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

   1 /*
   2  * Intel MediaSDK QSV encoder utility functions
   3  *
   4  * copyright (c) 2013 Yukinori Yamazoe
   5  * copyright (c) 2015 Anton Khirnov
   6  *
   7  * This file is part of Libav.
   8  *
   9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #include <string.h>
  25 #include <sys/types.h>
  26 #include <mfx/mfxvideo.h>
  27
  28 #include "libavutil/common.h"
  29 #include "libavutil/mem.h"
  30 #include "libavutil/log.h"
  31 #include "libavutil/time.h"
  32 #include "libavutil/imgutils.h"
  33
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "qsv.h"
  37 #include "qsv_internal.h"
  38 #include "qsvenc.h"
  39
  40 static const struct {
  41     mfxU16 profile;
  42     const char *name;
  43 } profile_names[] = {
  44     { MFX_PROFILE_AVC_BASELINE,                 "baseline"              },
  45     { MFX_PROFILE_AVC_MAIN,                     "main"                  },
  46     { MFX_PROFILE_AVC_EXTENDED,                 "extended"              },
  47     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH,                     "high"                  },
  48 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 15)
  49     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH_422,                 "high 422"              },
  50 #endif
  51 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 4)
  52     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE,     "constrained baseline"  },
  53     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH,         "constrained high"      },
  54     { MFX_PROFILE_AVC_PROGRESSIVE_HIGH,         "progressive high"      },
  55 #endif
  56     { MFX_PROFILE_MPEG2_SIMPLE,                 "simple"                },
  57     { MFX_PROFILE_MPEG2_MAIN,                   "main"                  },
  58     { MFX_PROFILE_MPEG2_HIGH,                   "high"                  },
  59     { MFX_PROFILE_VC1_SIMPLE,                   "simple"                },
  60     { MFX_PROFILE_VC1_MAIN,                     "main"                  },
  61     { MFX_PROFILE_VC1_ADVANCED,                 "advanced"              },
  62 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
  63     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN,                    "main"                  },
  64     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10,                  "main10"                },
  65     { MFX_PROFILE_HEVC_MAINSP,                  "mainsp"                },
  66 #endif
  67 };
  68
  69 static const char *print_profile(mfxU16 profile)
  70 {
  71     int i;
  72     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(profile_names); i++)
  73         if (profile == profile_names[i].profile)
  74             return profile_names[i].name;
  75     return "unknown";
  76 }
  77
  78 static const struct {
  79     mfxU16      rc_mode;
  80     const char *name;
  81 } rc_names[] = {
  82     { MFX_RATECONTROL_CBR,     "CBR" },
  83     { MFX_RATECONTROL_VBR,     "VBR" },
  84     { MFX_RATECONTROL_CQP,     "CQP" },
  85     { MFX_RATECONTROL_AVBR,    "AVBR" },
  86 #if QSV_HAVE_LA
  87     { MFX_RATECONTROL_LA,      "LA" },
  88 #endif
  89 #if QSV_HAVE_ICQ
  90     { MFX_RATECONTROL_ICQ,     "ICQ" },
  91     { MFX_RATECONTROL_LA_ICQ,  "LA_ICQ" },
  92 #endif
  93 #if QSV_HAVE_VCM
  94     { MFX_RATECONTROL_VCM,     "VCM" },
  95 #endif
  96 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 10)
  97     { MFX_RATECONTROL_LA_EXT,  "LA_EXT" },
  98 #endif
  99 #if QSV_HAVE_LA_HRD
 100     { MFX_RATECONTROL_LA_HRD,  "LA_HRD" },
 101 #endif
 102 #if QSV_HAVE_QVBR
 103     { MFX_RATECONTROL_QVBR,    "QVBR" },
 104 #endif
 105 };
 106
 107 static const char *print_ratecontrol(mfxU16 rc_mode)
 108 {
 109     int i;
 110     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(rc_names); i++)
 111         if (rc_mode == rc_names[i].rc_mode)
 112             return rc_names[i].name;
 113     return "unknown";
 114 }
 115
 116 static const char *print_threestate(mfxU16 val)
 117 {
 118     if (val == MFX_CODINGOPTION_ON)
 119         return "ON";
 120     else if (val == MFX_CODINGOPTION_OFF)
 121         return "OFF";
 122     return "unknown";
 123 }
 124
 125 static void dump_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
 126                              mfxExtBuffer **coding_opts)
 127 {
 128     mfxInfoMFX *info = &q->param.mfx;
 129
 130     mfxExtCodingOption   *co = (mfxExtCodingOption*)coding_opts[0];
 131 #if QSV_HAVE_CO2
 132     mfxExtCodingOption2 *co2 = (mfxExtCodingOption2*)coding_opts[1];
 133 #endif
 134 #if QSV_HAVE_CO3
 135     mfxExtCodingOption3 *co3 = (mfxExtCodingOption3*)coding_opts[2];
 136 #endif
 137
 138     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "profile: %s; level: %"PRIu16"\n",
 139            print_profile(info->CodecProfile), info->CodecLevel);
 140
 141     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "GopPicSize: %"PRIu16"; GopRefDist: %"PRIu16"; GopOptFlag: ",
 142            info->GopPicSize, info->GopRefDist);
 143     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_CLOSED)
 144         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "closed ");
 145     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_STRICT)
 146         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "strict ");
 147     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "; IdrInterval: %"PRIu16"\n", info->IdrInterval);
 148
 149     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "TargetUsage: %"PRIu16"; RateControlMethod: %s\n",
 150            info->TargetUsage, print_ratecontrol(info->RateControlMethod));
 151
 152     if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CBR ||
 153         info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VBR
 154 #if QSV_HAVE_VCM
 155         || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VCM
 156 #endif
 157         ) {
 158         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 159                "InitialDelayInKB: %"PRIu16"; TargetKbps: %"PRIu16"; MaxKbps: %"PRIu16"\n",
 160                info->InitialDelayInKB, info->TargetKbps, info->MaxKbps);
 161     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CQP) {
 162         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QPI: %"PRIu16"; QPP: %"PRIu16"; QPB: %"PRIu16"\n",
 163                info->QPI, info->QPP, info->QPB);
 164     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_AVBR) {
 165         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 166                "TargetKbps: %"PRIu16"; Accuracy: %"PRIu16"; Convergence: %"PRIu16"\n",
 167                info->TargetKbps, info->Accuracy, info->Convergence);
 168     }
 169 #if QSV_HAVE_LA
 170     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA
 171 #if QSV_HAVE_LA_HRD
 172              || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_HRD
 173 #endif
 174              ) {
 175         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 176                "TargetKbps: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
 177                info->TargetKbps, co2->LookAheadDepth);
 178     }
 179 #endif
 180 #if QSV_HAVE_ICQ
 181     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_ICQ) {
 182         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"\n", info->ICQQuality);
 183     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_ICQ) {
 184         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
 185                info->ICQQuality, co2->LookAheadDepth);
 186     }
 187 #endif
 188 #if QSV_HAVE_QVBR
 189     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR) {
 190         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QVBRQuality: %"PRIu16"\n",
 191                co3->QVBRQuality);
 192     }
 193 #endif
 194
 195     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "NumSlice: %"PRIu16"; NumRefFrame: %"PRIu16"\n",
 196            info->NumSlice, info->NumRefFrame);
 197     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RateDistortionOpt: %s\n",
 198            print_threestate(co->RateDistortionOpt));
 199
 200 #if QSV_HAVE_CO2
 201     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 202            "RecoveryPointSEI: %s IntRefType: %"PRIu16"; IntRefCycleSize: %"PRIu16"; IntRefQPDelta: %"PRId16"\n",
 203            print_threestate(co->RecoveryPointSEI), co2->IntRefType, co2->IntRefCycleSize, co2->IntRefQPDelta);
 204
 205     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxFrameSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxFrameSize);
 206 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
 207     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxSliceSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxSliceSize);
 208 #endif
 209     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
 210
 211     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 212            "BitrateLimit: %s; MBBRC: %s; ExtBRC: %s\n",
 213            print_threestate(co2->BitrateLimit), print_threestate(co2->MBBRC),
 214            print_threestate(co2->ExtBRC));
 215
 216 #if QSV_HAVE_TRELLIS
 217     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Trellis: ");
 218     if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_OFF) {
 219         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");
 220     } else if (!co2->Trellis) {
 221         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");
 222     } else {
 223         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_I) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "I");
 224         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_P) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "P");
 225         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_B) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "B");
 226     }
 227     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
 228 #endif
 229
 230 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
 231     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 232            "RepeatPPS: %s; NumMbPerSlice: %"PRIu16"; LookAheadDS: ",
 233            print_threestate(co2->RepeatPPS), co2->NumMbPerSlice);
 234     switch (co2->LookAheadDS) {
 235     case MFX_LOOKAHEAD_DS_OFF: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");     break;
 236     case MFX_LOOKAHEAD_DS_2x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "2x");      break;
 237     case MFX_LOOKAHEAD_DS_4x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "4x");      break;
 238     default:                   av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "unknown"); break;
 239     }
 240     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
 241
 242     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AdaptiveI: %s; AdaptiveB: %s; BRefType: ",
 243            print_threestate(co2->AdaptiveI), print_threestate(co2->AdaptiveB));
 244     switch (co2->BRefType) {
 245     case MFX_B_REF_OFF:     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");       break;
 246     case MFX_B_REF_PYRAMID: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "pyramid");   break;
 247     default:                av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");      break;
 248     }
 249     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
 250 #endif
 251
 252 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
 253     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 254            "MinQPI: %"PRIu8"; MaxQPI: %"PRIu8"; MinQPP: %"PRIu8"; MaxQPP: %"PRIu8"; MinQPB: %"PRIu8"; MaxQPB: %"PRIu8"\n",
 255            co2->MinQPI, co2->MaxQPI, co2->MinQPP, co2->MaxQPP, co2->MinQPB, co2->MaxQPB);
 256 #endif
 257 #endif
 258
 259     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
 260         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Entropy coding: %s; MaxDecFrameBuffering: %"PRIu16"\n",
 261                co->CAVLC == MFX_CODINGOPTION_ON ? "CAVLC" : "CABAC", co->MaxDecFrameBuffering);
 262         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
 263                "NalHrdConformance: %s; SingleSeiNalUnit: %s; VuiVclHrdParameters: %s VuiNalHrdParameters: %s\n",
 264                print_threestate(co->NalHrdConformance), print_threestate(co->SingleSeiNalUnit),
 265                print_threestate(co->VuiVclHrdParameters), print_threestate(co->VuiNalHrdParameters));
 266     }
 267 }
 268
 269 static int init_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
 270 {
 271     const char *ratecontrol_desc;
 272
 273     float quant;
 274     int ret;
 275
 276     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
 277     if (ret < 0)
 278         return AVERROR_BUG;
 279     q->param.mfx.CodecId = ret;
 280
 281     q->width_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
 282
 283     if (avctx->level > 0)
 284         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
 285
 286     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
 287     q->param.mfx.TargetUsage        = q->preset;
 288     q->param.mfx.GopPicSize         = FFMAX(0, avctx->gop_size);
 289     q->param.mfx.GopRefDist         = FFMAX(-1, avctx->max_b_frames) + 1;
 290     q->param.mfx.GopOptFlag         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP ?
 291                                       MFX_GOP_CLOSED : 0;
 292     q->param.mfx.IdrInterval        = q->idr_interval;
 293     q->param.mfx.NumSlice           = avctx->slices;
 294     q->param.mfx.NumRefFrame        = FFMAX(0, avctx->refs);
 295     q->param.mfx.EncodedOrder       = 0;
 296     q->param.mfx.BufferSizeInKB     = 0;
 297
 298     q->param.mfx.FrameInfo.FourCC         = MFX_FOURCC_NV12;
 299     q->param.mfx.FrameInfo.Width          = FFALIGN(avctx->width, q->width_align);
 300     q->param.mfx.FrameInfo.Height         = FFALIGN(avctx->height, 32);
 301     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
 302     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
 303     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
 304     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
 305     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
 306     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
 307     q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct      = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
 308     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
 309     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = 8;
 310     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = 8;
 311
 312     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
 313         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
 314         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
 315     } else {
 316         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
 317         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
 318     }
 319
 320     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE) {
 321         q->param.mfx.RateControlMethod = MFX_RATECONTROL_CQP;
 322         ratecontrol_desc = "constant quantization parameter (CQP)";
 323     } else if (avctx->rc_max_rate == avctx->bit_rate) {
 324         q->param.mfx.RateControlMethod = MFX_RATECONTROL_CBR;
 325         ratecontrol_desc = "constant bitrate (CBR)";
 326     } else if (!avctx->rc_max_rate) {
 327         q->param.mfx.RateControlMethod = MFX_RATECONTROL_AVBR;
 328         ratecontrol_desc = "average variable bitrate (AVBR)";
 329     } else {
 330         q->param.mfx.RateControlMethod = MFX_RATECONTROL_VBR;
 331         ratecontrol_desc = "variable bitrate (VBR)";
 332     }
 333
 334     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using the %s ratecontrol method\n", ratecontrol_desc);
 335
 336     switch (q->param.mfx.RateControlMethod) {
 337     case MFX_RATECONTROL_CBR:
 338     case MFX_RATECONTROL_VBR:
 339         q->param.mfx.InitialDelayInKB = avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
 340         q->param.mfx.TargetKbps       = avctx->bit_rate / 1000;
 341         q->param.mfx.MaxKbps          = avctx->rc_max_rate / 1000;
 342         break;
 343     case MFX_RATECONTROL_CQP:
 344         quant = avctx->global_quality / FF_QP2LAMBDA;
 345
 346         q->param.mfx.QPI = av_clip(quant * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
 347         q->param.mfx.QPP = av_clip(quant, 0, 51);
 348         q->param.mfx.QPB = av_clip(quant * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
 349
 350         break;
 351     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
 352         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
 353         q->param.mfx.Convergence = q->avbr_convergence;
 354         q->param.mfx.Accuracy    = q->avbr_accuracy;
 355         break;
 356     }
 357
 358     // the HEVC encoder plugin currently fails if coding options
 359     // are provided
 360     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC) {
 361         q->extco.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
 362         q->extco.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco);
 363         q->extco.CAVLC                = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_VLC ?
 364                                         MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
 365
 366         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco;
 367     }
 368
 369     return 0;
 370 }
 371
 372 static int qsv_retrieve_enc_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
 373 {
 374     uint8_t sps_buf[128];
 375     uint8_t pps_buf[128];
 376
 377     mfxExtCodingOptionSPSPPS extradata = {
 378         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS,
 379         .Header.BufferSz = sizeof(extradata),
 380         .SPSBuffer = sps_buf, .SPSBufSize = sizeof(sps_buf),
 381         .PPSBuffer = pps_buf, .PPSBufSize = sizeof(pps_buf)
 382     };
 383
 384     mfxExtCodingOption co = {
 385         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION,
 386         .Header.BufferSz = sizeof(co),
 387     };
 388 #if QSV_HAVE_CO2
 389     mfxExtCodingOption2 co2 = {
 390         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2,
 391         .Header.BufferSz = sizeof(co2),
 392     };
 393 #endif
 394 #if QSV_HAVE_CO3
 395     mfxExtCodingOption3 co3 = {
 396         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3,
 397         .Header.BufferSz = sizeof(co3),
 398     };
 399 #endif
 400
 401     mfxExtBuffer *ext_buffers[] = {
 402         (mfxExtBuffer*)&extradata,
 403         (mfxExtBuffer*)&co,
 404 #if QSV_HAVE_CO2
 405         (mfxExtBuffer*)&co2,
 406 #endif
 407 #if QSV_HAVE_CO3
 408         (mfxExtBuffer*)&co3,
 409 #endif
 410     };
 411
 412     int need_pps = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 413     int ret;
 414
 415     q->param.ExtParam    = ext_buffers;
 416     q->param.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(ext_buffers);
 417
 418     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
 419     if (ret < 0)
 420         return ff_qsv_error(ret);
 421
 422     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * 1000;
 423
 424     if (!extradata.SPSBufSize || (need_pps && !extradata.PPSBufSize)) {
 425         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx.\n");
 426         return AVERROR_UNKNOWN;
 427     }
 428
 429     avctx->extradata = av_malloc(extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize +
 430                                  AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 431     if (!avctx->extradata)
 432         return AVERROR(ENOMEM);
 433
 434     memcpy(avctx->extradata,                        sps_buf, extradata.SPSBufSize);
 435     if (need_pps)
 436         memcpy(avctx->extradata + extradata.SPSBufSize, pps_buf, extradata.PPSBufSize);
 437     avctx->extradata_size = extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize;
 438     memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 439
 440     dump_video_param(avctx, q, ext_buffers + 1);
 441
 442     return 0;
 443 }
 444
 445 static int qsv_init_opaque_alloc(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
 446 {
 447     AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
 448     mfxFrameSurface1 *surfaces;
 449     int nb_surfaces, i;
 450
 451     nb_surfaces = qsv->nb_opaque_surfaces + q->req.NumFrameSuggested + q->async_depth;
 452
 453     q->opaque_alloc_buf = av_buffer_allocz(sizeof(*surfaces) * nb_surfaces);
 454     if (!q->opaque_alloc_buf)
 455         return AVERROR(ENOMEM);
 456
 457     q->opaque_surfaces = av_malloc_array(nb_surfaces, sizeof(*q->opaque_surfaces));
 458     if (!q->opaque_surfaces)
 459         return AVERROR(ENOMEM);
 460
 461     surfaces = (mfxFrameSurface1*)q->opaque_alloc_buf->data;
 462     for (i = 0; i < nb_surfaces; i++) {
 463         surfaces[i].Info      = q->req.Info;
 464         q->opaque_surfaces[i] = surfaces + i;
 465     }
 466
 467     q->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
 468     q->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(q->opaque_alloc);
 469     q->opaque_alloc.In.Surfaces     = q->opaque_surfaces;
 470     q->opaque_alloc.In.NumSurface   = nb_surfaces;
 471     q->opaque_alloc.In.Type         = q->req.Type;
 472
 473     q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->opaque_alloc;
 474
 475     qsv->nb_opaque_surfaces = nb_surfaces;
 476     qsv->opaque_surfaces    = q->opaque_alloc_buf;
 477     qsv->opaque_alloc_type  = q->req.Type;
 478
 479     return 0;
 480 }
 481
 482 int ff_qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
 483 {
 484     int opaque_alloc = 0;
 485     int ret;
 486
 487     q->param.IOPattern  = MFX_IOPATTERN_IN_SYSTEM_MEMORY;
 488     q->param.AsyncDepth = q->async_depth;
 489
 490     q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
 491                                   (sizeof(AVPacket) + sizeof(mfxSyncPoint) + sizeof(mfxBitstream*)));
 492     if (!q->async_fifo)
 493         return AVERROR(ENOMEM);
 494
 495     if (avctx->hwaccel_context) {
 496         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
 497
 498         q->session         = qsv->session;
 499         q->param.IOPattern = qsv->iopattern;
 500
 501         opaque_alloc = qsv->opaque_alloc;
 502     }
 503
 504     if (!q->session) {
 505         ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
 506                                            q->load_plugins);
 507         if (ret < 0)
 508             return ret;
 509
 510         q->session = q->internal_session;
 511     }
 512
 513     ret = init_video_param(avctx, q);
 514     if (ret < 0)
 515         return ret;
 516
 517     ret = MFXVideoENCODE_QueryIOSurf(q->session, &q->param, &q->req);
 518     if (ret < 0) {
 519         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error querying the encoding parameters\n");
 520         return ff_qsv_error(ret);
 521     }
 522
 523     if (opaque_alloc) {
 524         ret = qsv_init_opaque_alloc(avctx, q);
 525         if (ret < 0)
 526             return ret;
 527     }
 528
 529     if (avctx->hwaccel_context) {
 530         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
 531         int i, j;
 532
 533         q->extparam = av_mallocz_array(qsv->nb_ext_buffers + q->nb_extparam_internal,
 534                                        sizeof(*q->extparam));
 535         if (!q->extparam)
 536             return AVERROR(ENOMEM);
 537
 538         q->param.ExtParam = q->extparam;
 539         for (i = 0; i < qsv->nb_ext_buffers; i++)
 540             q->param.ExtParam[i] = qsv->ext_buffers[i];
 541         q->param.NumExtParam = qsv->nb_ext_buffers;
 542
 543         for (i = 0; i < q->nb_extparam_internal; i++) {
 544             for (j = 0; j < qsv->nb_ext_buffers; j++) {
 545                 if (qsv->ext_buffers[j]->BufferId == q->extparam_internal[i]->BufferId)
 546                     break;
 547             }
 548             if (j < qsv->nb_ext_buffers)
 549                 continue;
 550
 551             q->param.ExtParam[q->param.NumExtParam++] = q->extparam_internal[i];
 552         }
 553     } else {
 554         q->param.ExtParam    = q->extparam_internal;
 555         q->param.NumExtParam = q->nb_extparam_internal;
 556     }
 557
 558     ret = MFXVideoENCODE_Init(q->session, &q->param);
 559     if (ret < 0) {
 560         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error initializing the encoder\n");
 561         return ff_qsv_error(ret);
 562     }
 563
 564     ret = qsv_retrieve_enc_params(avctx, q);
 565     if (ret < 0) {
 566         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error retrieving encoding parameters.\n");
 567         return ret;
 568     }
 569
 570     q->avctx = avctx;
 571
 572     return 0;
 573 }
 574
 575 static void clear_unused_frames(QSVEncContext *q)
 576 {
 577     QSVFrame *cur = q->work_frames;
 578     while (cur) {
 579         if (cur->surface && !cur->surface->Data.Locked) {
 580             cur->surface = NULL;
 581             av_frame_unref(cur->frame);
 582         }
 583         cur = cur->next;
 584     }
 585 }
 586
 587 static int get_free_frame(QSVEncContext *q, QSVFrame **f)
 588 {
 589     QSVFrame *frame, **last;
 590
 591     clear_unused_frames(q);
 592
 593     frame = q->work_frames;
 594     last  = &q->work_frames;
 595     while (frame) {
 596         if (!frame->surface) {
 597             *f = frame;
 598             return 0;
 599         }
 600
 601         last  = &frame->next;
 602         frame = frame->next;
 603     }
 604
 605     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
 606     if (!frame)
 607         return AVERROR(ENOMEM);
 608     frame->frame = av_frame_alloc();
 609     if (!frame->frame) {
 610         av_freep(&frame);
 611         return AVERROR(ENOMEM);
 612     }
 613     *last = frame;
 614
 615     *f = frame;
 616
 617     return 0;
 618 }
 619
 620 static int submit_frame(QSVEncContext *q, const AVFrame *frame,
 621                         mfxFrameSurface1 **surface)
 622 {
 623     QSVFrame *qf;
 624     int ret;
 625
 626     ret = get_free_frame(q, &qf);
 627     if (ret < 0)
 628         return ret;
 629
 630     if (frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
 631         ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
 632         if (ret < 0)
 633             return ret;
 634
 635         qf->surface = (mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
 636     } else {
 637         /* make a copy if the input is not padded as libmfx requires */
 638         if (frame->height & 31 || frame->linesize[0] & (q->width_align - 1)) {
 639             qf->frame->height = FFALIGN(frame->height, 32);
 640             qf->frame->width  = FFALIGN(frame->width, q->width_align);
 641
 642             ret = ff_get_buffer(q->avctx, qf->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
 643             if (ret < 0)
 644                 return ret;
 645
 646             qf->frame->height = frame->height;
 647             qf->frame->width  = frame->width;
 648             ret = av_frame_copy(qf->frame, frame);
 649             if (ret < 0) {
 650                 av_frame_unref(qf->frame);
 651                 return ret;
 652             }
 653         } else {
 654             ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
 655             if (ret < 0)
 656                 return ret;
 657         }
 658
 659         qf->surface_internal.Info = q->param.mfx.FrameInfo;
 660
 661         qf->surface_internal.Info.PicStruct =
 662             !frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
 663             frame->top_field_first   ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
 664                                        MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
 665         if (frame->repeat_pict == 1)
 666             qf->surface_internal.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
 667         else if (frame->repeat_pict == 2)
 668             qf->surface_internal.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
 669         else if (frame->repeat_pict == 4)
 670             qf->surface_internal.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
 671
 672         qf->surface_internal.Data.PitchLow  = qf->frame->linesize[0];
 673         qf->surface_internal.Data.Y         = qf->frame->data[0];
 674         qf->surface_internal.Data.UV        = qf->frame->data[1];
 675
 676         qf->surface = &qf->surface_internal;
 677     }
 678
 679     qf->surface->Data.TimeStamp = av_rescale_q(frame->pts, q->avctx->time_base, (AVRational){1, 90000});
 680
 681     *surface = qf->surface;
 682
 683     return 0;
 684 }
 685
 686 static void print_interlace_msg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
 687 {
 688     if (q->param.mfx.CodecId == MFX_CODEC_AVC) {
 689         if (q->param.mfx.CodecProfile == MFX_PROFILE_AVC_BASELINE ||
 690             q->param.mfx.CodecLevel < MFX_LEVEL_AVC_21 ||
 691             q->param.mfx.CodecLevel > MFX_LEVEL_AVC_41)
 692             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 693                    "Interlaced coding is supported"
 694                    " at Main/High Profile Level 2.1-4.1\n");
 695     }
 696 }
 697
 698 int ff_qsv_encode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
 699                   AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet)
 700 {
 701     AVPacket new_pkt = { 0 };
 702     mfxBitstream *bs;
 703
 704     mfxFrameSurface1 *surf = NULL;
 705     mfxSyncPoint sync      = NULL;
 706     int ret;
 707
 708     if (frame) {
 709         ret = submit_frame(q, frame, &surf);
 710         if (ret < 0) {
 711             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error submitting the frame for encoding.\n");
 712             return ret;
 713         }
 714     }
 715
 716     ret = av_new_packet(&new_pkt, q->packet_size);
 717     if (ret < 0) {
 718         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating the output packet\n");
 719         return ret;
 720     }
 721
 722     bs = av_mallocz(sizeof(*bs));
 723     if (!bs) {
 724         av_packet_unref(&new_pkt);
 725         return AVERROR(ENOMEM);
 726     }
 727     bs->Data      = new_pkt.data;
 728     bs->MaxLength = new_pkt.size;
 729
 730     do {
 731         ret = MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync(q->session, NULL, surf, bs, &sync);
 732         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
 733             av_usleep(1);
 734     } while (ret > 0);
 735
 736     if (ret < 0) {
 737         av_packet_unref(&new_pkt);
 738         av_freep(&bs);
 739         return (ret == MFX_ERR_MORE_DATA) ? 0 : ff_qsv_error(ret);
 740     }
 741
 742     if (ret == MFX_WRN_INCOMPATIBLE_VIDEO_PARAM && frame->interlaced_frame)
 743         print_interlace_msg(avctx, q);
 744
 745     if (sync) {
 746         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
 747         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
 748         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),    NULL);
 749     } else {
 750         av_packet_unref(&new_pkt);
 751         av_freep(&bs);
 752     }
 753
 754     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
 755         (!frame && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
 756         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
 757         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
 758         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),      NULL);
 759
 760         MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, sync, 60000);
 761
 762         new_pkt.dts  = av_rescale_q(bs->DecodeTimeStamp, (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
 763         new_pkt.pts  = av_rescale_q(bs->TimeStamp,       (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
 764         new_pkt.size = bs->DataLength;
 765
 766         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR ||
 767             bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xIDR)
 768             new_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 769
 770 #if FF_API_CODED_FRAME
 771 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 772         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_I || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xI)
 773             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 774         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_P || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xP)
 775             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
 776         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_B || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xB)
 777             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
 778 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
 779 #endif
 780
 781         av_freep(&bs);
 782
 783         if (pkt->data) {
 784             if (pkt->size < new_pkt.size) {
 785                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Submitted buffer not large enough: %d < %d\n",
 786                        pkt->size, new_pkt.size);
 787                 av_packet_unref(&new_pkt);
 788                 return AVERROR(EINVAL);
 789             }
 790
 791             memcpy(pkt->data, new_pkt.data, new_pkt.size);
 792             pkt->size = new_pkt.size;
 793
 794             ret = av_packet_copy_props(pkt, &new_pkt);
 795             av_packet_unref(&new_pkt);
 796             if (ret < 0)
 797                 return ret;
 798         } else
 799             *pkt = new_pkt;
 800
 801         *got_packet = 1;
 802     }
 803
 804     return 0;
 805 }
 806
 807 int ff_qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
 808 {
 809     QSVFrame *cur;
 810
 811     if (q->session)
 812         MFXVideoENCODE_Close(q->session);
 813     if (q->internal_session)
 814         MFXClose(q->internal_session);
 815     q->session          = NULL;
 816     q->internal_session = NULL;
 817
 818     cur = q->work_frames;
 819     while (cur) {
 820         q->work_frames = cur->next;
 821         av_frame_free(&cur->frame);
 822         av_freep(&cur);
 823         cur = q->work_frames;
 824     }
 825
 826     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
 827         AVPacket pkt;
 828         mfxSyncPoint sync;
 829         mfxBitstream *bs;
 830
 831         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &pkt,  sizeof(pkt),  NULL);
 832         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync, sizeof(sync), NULL);
 833         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,   sizeof(bs),   NULL);
 834
 835         av_freep(&bs);
 836         av_packet_unref(&pkt);
 837     }
 838     av_fifo_free(q->async_fifo);
 839     q->async_fifo = NULL;
 840
 841     av_freep(&q->opaque_surfaces);
 842     av_buffer_unref(&q->opaque_alloc_buf);
 843
 844     av_freep(&q->extparam);
 845
 846     return 0;
 847 }