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

   1 /*
   2  * Intel MediaSDK QSV based HEVC encoder
   3  *
   4  * This file is part of Libav.
   5  *
   6  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21
  22 #include <stdint.h>
  23 #include <sys/types.h>
  24
  25 #include <mfx/mfxvideo.h>
  26
  27 #include "libavutil/common.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29
  30 #include "avcodec.h"
  31 #include "bytestream.h"
  32 #include "get_bits.h"
  33 #include "hevc.h"
  34 #include "h2645_parse.h"
  35 #include "internal.h"
  36 #include "qsv.h"
  37 #include "qsv_internal.h"
  38 #include "qsvenc.h"
  39
  40 enum LoadPlugin {
  41     LOAD_PLUGIN_NONE,
  42     LOAD_PLUGIN_HEVC_SW,
  43     LOAD_PLUGIN_HEVC_HW,
  44 };
  45
  46 typedef struct QSVHEVCEncContext {
  47     AVClass *class;
  48     QSVEncContext qsv;
  49     int load_plugin;
  50 } QSVHEVCEncContext;
  51
  52 static int generate_fake_vps(QSVEncContext *q, AVCodecContext *avctx)
  53 {
  54     GetByteContext gbc;
  55     PutByteContext pbc;
  56
  57     GetBitContext gb;
  58     H2645NAL sps_nal = { NULL };
  59     HEVCSPS sps = { 0 };
  60     HEVCVPS vps = { 0 };
  61     uint8_t vps_buf[128], vps_rbsp_buf[128];
  62     uint8_t *new_extradata;
  63     unsigned int sps_id;
  64     int ret, i, type, vps_size;
  65
  66     if (!avctx->extradata_size) {
  67         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx\n");
  68         return AVERROR_UNKNOWN;
  69     }
  70
  71     /* parse the SPS */
  72     ret = ff_h2645_extract_rbsp(avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size - 4, &sps_nal);
  73     if (ret < 0) {
  74         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error unescaping the SPS buffer\n");
  75         return ret;
  76     }
  77
  78     ret = init_get_bits8(&gb, sps_nal.data, sps_nal.size);
  79     if (ret < 0) {
  80         av_freep(&sps_nal.rbsp_buffer);
  81         return ret;
  82     }
  83
  84     get_bits(&gb, 1);
  85     type = get_bits(&gb, 6);
  86     if (type != NAL_SPS) {
  87         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unexpected NAL type in the extradata: %d\n",
  88                type);
  89         av_freep(&sps_nal.rbsp_buffer);
  90         return AVERROR_INVALIDDATA;
  91     }
  92     get_bits(&gb, 9);
  93
  94     ret = ff_hevc_parse_sps(&sps, &gb, &sps_id, 0, NULL, avctx);
  95     av_freep(&sps_nal.rbsp_buffer);
  96     if (ret < 0) {
  97         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing the SPS\n");
  98         return ret;
  99     }
 100
 101     /* generate the VPS */
 102     vps.vps_max_layers     = 1;
 103     vps.vps_max_sub_layers = sps.max_sub_layers;
 104     memcpy(&vps.ptl, &sps.ptl, sizeof(vps.ptl));
 105     vps.vps_sub_layer_ordering_info_present_flag = 1;
 106     for (i = 0; i < MAX_SUB_LAYERS; i++) {
 107         vps.vps_max_dec_pic_buffering[i] = sps.temporal_layer[i].max_dec_pic_buffering;
 108         vps.vps_num_reorder_pics[i]      = sps.temporal_layer[i].num_reorder_pics;
 109         vps.vps_max_latency_increase[i]  = sps.temporal_layer[i].max_latency_increase;
 110     }
 111
 112     vps.vps_num_layer_sets                  = 1;
 113     vps.vps_timing_info_present_flag        = sps.vui.vui_timing_info_present_flag;
 114     vps.vps_num_units_in_tick               = sps.vui.vui_num_units_in_tick;
 115     vps.vps_time_scale                      = sps.vui.vui_time_scale;
 116     vps.vps_poc_proportional_to_timing_flag = sps.vui.vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 117     vps.vps_num_ticks_poc_diff_one          = sps.vui.vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1;
 118
 119     /* generate the encoded RBSP form of the VPS */
 120     ret = ff_hevc_encode_nal_vps(&vps, sps.vps_id, vps_rbsp_buf, sizeof(vps_rbsp_buf));
 121     if (ret < 0) {
 122         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error writing the VPS\n");
 123         return ret;
 124     }
 125
 126     /* escape and add the startcode */
 127     bytestream2_init(&gbc, vps_rbsp_buf, ret);
 128     bytestream2_init_writer(&pbc, vps_buf, sizeof(vps_buf));
 129
 130     bytestream2_put_be32(&pbc, 1);              // startcode
 131     bytestream2_put_byte(&pbc, NAL_VPS << 1);   // NAL
 132     bytestream2_put_byte(&pbc, 1);              // header
 133
 134     while (bytestream2_get_bytes_left(&gbc)) {
 135         uint32_t b = bytestream2_peek_be24(&gbc);
 136         if (b <= 3) {
 137             bytestream2_put_be24(&pbc, 3);
 138             bytestream2_skip(&gbc, 2);
 139         } else
 140             bytestream2_put_byte(&pbc, bytestream2_get_byte(&gbc));
 141     }
 142
 143     vps_size = bytestream2_tell_p(&pbc);
 144     new_extradata = av_mallocz(vps_size + avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 145     if (!new_extradata)
 146         return AVERROR(ENOMEM);
 147     memcpy(new_extradata, vps_buf, vps_size);
 148     memcpy(new_extradata + vps_size, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 149
 150     av_freep(&avctx->extradata);
 151     avctx->extradata       = new_extradata;
 152     avctx->extradata_size += vps_size;
 153
 154     return 0;
 155 }
 156
 157 static av_cold int qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx)
 158 {
 159     QSVHEVCEncContext *q = avctx->priv_data;
 160     int ret;
 161
 162     if (q->load_plugin != LOAD_PLUGIN_NONE) {
 163         static const char *uid_hevcenc_sw = "2fca99749fdb49aeb121a5b63ef568f7";
 164         static const char *uid_hevcenc_hw = "6fadc791a0c2eb479ab6dcd5ea9da347";
 165
 166         if (q->qsv.load_plugins[0]) {
 167             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 168                    "load_plugins is not empty, but load_plugin is not set to 'none'."
 169                    "The load_plugin value will be ignored.\n");
 170         } else {
 171             av_freep(&q->qsv.load_plugins);
 172
 173             if (q->load_plugin == LOAD_PLUGIN_HEVC_SW)
 174                 q->qsv.load_plugins = av_strdup(uid_hevcenc_sw);
 175             else
 176                 q->qsv.load_plugins = av_strdup(uid_hevcenc_hw);
 177
 178             if (!q->qsv.load_plugins)
 179                 return AVERROR(ENOMEM);
 180         }
 181     }
 182
 183     ret = ff_qsv_enc_init(avctx, &q->qsv);
 184     if (ret < 0)
 185         return ret;
 186
 187     ret = generate_fake_vps(&q->qsv, avctx);
 188     if (ret < 0) {
 189         ff_qsv_enc_close(avctx, &q->qsv);
 190         return ret;
 191     }
 192
 193     return 0;
 194 }
 195
 196 static int qsv_enc_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 197                          const AVFrame *frame, int *got_packet)
 198 {
 199     QSVHEVCEncContext *q = avctx->priv_data;
 200
 201     return ff_qsv_encode(avctx, &q->qsv, pkt, frame, got_packet);
 202 }
 203
 204 static av_cold int qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx)
 205 {
 206     QSVHEVCEncContext *q = avctx->priv_data;
 207
 208     return ff_qsv_enc_close(avctx, &q->qsv);
 209 }
 210
 211 #define OFFSET(x) offsetof(QSVHEVCEncContext, x)
 212 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 213 static const AVOption options[] = {
 214     QSV_COMMON_OPTS
 215
 216     { "load_plugin", "A user plugin to load in an internal session", OFFSET(load_plugin), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = LOAD_PLUGIN_HEVC_SW }, LOAD_PLUGIN_NONE, LOAD_PLUGIN_HEVC_HW, VE, "load_plugin" },
 217     { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LOAD_PLUGIN_NONE },    0, 0, VE, "load_plugin" },
 218     { "hevc_sw",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LOAD_PLUGIN_HEVC_SW }, 0, 0, VE, "load_plugin" },
 219     { "hevc_hw",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LOAD_PLUGIN_HEVC_HW }, 0, 0, VE, "load_plugin" },
 220
 221     { "load_plugins", "A :-separate list of hexadecimal plugin UIDs to load in an internal session",
 222         OFFSET(qsv.load_plugins), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "" }, 0, 0, VE },
 223
 224     { "profile", NULL, OFFSET(qsv.profile), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = MFX_PROFILE_UNKNOWN }, 0, INT_MAX, VE, "profile" },
 225     { "unknown", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_UNKNOWN      }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 226     { "main",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN    }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 227     { "main10",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10  }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 228     { "mainsp",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_HEVC_MAINSP  }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 229
 230     { NULL },
 231 };
 232
 233 static const AVClass class = {
 234     .class_name = "hevc_qsv encoder",
 235     .item_name  = av_default_item_name,
 236     .option     = options,
 237     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 238 };
 239
 240 static const AVCodecDefault qsv_enc_defaults[] = {
 241     { "b",         "1M"    },
 242     { "refs",      "0"     },
 243     // same as the x264 default
 244     { "g",         "248"   },
 245     { "bf",        "8"     },
 246
 247     { "flags",     "+cgop" },
 248 #if FF_API_PRIVATE_OPT
 249     { "b_strategy", "-1"   },
 250 #endif
 251     { NULL },
 252 };
 253
 254 AVCodec ff_hevc_qsv_encoder = {
 255     .name           = "hevc_qsv",
 256     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("HEVC (Intel Quick Sync Video acceleration)"),
 257     .priv_data_size = sizeof(QSVHEVCEncContext),
 258     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 259     .id             = AV_CODEC_ID_HEVC,
 260     .init           = qsv_enc_init,
 261     .encode2        = qsv_enc_frame,
 262     .close          = qsv_enc_close,
 263     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
 264     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_NV12,
 265                                                     AV_PIX_FMT_QSV,
 266                                                     AV_PIX_FMT_NONE },
 267     .priv_class     = &class,
 268     .defaults       = qsv_enc_defaults,
 269     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 270 };