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 FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 "internal.h"
  35 #include "qsv.h"
  36 #include "qsv_internal.h"
  37 #include "qsvenc.h"
  38
  39 enum LoadPlugin {
  40     LOAD_PLUGIN_NONE,
  41     LOAD_PLUGIN_HEVC_SW,
  42     LOAD_PLUGIN_HEVC_HW,
  43 };
  44
  45 typedef struct QSVHEVCEncContext {
  46     AVClass *class;
  47     QSVEncContext qsv;
  48     int load_plugin;
  49 } QSVHEVCEncContext;
  50
  51 static int generate_fake_vps(QSVEncContext *q, AVCodecContext *avctx)
  52 {
  53     GetByteContext gbc;
  54     PutByteContext pbc;
  55
  56     GetBitContext gb;
  57     HEVCNAL sps_nal = { NULL };
  58     HEVCSPS sps = { 0 };
  59     HEVCVPS vps = { 0 };
  60     uint8_t vps_buf[128], vps_rbsp_buf[128];
  61     uint8_t *new_extradata;
  62     unsigned int sps_id;
  63     int ret, i, type, vps_size;
  64
  65     if (!avctx->extradata_size) {
  66         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx\n");
  67         return AVERROR_UNKNOWN;
  68     }
  69
  70     /* parse the SPS */
  71     ret = ff_hevc_extract_rbsp(NULL, avctx->extradata + 4, avctx->extradata_size - 4, &sps_nal);
  72     if (ret < 0) {
  73         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error unescaping the SPS buffer\n");
  74         return ret;
  75     }
  76
  77     ret = init_get_bits8(&gb, sps_nal.data, sps_nal.size);
  78     if (ret < 0) {
  79         av_freep(&sps_nal.rbsp_buffer);
  80         return ret;
  81     }
  82
  83     get_bits(&gb, 1);
  84     type = get_bits(&gb, 6);
  85     if (type != NAL_SPS) {
  86         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unexpected NAL type in the extradata: %d\n",
  87                type);
  88         av_freep(&sps_nal.rbsp_buffer);
  89         return AVERROR_INVALIDDATA;
  90     }
  91     get_bits(&gb, 9);
  92
  93     ret = ff_hevc_parse_sps(&sps, &gb, &sps_id, 0, NULL, avctx);
  94     av_freep(&sps_nal.rbsp_buffer);
  95     if (ret < 0) {
  96         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing the SPS\n");
  97         return ret;
  98     }
  99
 100     /* generate the VPS */
 101     vps.vps_max_layers     = 1;
 102     vps.vps_max_sub_layers = sps.max_sub_layers;
 103     memcpy(&vps.ptl, &sps.ptl, sizeof(vps.ptl));
 104     vps.vps_sub_layer_ordering_info_present_flag = 1;
 105     for (i = 0; i < MAX_SUB_LAYERS; i++) {
 106         vps.vps_max_dec_pic_buffering[i] = sps.temporal_layer[i].max_dec_pic_buffering;
 107         vps.vps_num_reorder_pics[i]      = sps.temporal_layer[i].num_reorder_pics;
 108         vps.vps_max_latency_increase[i]  = sps.temporal_layer[i].max_latency_increase;
 109     }
 110
 111     vps.vps_num_layer_sets                  = 1;
 112     vps.vps_timing_info_present_flag        = sps.vui.vui_timing_info_present_flag;
 113     vps.vps_num_units_in_tick               = sps.vui.vui_num_units_in_tick;
 114     vps.vps_time_scale                      = sps.vui.vui_time_scale;
 115     vps.vps_poc_proportional_to_timing_flag = sps.vui.vui_poc_proportional_to_timing_flag;
 116     vps.vps_num_ticks_poc_diff_one          = sps.vui.vui_num_ticks_poc_diff_one_minus1 + 1;
 117
 118     /* generate the encoded RBSP form of the VPS */
 119     ret = ff_hevc_encode_nal_vps(&vps, sps.vps_id, vps_rbsp_buf, sizeof(vps_rbsp_buf));
 120     if (ret < 0) {
 121         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error writing the VPS\n");
 122         return ret;
 123     }
 124
 125     /* escape and add the startcode */
 126     bytestream2_init(&gbc, vps_rbsp_buf, ret);
 127     bytestream2_init_writer(&pbc, vps_buf, sizeof(vps_buf));
 128
 129     bytestream2_put_be32(&pbc, 1);              // startcode
 130     bytestream2_put_byte(&pbc, NAL_VPS << 1);   // NAL
 131     bytestream2_put_byte(&pbc, 1);              // header
 132
 133     while (bytestream2_get_bytes_left(&gbc)) {
 134         uint32_t b = bytestream2_peek_be24(&gbc);
 135         if (b <= 3) {
 136             bytestream2_put_be24(&pbc, 3);
 137             bytestream2_skip(&gbc, 2);
 138         } else
 139             bytestream2_put_byte(&pbc, bytestream2_get_byte(&gbc));
 140     }
 141
 142     vps_size = bytestream2_tell_p(&pbc);
 143     new_extradata = av_mallocz(vps_size + avctx->extradata_size + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 144     if (!new_extradata)
 145         return AVERROR(ENOMEM);
 146     memcpy(new_extradata, vps_buf, vps_size);
 147     memcpy(new_extradata + vps_size, avctx->extradata, avctx->extradata_size);
 148
 149     av_freep(&avctx->extradata);
 150     avctx->extradata       = new_extradata;
 151     avctx->extradata_size += vps_size;
 152
 153     return 0;
 154 }
 155
 156 static av_cold int qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx)
 157 {
 158     QSVHEVCEncContext *q = avctx->priv_data;
 159     int ret;
 160
 161     if (q->load_plugin != LOAD_PLUGIN_NONE) {
 162         static const char *uid_hevcenc_sw = "2fca99749fdb49aeb121a5b63ef568f7";
 163         static const char *uid_hevcenc_hw = "6fadc791a0c2eb479ab6dcd5ea9da347";
 164
 165         if (q->qsv.load_plugins[0]) {
 166             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
 167                    "load_plugins is not empty, but load_plugin is not set to 'none'."
 168                    "The load_plugin value will be ignored.\n");
 169         } else {
 170             av_freep(&q->qsv.load_plugins);
 171
 172             if (q->load_plugin == LOAD_PLUGIN_HEVC_SW)
 173                 q->qsv.load_plugins = av_strdup(uid_hevcenc_sw);
 174             else
 175                 q->qsv.load_plugins = av_strdup(uid_hevcenc_hw);
 176
 177             if (!q->qsv.load_plugins)
 178                 return AVERROR(ENOMEM);
 179         }
 180     }
 181
 182     ret = ff_qsv_enc_init(avctx, &q->qsv);
 183     if (ret < 0)
 184         return ret;
 185
 186     ret = generate_fake_vps(&q->qsv, avctx);
 187     if (ret < 0) {
 188         ff_qsv_enc_close(avctx, &q->qsv);
 189         return ret;
 190     }
 191
 192     return 0;
 193 }
 194
 195 static int qsv_enc_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
 196                          const AVFrame *frame, int *got_packet)
 197 {
 198     QSVHEVCEncContext *q = avctx->priv_data;
 199
 200     return ff_qsv_encode(avctx, &q->qsv, pkt, frame, got_packet);
 201 }
 202
 203 static av_cold int qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx)
 204 {
 205     QSVHEVCEncContext *q = avctx->priv_data;
 206
 207     return ff_qsv_enc_close(avctx, &q->qsv);
 208 }
 209
 210 #define OFFSET(x) offsetof(QSVHEVCEncContext, x)
 211 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
 212 static const AVOption options[] = {
 213     { "async_depth", "Maximum processing parallelism", OFFSET(qsv.async_depth), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = ASYNC_DEPTH_DEFAULT }, 0, INT_MAX, VE },
 214     { "avbr_accuracy",    "Accuracy of the AVBR ratecontrol",    OFFSET(qsv.avbr_accuracy),    AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
 215     { "avbr_convergence", "Convergence of the AVBR ratecontrol", OFFSET(qsv.avbr_convergence), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
 216
 217     { "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" },
 218     { "none",     NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LOAD_PLUGIN_NONE },    0, 0, VE, "load_plugin" },
 219     { "hevc_sw",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LOAD_PLUGIN_HEVC_SW }, 0, 0, VE, "load_plugin" },
 220     { "hevc_hw",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = LOAD_PLUGIN_HEVC_HW }, 0, 0, VE, "load_plugin" },
 221
 222     { "load_plugins", "A :-separate list of hexadecimal plugin UIDs to load in an internal session",
 223         OFFSET(qsv.load_plugins), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "" }, 0, 0, VE },
 224
 225     { "profile", NULL, OFFSET(qsv.profile), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = MFX_PROFILE_UNKNOWN }, 0, INT_MAX, VE, "profile" },
 226     { "unknown", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_UNKNOWN      }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 227     { "main",    NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN    }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 228     { "main10",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10  }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 229     { "mainsp",  NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_PROFILE_HEVC_MAINSP  }, INT_MIN, INT_MAX,     VE, "profile" },
 230
 231     { "preset", NULL, OFFSET(qsv.preset), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = MFX_TARGETUSAGE_BALANCED }, 0, 7,   VE, "preset" },
 232     { "fast",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_TARGETUSAGE_BEST_SPEED  },   INT_MIN, INT_MAX, VE, "preset" },
 233     { "medium", NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_TARGETUSAGE_BALANCED  },     INT_MIN, INT_MAX, VE, "preset" },
 234     { "slow",   NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MFX_TARGETUSAGE_BEST_QUALITY  }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "preset" },
 235
 236     { NULL },
 237 };
 238
 239 static const AVClass class = {
 240     .class_name = "hevc_qsv encoder",
 241     .item_name  = av_default_item_name,
 242     .option     = options,
 243     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 244 };
 245
 246 static const AVCodecDefault qsv_enc_defaults[] = {
 247     { "b",         "1M"    },
 248     { "refs",      "0"     },
 249     // same as the x264 default
 250     { "g",         "250"   },
 251     { "bf",        "3"     },
 252
 253     { "flags",     "+cgop" },
 254     { NULL },
 255 };
 256
 257 AVCodec ff_hevc_qsv_encoder = {
 258     .name           = "hevc_qsv",
 259     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("HEVC (Intel Quick Sync Video acceleration)"),
 260     .priv_data_size = sizeof(QSVHEVCEncContext),
 261     .type           = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 262     .id             = AV_CODEC_ID_HEVC,
 263     .init           = qsv_enc_init,
 264     .encode2        = qsv_enc_frame,
 265     .close          = qsv_enc_close,
 266     .capabilities   = AV_CODEC_CAP_DELAY,
 267     .pix_fmts       = (const enum AVPixelFormat[]){ AV_PIX_FMT_NV12,
 268                                                     AV_PIX_FMT_QSV,
 269                                                     AV_PIX_FMT_NONE },
 270     .priv_class     = &class,
 271     .defaults       = qsv_enc_defaults,
 272     .caps_internal  = FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
 273 };