContext *ctx                     = avctx->priv_data;
 817     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv       = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 818     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
 819     int ret;
 820
 821     avctx->extradata = av_mallocz(EXTRADATA_SIZE + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 822     if (!avctx->extradata)
 823         return AVERROR(ENOMEM);
 824
 825     payload.version              = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
 826     payload.spsppsBuffer         = avctx->extradata;
 827     payload.inBufferSize         = EXTRADATA_SIZE;
 828     payload.outSPSPPSPayloadSize = &avctx->extradata_size;
 829
 830     ret = nv->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvenc_ctx, &payload);
 831     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 832         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot get the extradata");
 833
 834     return 0;
 835 }
 836
 837 av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
 838 {
 839     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 840     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 841     int i;
 842
 843     /* the encoder has to be flushed before it can be closed */
 844     if (ctx->nvenc_ctx) {
 845         NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { .version        = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER,
 846                                             .encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS };
 847
 848         nv->nvEncEncodePicture(ctx->nvenc_ctx, &params);
 849     }
 850
 851     av_fifo_free(ctx->timestamps);
 852     av_fifo_free(ctx->pending);
 853     av_fifo_free(ctx->ready);
 854
 855     if (ctx->frames) {
 856         for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
 857             nv->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvenc_ctx,     ctx->frames[i].in);
 858             nv->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvenc_ctx, ctx->frames[i].out);
 859         }
 860     }
 861
 862     av_freep(&ctx->frames);
 863
 864     if (ctx->nvenc_ctx)
 865         nv->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvenc_ctx);
 866
 867     if (ctx->cu_context)
 868         ctx->nvel.cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
 869
 870     if (ctx->nvel.nvenc)
 871         dlclose(ctx->nvel.nvenc);
 872
 873 #if !CONFIG_CUDA
 874     if (ctx->nvel.cuda)
 875         dlclose(ctx->nvel.cuda);
 876 #endif
 877
 878     return 0;
 879 }
 880
 881 av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
 882 {
 883     int ret;
 884
 885     if ((ret = nvenc_load_libraries(avctx)) < 0)
 886         return ret;
 887
 888     if ((ret = nvenc_setup_device(avctx)) < 0)
 889         return ret;
 890
 891     if ((ret = nvenc_setup_encoder(avctx)) < 0)
 892         return ret;
 893
 894     if ((ret = nvenc_setup_surfaces(avctx)) < 0)
 895         return ret;
 896
 897     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
 898         if ((ret = nvenc_setup_extradata(avctx)) < 0)
 899             return ret;
 900     }
 901
 902     return 0;
 903 }
 904
 905 static NVENCFrame *get_free_frame(NVENCContext *ctx)
 906 {
 907     int i;
 908
 909     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
 910         if (!ctx->frames[i].locked) {
 911             ctx->frames[i].locked = 1;
 912             return &ctx->frames[i];
 913         }
 914     }
 915
 916     return NULL;
 917 }
 918
 919 static int nvenc_copy_frame(NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *in, const AVFrame *frame)
 920 {
 921     uint8_t *buf = in->bufferDataPtr;
 922     int off      = frame->height * in->pitch;
 923
 924     switch (frame->format) {
 925     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
 926         av_image_copy_plane(buf, in->pitch,
 927                             frame->data[0], frame->linesize[0],
 928                             frame->width, frame->height);
 929         buf += off;
 930
 931         av_image_copy_plane(buf, in->pitch >> 1,
 932                             frame->data[2], frame->linesize[2],
 933                             frame->width >> 1, frame->height >> 1);
 934
 935         buf += off >> 2;
 936
 937         av_image_copy_plane(buf, in->pitch >> 1,
 938                             frame->data[1], frame->linesize[1],
 939                             frame->width >> 1, frame->height >> 1);
 940         break;
 941     case AV_PIX_FMT_NV12:
 942         av_image_copy_plane(buf, in->pitch,
 943                             frame->data[0], frame->linesize[0],
 944                             frame->width, frame->height);
 945         buf += off;
 946
 947         av_image_copy_plane(buf, in->pitch,
 948                             frame->data[1], frame->linesize[1],
 949                             frame->width, frame->height >> 1);
 950         break;
 951     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
 952         av_image_copy_plane(buf, in->pitch,
 953                             frame->data[0], frame->linesize[0],
 954                             frame->width, frame->height);
 955         buf += off;
 956
 957         av_image_copy_plane(buf, in->pitch,
 958                             frame->data[1], frame->linesize[1],
 959                             frame->width, frame->height);
 960         buf += off;
 961
 962         av_image_copy_plane(buf, in->pitch,
 963                             frame->data[2], frame->linesize[2],
 964                             frame->width, frame->height);
 965         break;
 966     default:
 967         return AVERROR_BUG;
 968     }
 969
 970     return 0;
 971 }
 972
 973 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
 974                               NVENCFrame *nvenc_frame)
 975 {
 976     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
 977     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
 978     NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER params = { 0 };
 979     int ret;
 980
 981     params.version     = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
 982     params.inputBuffer = nvenc_frame->in;
 983
 984
 985     ret = nv->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvenc_ctx, &params);
 986     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 987         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot lock the buffer");
 988
 989     ret = nvenc_copy_frame(&params, frame);
 990     if (ret < 0)
 991         goto fail;
 992
 993     ret = nv->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvenc_ctx, nvenc_frame->in);
 994     if (ret != NV_ENC_SUCCESS)
 995         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot unlock the buffer");
 996
 997     return 0;
 998
 999 fail:
1000     nv->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvenc_ctx, nvenc_frame->in);
1001
1002     return ret;
1003 }
1004
1005 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1006                                             NV_ENC_PIC_PARAMS *params)
1007 {
1008     NVENCContext *ctx = avctx->priv_data;
1009
1010     switch (avctx->codec->id) {
1011     case AV_CODEC_ID_H264:
1012         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode =
1013             ctx->config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1014         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData =
1015             ctx->config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1016         break;
1017     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1018         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode =
1019             ctx->config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1020         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData =
1021             ctx->config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1022         break;
1023     }
1024 }
1025
1026 static inline int nvenc_enqueue_timestamp(AVFifoBuffer *f, int64_t pts)
1027 {
1028     return av_fifo_generic_write(f, &pts, sizeof(pts), NULL);
1029 }
1030
1031 static inline int nvenc_dequeue_timestamp(AVFifoBuffer *f, int64_t *pts)
1032 {
1033     return av_fifo_generic_read(f, pts, sizeof(*pts), NULL);
1034 }
1035
1036 static int nvenc_set_timestamp(AVCodecContext *avctx,
1037                                NV_ENC_LOCK_BITSTREAM *params,
1038                                AVPacket *pkt)
1039 {
1040     NVENCContext *ctx = avctx->priv_data;
1041
1042     pkt->pts      = params->outputTimeStamp;
1043     pkt->duration = params->outputDuration;
1044
1045     /* generate the first dts by linearly extrapolating the
1046      * first two pts values to the past */
1047     if (avctx->max_b_frames > 0 && !ctx->first_packet_output &&
1048         ctx->initial_pts[1] != AV_NOPTS_VALUE) {
1049         int64_t ts0 = ctx->initial_pts[0], ts1 = ctx->initial_pts[1];
1050         int64_t delta;
1051
1052         if ((ts0 < 0 && ts1 > INT64_MAX + ts0) ||
1053             (ts0 > 0 && ts1 < INT64_MIN + ts0))
1054             return AVERROR(ERANGE);
1055         delta = ts1 - ts0;
1056
1057         if ((delta < 0 && ts0 > INT64_MAX + delta) ||
1058             (delta > 0 && ts0 < INT64_MIN + delta))
1059             return AVERROR(ERANGE);
1060         pkt->dts = ts0 - delta;
1061
1062         ctx->first_packet_output = 1;
1063         return 0;
1064     }
1065     return nvenc_dequeue_timestamp(ctx->timestamps, &pkt->dts);
1066 }
1067
1068 static int nvenc_get_output(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt)
1069 {
1070     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
1071     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
1072     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM params    = { 0 };
1073     NVENCFrame *frame;
1074     int ret;
1075
1076     ret = av_fifo_generic_read(ctx->ready, &frame, sizeof(frame), NULL);
1077     if (ret)
1078         return ret;
1079
1080     params.version         = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1081     params.outputBitstream = frame->out;
1082
1083     ret = nv->nvEncLockBitstream(ctx->nvenc_ctx, &params);
1084     if (ret < 0)
1085         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot lock the bitstream");
1086
1087     ret = ff_alloc_packet(pkt, params.bitstreamSizeInBytes);
1088     if (ret < 0)
1089         return ret;
1090
1091     memcpy(pkt->data, params.bitstreamBufferPtr, pkt->size);
1092
1093     ret = nv->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvenc_ctx, frame->out);
1094     if (ret < 0)
1095         return nvenc_print_error(avctx, ret, "Cannot unlock the bitstream");
1096
1097     frame->locked = 0;
1098
1099     ret = nvenc_set_timestamp(avctx, &params, pkt);
1100     if (ret < 0)
1101         return ret;
1102
1103     switch (params.pictureType) {
1104     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1105         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1106 #if FF_API_CODED_FRAME
1107 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1108     case NV_ENC_PIC_TYPE_INTRA_REFRESH:
1109     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1110         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1111         break;
1112     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1113         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1114         break;
1115     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1116         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1117         break;
1118     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1119         avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1120         break;
1121 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1122 #endif
1123     }
1124
1125     return 0;
1126 }
1127
1128 static int output_ready(AVCodecContext *avctx, int flush)
1129 {
1130     NVENCContext *ctx = avctx->priv_data;
1131
1132     /* when B-frames are enabled, we wait for two initial timestamps to
1133      * calculate the first dts */
1134     if (!flush && avctx->max_b_frames > 0 &&
1135         (ctx->initial_pts[0] == AV_NOPTS_VALUE || ctx->initial_pts[1] == AV_NOPTS_VALUE))
1136         return 0;
1137     return av_fifo_size(ctx->ready) > 0;
1138 }
1139
1140 int ff_nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1141                           const AVFrame *frame, int *got_packet)
1142 {
1143     NVENCContext *ctx               = avctx->priv_data;
1144     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *nv = &ctx->nvel.nvenc_funcs;
1145     NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { 0 };
1146     NVENCFrame         *nvenc_frame = NULL;
1147     int enc_ret, ret;
1148
1149     params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
1150
1151     if (frame) {
1152         nvenc_frame = get_free_frame(ctx);
1153         if (!nvenc_frame) {
1154             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No free surfaces\n");
1155             return AVERROR_BUG;
1156         }
1157
1158         ret = nvenc_upload_frame(avctx, frame, nvenc_frame);
1159         if (ret < 0)
1160             return ret;
1161
1162         params.inputBuffer     = nvenc_frame->in;
1163         params.bufferFmt       = nvenc_frame->format;
1164         params.inputWidth      = frame->width;
1165         params.inputHeight     = frame->height;
1166         params.outputBitstream = nvenc_frame->out;
1167         params.inputTimeStamp  = frame->pts;
1168
1169         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1170             if (frame->top_field_first)
1171                 params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
1172             else
1173                 params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
1174         } else {
1175             params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
1176         }
1177
1178         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &params);
1179
1180         ret = nvenc_enqueue_timestamp(ctx->timestamps, frame->pts);
1181         if (ret < 0)
1182             return ret;
1183
1184         if (ctx->initial_pts[0] == AV_NOPTS_VALUE)
1185             ctx->initial_pts[0] = frame->pts;
1186         else if (ctx->initial_pts[1] == AV_NOPTS_VALUE)
1187             ctx->initial_pts[1] = frame->pts;
1188     } else {
1189         params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
1190     }
1191
1192     enc_ret = nv->nvEncEncodePicture(ctx->nvenc_ctx, &params);
1193     if (enc_ret != NV_ENC_SUCCESS &&
1194         enc_ret != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
1195         return nvenc_print_error(avctx, enc_ret, "Error encoding the frame");
1196
1197     if (nvenc_frame) {
1198         ret = av_fifo_generic_write(ctx->pending, &nvenc_frame, sizeof(nvenc_frame), NULL);
1199         if (ret < 0)
1200             return ret;
1201     }
1202
1203     /* all the pending buffers are now ready for output */
1204     if (enc_ret == NV_ENC_SUCCESS) {
1205         while (av_fifo_size(ctx->pending) > 0) {
1206             av_fifo_generic_read(ctx->pending, &nvenc_frame, sizeof(nvenc_frame), NULL);
1207             av_fifo_generic_write(ctx->ready,  &nvenc_frame, sizeof(nvenc_frame), NULL);
1208         }
1209     }
1210
1211     if (output_ready(avctx, !frame)) {
1212         ret = nvenc_get_output(avctx, pkt);
1213         if (ret < 0)
1214             return ret;
1215         *got_packet = 1;
1216     } else {
1217         *got_packet = 0;
1218     }
1219
1220     return 0;
1221 }