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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include <inttypes.h>
  20 #include <string.h>
  21
  22 #include "libavutil/avassert.h"
  23 #include "libavutil/common.h"
  24 #include "libavutil/log.h"
  25 #include "libavutil/pixdesc.h"
  26
  27 #include "vaapi_encode.h"
  28 #include "avcodec.h"
  29
  30 static const char * const picture_type_name[] = { "IDR", "I", "P", "B" };
  31
  32 static int vaapi_encode_make_packed_header(AVCodecContext *avctx,
  33                                            VAAPIEncodePicture *pic,
  34                                            int type, char *data, size_t bit_len)
  35 {
  36     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
  37     VAStatus vas;
  38     VABufferID param_buffer, data_buffer;
  39     VABufferID *tmp;
  40     VAEncPackedHeaderParameterBuffer params = {
  41         .type = type,
  42         .bit_length = bit_len,
  43         .has_emulation_bytes = 1,
  44     };
  45
  46     tmp = av_realloc_array(pic->param_buffers, sizeof(*tmp), pic->nb_param_buffers + 2);
  47     if (!tmp)
  48         return AVERROR(ENOMEM);
  49     pic->param_buffers = tmp;
  50
  51     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
  52                          VAEncPackedHeaderParameterBufferType,
  53                          sizeof(params), 1, &params, &param_buffer);
  54     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
  55         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
  56                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
  57                type, vas, vaErrorStr(vas));
  58         return AVERROR(EIO);
  59     }
  60     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = param_buffer;
  61
  62     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
  63                          VAEncPackedHeaderDataBufferType,
  64                          (bit_len + 7) / 8, 1, data, &data_buffer);
  65     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
  66         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create data buffer "
  67                "for packed header (type %d): %d (%s).\n",
  68                type, vas, vaErrorStr(vas));
  69         return AVERROR(EIO);
  70     }
  71     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = data_buffer;
  72
  73     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Packed header buffer (%d) is %#x/%#x "
  74            "(%zu bits).\n", type, param_buffer, data_buffer, bit_len);
  75     return 0;
  76 }
  77
  78 static int vaapi_encode_make_param_buffer(AVCodecContext *avctx,
  79                                           VAAPIEncodePicture *pic,
  80                                           int type, char *data, size_t len)
  81 {
  82     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
  83     VAStatus vas;
  84     VABufferID *tmp;
  85     VABufferID buffer;
  86
  87     tmp = av_realloc_array(pic->param_buffers, sizeof(*tmp), pic->nb_param_buffers + 1);
  88     if (!tmp)
  89         return AVERROR(ENOMEM);
  90     pic->param_buffers = tmp;
  91
  92     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
  93                          type, len, 1, data, &buffer);
  94     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
  95         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create parameter buffer "
  96                "(type %d): %d (%s).\n", type, vas, vaErrorStr(vas));
  97         return AVERROR(EIO);
  98     }
  99     pic->param_buffers[pic->nb_param_buffers++] = buffer;
 100
 101     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Param buffer (%d) is %#x.\n",
 102            type, buffer);
 103     return 0;
 104 }
 105
 106 static int vaapi_encode_make_misc_param_buffer(AVCodecContext *avctx,
 107                                                VAAPIEncodePicture *pic,
 108                                                int type,
 109                                                const void *data, size_t len)
 110 {
 111     // Construct the buffer on the stack - 1KB is much larger than any
 112     // current misc parameter buffer type (the largest is EncQuality at
 113     // 224 bytes).
 114     uint8_t buffer[1024];
 115     VAEncMiscParameterBuffer header = {
 116         .type = type,
 117     };
 118     size_t buffer_size = sizeof(header) + len;
 119     av_assert0(buffer_size <= sizeof(buffer));
 120
 121     memcpy(buffer, &header, sizeof(header));
 122     memcpy(buffer + sizeof(header), data, len);
 123
 124     return vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
 125                                           VAEncMiscParameterBufferType,
 126                                           buffer, buffer_size);
 127 }
 128
 129 static int vaapi_encode_wait(AVCodecContext *avctx,
 130                              VAAPIEncodePicture *pic)
 131 {
 132     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 133     VAStatus vas;
 134
 135     av_assert0(pic->encode_issued);
 136
 137     if (pic->encode_complete) {
 138         // Already waited for this picture.
 139         return 0;
 140     }
 141
 142     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Sync to pic %"PRId64"/%"PRId64" "
 143            "(input surface %#x).\n", pic->display_order,
 144            pic->encode_order, pic->input_surface);
 145
 146     vas = vaSyncSurface(ctx->hwctx->display, pic->input_surface);
 147     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 148         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to sync to picture completion: "
 149                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 150         return AVERROR(EIO);
 151     }
 152
 153     // Input is definitely finished with now.
 154     av_frame_free(&pic->input_image);
 155
 156     pic->encode_complete = 1;
 157     return 0;
 158 }
 159
 160 static int vaapi_encode_issue(AVCodecContext *avctx,
 161                               VAAPIEncodePicture *pic)
 162 {
 163     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 164     VAAPIEncodeSlice *slice;
 165     VAStatus vas;
 166     int err, i;
 167     char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
 168     size_t bit_len;
 169
 170     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Issuing encode for pic %"PRId64"/%"PRId64" "
 171            "as type %s.\n", pic->display_order, pic->encode_order,
 172            picture_type_name[pic->type]);
 173     if (pic->nb_refs == 0) {
 174         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "No reference pictures.\n");
 175     } else {
 176         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Refers to:");
 177         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
 178             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, " %"PRId64"/%"PRId64,
 179                    pic->refs[i]->display_order, pic->refs[i]->encode_order);
 180         }
 181         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, ".\n");
 182     }
 183
 184     av_assert0(!pic->encode_issued);
 185     for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
 186         av_assert0(pic->refs[i]);
 187         av_assert0(pic->refs[i]->encode_issued);
 188     }
 189
 190     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Input surface is %#x.\n", pic->input_surface);
 191
 192     pic->recon_image = av_frame_alloc();
 193     if (!pic->recon_image) {
 194         err = AVERROR(ENOMEM);
 195         goto fail;
 196     }
 197
 198     err = av_hwframe_get_buffer(ctx->recon_frames_ref, pic->recon_image, 0);
 199     if (err < 0) {
 200         err = AVERROR(ENOMEM);
 201         goto fail;
 202     }
 203     pic->recon_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)pic->recon_image->data[3];
 204     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Recon surface is %#x.\n", pic->recon_surface);
 205
 206     pic->output_buffer_ref = av_buffer_pool_get(ctx->output_buffer_pool);
 207     if (!pic->output_buffer_ref) {
 208         err = AVERROR(ENOMEM);
 209         goto fail;
 210     }
 211     pic->output_buffer = (VABufferID)(uintptr_t)pic->output_buffer_ref->data;
 212     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer is %#x.\n",
 213            pic->output_buffer);
 214
 215     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
 216         pic->codec_picture_params = av_malloc(ctx->codec->picture_params_size);
 217         if (!pic->codec_picture_params)
 218             goto fail;
 219         memcpy(pic->codec_picture_params, ctx->codec_picture_params,
 220                ctx->codec->picture_params_size);
 221     } else {
 222         av_assert0(!ctx->codec_picture_params);
 223     }
 224
 225     pic->nb_param_buffers = 0;
 226
 227     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR && ctx->codec->init_sequence_params) {
 228         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
 229                                              VAEncSequenceParameterBufferType,
 230                                              ctx->codec_sequence_params,
 231                                              ctx->codec->sequence_params_size);
 232         if (err < 0)
 233             goto fail;
 234     }
 235
 236     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR) {
 237         for (i = 0; i < ctx->nb_global_params; i++) {
 238             err = vaapi_encode_make_misc_param_buffer(avctx, pic,
 239                                                       ctx->global_params_type[i],
 240                                                       ctx->global_params[i],
 241                                                       ctx->global_params_size[i]);
 242             if (err < 0)
 243                 goto fail;
 244         }
 245     }
 246
 247     if (ctx->codec->init_picture_params) {
 248         err = ctx->codec->init_picture_params(avctx, pic);
 249         if (err < 0) {
 250             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise picture "
 251                    "parameters: %d.\n", err);
 252             goto fail;
 253         }
 254         err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
 255                                              VAEncPictureParameterBufferType,
 256                                              pic->codec_picture_params,
 257                                              ctx->codec->picture_params_size);
 258         if (err < 0)
 259             goto fail;
 260     }
 261
 262     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR) {
 263         if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
 264             ctx->codec->write_sequence_header) {
 265             bit_len = 8 * sizeof(data);
 266             err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
 267             if (err < 0) {
 268                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-sequence "
 269                        "header: %d.\n", err);
 270                 goto fail;
 271             }
 272             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
 273                                                   ctx->codec->sequence_header_type,
 274                                                   data, bit_len);
 275             if (err < 0)
 276                 goto fail;
 277         }
 278     }
 279
 280     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_PICTURE &&
 281         ctx->codec->write_picture_header) {
 282         bit_len = 8 * sizeof(data);
 283         err = ctx->codec->write_picture_header(avctx, pic, data, &bit_len);
 284         if (err < 0) {
 285             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-picture "
 286                    "header: %d.\n", err);
 287             goto fail;
 288         }
 289         err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
 290                                               ctx->codec->picture_header_type,
 291                                               data, bit_len);
 292         if (err < 0)
 293             goto fail;
 294     }
 295
 296     if (ctx->codec->write_extra_buffer) {
 297         for (i = 0;; i++) {
 298             size_t len = sizeof(data);
 299             int type;
 300             err = ctx->codec->write_extra_buffer(avctx, pic, i, &type,
 301                                                  data, &len);
 302             if (err == AVERROR_EOF)
 303                 break;
 304             if (err < 0) {
 305                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
 306                        "buffer %d: %d.\n", i, err);
 307                 goto fail;
 308             }
 309
 310             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic, type,
 311                                                  data, len);
 312             if (err < 0)
 313                 goto fail;
 314         }
 315     }
 316
 317     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_MISC &&
 318         ctx->codec->write_extra_header) {
 319         for (i = 0;; i++) {
 320             int type;
 321             bit_len = 8 * sizeof(data);
 322             err = ctx->codec->write_extra_header(avctx, pic, i, &type,
 323                                                  data, &bit_len);
 324             if (err == AVERROR_EOF)
 325                 break;
 326             if (err < 0) {
 327                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write extra "
 328                        "header %d: %d.\n", i, err);
 329                 goto fail;
 330             }
 331
 332             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic, type,
 333                                                   data, bit_len);
 334             if (err < 0)
 335                 goto fail;
 336         }
 337     }
 338
 339     if (pic->nb_slices == 0)
 340         pic->nb_slices = ctx->nb_slices;
 341     if (pic->nb_slices > 0) {
 342         int rounding;
 343
 344         pic->slices = av_mallocz_array(pic->nb_slices, sizeof(*pic->slices));
 345         if (!pic->slices) {
 346             err = AVERROR(ENOMEM);
 347             goto fail;
 348         }
 349
 350         for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++)
 351             pic->slices[i].row_size = ctx->slice_size;
 352
 353         rounding = ctx->slice_block_rows - ctx->nb_slices * ctx->slice_size;
 354         if (rounding > 0) {
 355             // Place rounding error at top and bottom of frame.
 356             av_assert0(rounding < pic->nb_slices);
 357             // Some Intel drivers contain a bug where the encoder will fail
 358             // if the last slice is smaller than the one before it.  Since
 359             // that's straightforward to avoid here, just do so.
 360             if (rounding <= 2) {
 361                 for (i = 0; i < rounding; i++)
 362                     ++pic->slices[i].row_size;
 363             } else {
 364                 for (i = 0; i < (rounding + 1) / 2; i++)
 365                     ++pic->slices[pic->nb_slices - i - 1].row_size;
 366                 for (i = 0; i < rounding / 2; i++)
 367                     ++pic->slices[i].row_size;
 368             }
 369         } else if (rounding < 0) {
 370             // Remove rounding error from last slice only.
 371             av_assert0(rounding < ctx->slice_size);
 372             pic->slices[pic->nb_slices - 1].row_size += rounding;
 373         }
 374     }
 375     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
 376         slice = &pic->slices[i];
 377         slice->index = i;
 378         if (i == 0) {
 379             slice->row_start   = 0;
 380             slice->block_start = 0;
 381         } else {
 382             const VAAPIEncodeSlice *prev = &pic->slices[i - 1];
 383             slice->row_start   = prev->row_start   + prev->row_size;
 384             slice->block_start = prev->block_start + prev->block_size;
 385         }
 386         slice->block_size  = slice->row_size * ctx->slice_block_cols;
 387
 388         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Slice %d: %d-%d (%d rows), "
 389                "%d-%d (%d blocks).\n", i, slice->row_start,
 390                slice->row_start + slice->row_size - 1, slice->row_size,
 391                slice->block_start, slice->block_start + slice->block_size - 1,
 392                slice->block_size);
 393
 394         if (ctx->codec->slice_params_size > 0) {
 395             slice->codec_slice_params = av_mallocz(ctx->codec->slice_params_size);
 396             if (!slice->codec_slice_params) {
 397                 err = AVERROR(ENOMEM);
 398                 goto fail;
 399             }
 400         }
 401
 402         if (ctx->codec->init_slice_params) {
 403             err = ctx->codec->init_slice_params(avctx, pic, slice);
 404             if (err < 0) {
 405                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise slice "
 406                        "parameters: %d.\n", err);
 407                 goto fail;
 408             }
 409         }
 410
 411         if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SLICE &&
 412             ctx->codec->write_slice_header) {
 413             bit_len = 8 * sizeof(data);
 414             err = ctx->codec->write_slice_header(avctx, pic, slice,
 415                                                  data, &bit_len);
 416             if (err < 0) {
 417                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write per-slice "
 418                        "header: %d.\n", err);
 419                 goto fail;
 420             }
 421             err = vaapi_encode_make_packed_header(avctx, pic,
 422                                                   ctx->codec->slice_header_type,
 423                                                   data, bit_len);
 424             if (err < 0)
 425                 goto fail;
 426         }
 427
 428         if (ctx->codec->init_slice_params) {
 429             err = vaapi_encode_make_param_buffer(avctx, pic,
 430                                                  VAEncSliceParameterBufferType,
 431                                                  slice->codec_slice_params,
 432                                                  ctx->codec->slice_params_size);
 433             if (err < 0)
 434                 goto fail;
 435         }
 436     }
 437
 438     vas = vaBeginPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
 439                          pic->input_surface);
 440     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 441         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to begin picture encode issue: "
 442                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 443         err = AVERROR(EIO);
 444         goto fail_with_picture;
 445     }
 446
 447     vas = vaRenderPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
 448                           pic->param_buffers, pic->nb_param_buffers);
 449     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 450         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to upload encode parameters: "
 451                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 452         err = AVERROR(EIO);
 453         goto fail_with_picture;
 454     }
 455
 456     vas = vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
 457     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 458         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to end picture encode issue: "
 459                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 460         err = AVERROR(EIO);
 461         // vaRenderPicture() has been called here, so we should not destroy
 462         // the parameter buffers unless separate destruction is required.
 463         if (CONFIG_VAAPI_1 || ctx->hwctx->driver_quirks &
 464             AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS)
 465             goto fail;
 466         else
 467             goto fail_at_end;
 468     }
 469
 470     if (CONFIG_VAAPI_1 || ctx->hwctx->driver_quirks &
 471         AV_VAAPI_DRIVER_QUIRK_RENDER_PARAM_BUFFERS) {
 472         for (i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++) {
 473             vas = vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display,
 474                                   pic->param_buffers[i]);
 475             if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 476                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to destroy "
 477                        "param buffer %#x: %d (%s).\n",
 478                        pic->param_buffers[i], vas, vaErrorStr(vas));
 479                 // And ignore.
 480             }
 481         }
 482     }
 483
 484     pic->encode_issued = 1;
 485
 486     return 0;
 487
 488 fail_with_picture:
 489     vaEndPicture(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
 490 fail:
 491     for(i = 0; i < pic->nb_param_buffers; i++)
 492         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, pic->param_buffers[i]);
 493     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
 494         if (pic->slices) {
 495             av_freep(&pic->slices[i].priv_data);
 496             av_freep(&pic->slices[i].codec_slice_params);
 497         }
 498     }
 499 fail_at_end:
 500     av_freep(&pic->codec_picture_params);
 501     av_freep(&pic->param_buffers);
 502     av_freep(&pic->slices);
 503     av_frame_free(&pic->recon_image);
 504     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
 505     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
 506     return err;
 507 }
 508
 509 static int vaapi_encode_output(AVCodecContext *avctx,
 510                                VAAPIEncodePicture *pic, AVPacket *pkt)
 511 {
 512     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 513     VACodedBufferSegment *buf_list, *buf;
 514     VAStatus vas;
 515     int err;
 516
 517     err = vaapi_encode_wait(avctx, pic);
 518     if (err < 0)
 519         return err;
 520
 521     buf_list = NULL;
 522     vas = vaMapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer,
 523                       (void**)&buf_list);
 524     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 525         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to map output buffers: "
 526                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 527         err = AVERROR(EIO);
 528         goto fail;
 529     }
 530
 531     for (buf = buf_list; buf; buf = buf->next) {
 532         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output buffer: %u bytes "
 533                "(status %08x).\n", buf->size, buf->status);
 534
 535         err = av_new_packet(pkt, buf->size);
 536         if (err < 0)
 537             goto fail_mapped;
 538
 539         memcpy(pkt->data, buf->buf, buf->size);
 540     }
 541
 542     if (pic->type == PICTURE_TYPE_IDR)
 543         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 544
 545     pkt->pts = pic->pts;
 546
 547     vas = vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
 548     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
 549         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to unmap output buffers: "
 550                "%d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
 551         err = AVERROR(EIO);
 552         goto fail;
 553     }
 554
 555     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
 556     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
 557
 558     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output read for pic %"PRId64"/%"PRId64".\n",
 559            pic->display_order, pic->encode_order);
 560     return 0;
 561
 562 fail_mapped:
 563     vaUnmapBuffer(ctx->hwctx->display, pic->output_buffer);
 564 fail:
 565     av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
 566     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
 567     return err;
 568 }
 569
 570 static int vaapi_encode_discard(AVCodecContext *avctx,
 571                                 VAAPIEncodePicture *pic)
 572 {
 573     vaapi_encode_wait(avctx, pic);
 574
 575     if (pic->output_buffer_ref) {
 576         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Discard output for pic "
 577                "%"PRId64"/%"PRId64".\n",
 578                pic->display_order, pic->encode_order);
 579
 580         av_buffer_unref(&pic->output_buffer_ref);
 581         pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
 582     }
 583
 584     return 0;
 585 }
 586
 587 static VAAPIEncodePicture *vaapi_encode_alloc(AVCodecContext *avctx)
 588 {
 589     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 590     VAAPIEncodePicture *pic;
 591
 592     pic = av_mallocz(sizeof(*pic));
 593     if (!pic)
 594         return NULL;
 595
 596     if (ctx->codec->picture_priv_data_size > 0) {
 597         pic->priv_data = av_mallocz(ctx->codec->picture_priv_data_size);
 598         if (!pic->priv_data) {
 599             av_freep(&pic);
 600             return NULL;
 601         }
 602     }
 603
 604     pic->input_surface = VA_INVALID_ID;
 605     pic->recon_surface = VA_INVALID_ID;
 606     pic->output_buffer = VA_INVALID_ID;
 607
 608     return pic;
 609 }
 610
 611 static int vaapi_encode_free(AVCodecContext *avctx,
 612                              VAAPIEncodePicture *pic)
 613 {
 614     int i;
 615
 616     if (pic->encode_issued)
 617         vaapi_encode_discard(avctx, pic);
 618
 619     for (i = 0; i < pic->nb_slices; i++) {
 620         if (pic->slices) {
 621             av_freep(&pic->slices[i].priv_data);
 622             av_freep(&pic->slices[i].codec_slice_params);
 623         }
 624     }
 625     av_freep(&pic->codec_picture_params);
 626
 627     av_frame_free(&pic->input_image);
 628     av_frame_free(&pic->recon_image);
 629
 630     av_freep(&pic->param_buffers);
 631     av_freep(&pic->slices);
 632     // Output buffer should already be destroyed.
 633     av_assert0(pic->output_buffer == VA_INVALID_ID);
 634
 635     av_freep(&pic->priv_data);
 636     av_freep(&pic->codec_picture_params);
 637
 638     av_free(pic);
 639
 640     return 0;
 641 }
 642
 643 static void vaapi_encode_add_ref(AVCodecContext *avctx,
 644                                  VAAPIEncodePicture *pic,
 645                                  VAAPIEncodePicture *target,
 646                                  int is_ref, int in_dpb, int prev)
 647 {
 648     int refs = 0;
 649
 650     if (is_ref) {
 651         av_assert0(pic != target);
 652         av_assert0(pic->nb_refs < MAX_PICTURE_REFERENCES);
 653         pic->refs[pic->nb_refs++] = target;
 654         ++refs;
 655     }
 656
 657     if (in_dpb) {
 658         av_assert0(pic->nb_dpb_pics < MAX_DPB_SIZE);
 659         pic->dpb[pic->nb_dpb_pics++] = target;
 660         ++refs;
 661     }
 662
 663     if (prev) {
 664         av_assert0(!pic->prev);
 665         pic->prev = target;
 666         ++refs;
 667     }
 668
 669     target->ref_count[0] += refs;
 670     target->ref_count[1] += refs;
 671 }
 672
 673 static void vaapi_encode_remove_refs(AVCodecContext *avctx,
 674                                      VAAPIEncodePicture *pic,
 675                                      int level)
 676 {
 677     int i;
 678
 679     if (pic->ref_removed[level])
 680         return;
 681
 682     for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
 683         av_assert0(pic->refs[i]);
 684         --pic->refs[i]->ref_count[level];
 685         av_assert0(pic->refs[i]->ref_count[level] >= 0);
 686     }
 687
 688     for (i = 0; i < pic->nb_dpb_pics; i++) {
 689         av_assert0(pic->dpb[i]);
 690         --pic->dpb[i]->ref_count[level];
 691         av_assert0(pic->dpb[i]->ref_count[level] >= 0);
 692     }
 693
 694     av_assert0(pic->prev || pic->type == PICTURE_TYPE_IDR);
 695     if (pic->prev) {
 696         --pic->prev->ref_count[level];
 697         av_assert0(pic->prev->ref_count[level] >= 0);
 698     }
 699
 700     pic->ref_removed[level] = 1;
 701 }
 702
 703 static void vaapi_encode_set_b_pictures(AVCodecContext *avctx,
 704                                         VAAPIEncodePicture *start,
 705                                         VAAPIEncodePicture *end,
 706                                         VAAPIEncodePicture *prev,
 707                                         int current_depth,
 708                                         VAAPIEncodePicture **last)
 709 {
 710     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 711     VAAPIEncodePicture *pic, *next, *ref;
 712     int i, len;
 713
 714     av_assert0(start && end && start != end && start->next != end);
 715
 716     // If we are at the maximum depth then encode all pictures as
 717     // non-referenced B-pictures.  Also do this if there is exactly one
 718     // picture left, since there will be nothing to reference it.
 719     if (current_depth == ctx->max_b_depth || start->next->next == end) {
 720         for (pic = start->next; pic; pic = pic->next) {
 721             if (pic == end)
 722                 break;
 723             pic->type    = PICTURE_TYPE_B;
 724             pic->b_depth = current_depth;
 725
 726             vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, start, 1, 1, 0);
 727             vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, end,   1, 1, 0);
 728             vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, prev,  0, 0, 1);
 729
 730             for (ref = end->refs[1]; ref; ref = ref->refs[1])
 731                 vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, ref, 0, 1, 0);
 732         }
 733         *last = prev;
 734
 735     } else {
 736         // Split the current list at the midpoint with a referenced
 737         // B-picture, then descend into each side separately.
 738         len = 0;
 739         for (pic = start->next; pic != end; pic = pic->next)
 740             ++len;
 741         for (pic = start->next, i = 1; 2 * i < len; pic = pic->next, i++);
 742
 743         pic->type    = PICTURE_TYPE_B;
 744         pic->b_depth = current_depth;
 745
 746         pic->is_reference = 1;
 747
 748         vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, pic,   0, 1, 0);
 749         vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, start, 1, 1, 0);
 750         vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, end,   1, 1, 0);
 751         vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, prev,  0, 0, 1);
 752
 753         for (ref = end->refs[1]; ref; ref = ref->refs[1])
 754             vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, ref, 0, 1, 0);
 755
 756         if (i > 1)
 757             vaapi_encode_set_b_pictures(avctx, start, pic, pic,
 758                                         current_depth + 1, &next);
 759         else
 760             next = pic;
 761
 762         vaapi_encode_set_b_pictures(avctx, pic, end, next,
 763                                     current_depth + 1, last);
 764     }
 765 }
 766
 767 static int vaapi_encode_pick_next(AVCodecContext *avctx,
 768                                   VAAPIEncodePicture **pic_out)
 769 {
 770     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 771     VAAPIEncodePicture *pic = NULL, *next, *start;
 772     int i, b_counter, closed_gop_end;
 773
 774     // If there are any B-frames already queued, the next one to encode
 775     // is the earliest not-yet-issued frame for which all references are
 776     // available.
 777     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
 778         if (pic->encode_issued)
 779             continue;
 780         if (pic->type != PICTURE_TYPE_B)
 781             continue;
 782         for (i = 0; i < pic->nb_refs; i++) {
 783             if (!pic->refs[i]->encode_issued)
 784                 break;
 785         }
 786         if (i == pic->nb_refs)
 787             break;
 788     }
 789
 790     if (pic) {
 791         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick B-picture at depth %d to "
 792                "encode next.\n", pic->b_depth);
 793         *pic_out = pic;
 794         return 0;
 795     }
 796
 797     // Find the B-per-Pth available picture to become the next picture
 798     // on the top layer.
 799     start = NULL;
 800     b_counter = 0;
 801     closed_gop_end = ctx->closed_gop ||
 802                      ctx->idr_counter == ctx->gop_per_idr;
 803     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
 804         next = pic->next;
 805         if (pic->encode_issued) {
 806             start = pic;
 807             continue;
 808         }
 809         // If the next available picture is force-IDR, encode it to start
 810         // a new GOP immediately.
 811         if (pic->force_idr)
 812             break;
 813         if (b_counter == ctx->b_per_p)
 814             break;
 815         // If this picture ends a closed GOP or starts a new GOP then it
 816         // needs to be in the top layer.
 817         if (ctx->gop_counter + b_counter + closed_gop_end >= ctx->gop_size)
 818             break;
 819         // If the picture after this one is force-IDR, we need to encode
 820         // this one in the top layer.
 821         if (next && next->force_idr)
 822             break;
 823         ++b_counter;
 824     }
 825
 826     // At the end of the stream the last picture must be in the top layer.
 827     if (!pic && ctx->end_of_stream) {
 828         --b_counter;
 829         pic = ctx->pic_end;
 830         if (pic->encode_issued)
 831             return AVERROR_EOF;
 832     }
 833
 834     if (!pic) {
 835         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick nothing to encode next - "
 836                "need more input for reference pictures.\n");
 837         return AVERROR(EAGAIN);
 838     }
 839     if (ctx->input_order <= ctx->decode_delay && !ctx->end_of_stream) {
 840         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick nothing to encode next - "
 841                "need more input for timestamps.\n");
 842         return AVERROR(EAGAIN);
 843     }
 844
 845     if (pic->force_idr) {
 846         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick forced IDR-picture to "
 847                "encode next.\n");
 848         pic->type = PICTURE_TYPE_IDR;
 849         ctx->idr_counter = 1;
 850         ctx->gop_counter = 1;
 851
 852     } else if (ctx->gop_counter + b_counter >= ctx->gop_size) {
 853         if (ctx->idr_counter == ctx->gop_per_idr) {
 854             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick new-GOP IDR-picture to "
 855                    "encode next.\n");
 856             pic->type = PICTURE_TYPE_IDR;
 857             ctx->idr_counter = 1;
 858         } else {
 859             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick new-GOP I-picture to "
 860                    "encode next.\n");
 861             pic->type = PICTURE_TYPE_I;
 862             ++ctx->idr_counter;
 863         }
 864         ctx->gop_counter = 1;
 865
 866     } else {
 867         if (ctx->gop_counter + b_counter + closed_gop_end == ctx->gop_size) {
 868             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick group-end P-picture to "
 869                    "encode next.\n");
 870         } else {
 871             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Pick normal P-picture to "
 872                    "encode next.\n");
 873         }
 874         pic->type = PICTURE_TYPE_P;
 875         av_assert0(start);
 876         ctx->gop_counter += 1 + b_counter;
 877     }
 878     pic->is_reference = 1;
 879     *pic_out = pic;
 880
 881     vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, pic, 0, 1, 0);
 882     if (pic->type != PICTURE_TYPE_IDR) {
 883         vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, start,
 884                              pic->type == PICTURE_TYPE_P,
 885                              b_counter > 0, 0);
 886         vaapi_encode_add_ref(avctx, pic, ctx->next_prev, 0, 0, 1);
 887     }
 888     if (ctx->next_prev)
 889         --ctx->next_prev->ref_count[0];
 890
 891     if (b_counter > 0) {
 892         vaapi_encode_set_b_pictures(avctx, start, pic, pic, 1,
 893                                     &ctx->next_prev);
 894     } else {
 895         ctx->next_prev = pic;
 896     }
 897     ++ctx->next_prev->ref_count[0];
 898     return 0;
 899 }
 900
 901 static int vaapi_encode_clear_old(AVCodecContext *avctx)
 902 {
 903     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 904     VAAPIEncodePicture *pic, *prev, *next;
 905
 906     av_assert0(ctx->pic_start);
 907
 908     // Remove direct references once each picture is complete.
 909     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
 910         if (pic->encode_complete && pic->next)
 911             vaapi_encode_remove_refs(avctx, pic, 0);
 912     }
 913
 914     // Remove indirect references once a picture has no direct references.
 915     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = pic->next) {
 916         if (pic->encode_complete && pic->ref_count[0] == 0)
 917             vaapi_encode_remove_refs(avctx, pic, 1);
 918     }
 919
 920     // Clear out all complete pictures with no remaining references.
 921     prev = NULL;
 922     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
 923         next = pic->next;
 924         if (pic->encode_complete && pic->ref_count[1] == 0) {
 925             av_assert0(pic->ref_removed[0] && pic->ref_removed[1]);
 926             if (prev)
 927                 prev->next = next;
 928             else
 929                 ctx->pic_start = next;
 930             vaapi_encode_free(avctx, pic);
 931         } else {
 932             prev = pic;
 933         }
 934     }
 935
 936     return 0;
 937 }
 938
 939 static int vaapi_encode_check_frame(AVCodecContext *avctx,
 940                                     const AVFrame *frame)
 941 {
 942     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 943
 944     if ((frame->crop_top  || frame->crop_bottom ||
 945          frame->crop_left || frame->crop_right) && !ctx->crop_warned) {
 946         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Cropping information on input "
 947                "frames ignored due to lack of API support.\n");
 948         ctx->crop_warned = 1;
 949     }
 950
 951     return 0;
 952 }
 953
 954 int ff_vaapi_encode_send_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
 955 {
 956     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
 957     VAAPIEncodePicture *pic;
 958     int err;
 959
 960     if (frame) {
 961         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Input frame: %ux%u (%"PRId64").\n",
 962                frame->width, frame->height, frame->pts);
 963
 964         err = vaapi_encode_check_frame(avctx, frame);
 965         if (err < 0)
 966             return err;
 967
 968         pic = vaapi_encode_alloc(avctx);
 969         if (!pic)
 970             return AVERROR(ENOMEM);
 971
 972         pic->input_image = av_frame_alloc();
 973         if (!pic->input_image) {
 974             err = AVERROR(ENOMEM);
 975             goto fail;
 976         }
 977         err = av_frame_ref(pic->input_image, frame);
 978         if (err < 0)
 979             goto fail;
 980
 981         if (ctx->input_order == 0)
 982             pic->force_idr = 1;
 983
 984         pic->input_surface = (VASurfaceID)(uintptr_t)frame->data[3];
 985         pic->pts = frame->pts;
 986
 987         if (ctx->input_order == 0)
 988             ctx->first_pts = pic->pts;
 989         if (ctx->input_order == ctx->decode_delay)
 990             ctx->dts_pts_diff = pic->pts - ctx->first_pts;
 991         if (ctx->output_delay > 0)
 992             ctx->ts_ring[ctx->input_order % (3 * ctx->output_delay)] = pic->pts;
 993
 994         pic->display_order = ctx->input_order;
 995         ++ctx->input_order;
 996
 997         if (ctx->pic_start) {
 998             ctx->pic_end->next = pic;
 999             ctx->pic_end       = pic;
1000         } else {
1001             ctx->pic_start     = pic;
1002             ctx->pic_end       = pic;
1003         }
1004
1005     } else {
1006         ctx->end_of_stream = 1;
1007
1008         // Fix timestamps if we hit end-of-stream before the initial decode
1009         // delay has elapsed.
1010         if (ctx->input_order < ctx->decode_delay)
1011             ctx->dts_pts_diff = ctx->pic_end->pts - ctx->first_pts;
1012     }
1013
1014     return 0;
1015
1016 fail:
1017     return err;
1018 }
1019
1020 int ff_vaapi_encode_receive_packet(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt)
1021 {
1022     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1023     VAAPIEncodePicture *pic;
1024     int err;
1025
1026     if (!ctx->pic_start) {
1027         if (ctx->end_of_stream)
1028             return AVERROR_EOF;
1029         else
1030             return AVERROR(EAGAIN);
1031     }
1032
1033     pic = NULL;
1034     err = vaapi_encode_pick_next(avctx, &pic);
1035     if (err < 0)
1036         return err;
1037     av_assert0(pic);
1038
1039     pic->encode_order = ctx->encode_order++;
1040
1041     err = vaapi_encode_issue(avctx, pic);
1042     if (err < 0) {
1043         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Encode failed: %d.\n", err);
1044         return err;
1045     }
1046
1047     err = vaapi_encode_output(avctx, pic, pkt);
1048     if (err < 0) {
1049         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Output failed: %d.\n", err);
1050         return err;
1051     }
1052
1053     if (ctx->output_delay == 0) {
1054         pkt->dts = pkt->pts;
1055     } else if (pic->encode_order < ctx->decode_delay) {
1056         if (ctx->ts_ring[pic->encode_order] < INT64_MIN + ctx->dts_pts_diff)
1057             pkt->dts = INT64_MIN;
1058         else
1059             pkt->dts = ctx->ts_ring[pic->encode_order] - ctx->dts_pts_diff;
1060     } else {
1061         pkt->dts = ctx->ts_ring[(pic->encode_order - ctx->decode_delay) %
1062                                 (3 * ctx->output_delay)];
1063     }
1064     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Output packet: pts %"PRId64" dts %"PRId64".\n",
1065            pkt->pts, pkt->dts);
1066
1067     ctx->output_order = pic->encode_order;
1068     vaapi_encode_clear_old(avctx);
1069
1070     return 0;
1071 }
1072
1073
1074 static av_cold void vaapi_encode_add_global_param(AVCodecContext *avctx, int type,
1075                                                   void *buffer, size_t size)
1076 {
1077     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1078
1079     av_assert0(ctx->nb_global_params < MAX_GLOBAL_PARAMS);
1080
1081     ctx->global_params_type[ctx->nb_global_params] = type;
1082     ctx->global_params     [ctx->nb_global_params] = buffer;
1083     ctx->global_params_size[ctx->nb_global_params] = size;
1084
1085     ++ctx->nb_global_params;
1086 }
1087
1088 typedef struct VAAPIEncodeRTFormat {
1089     const char *name;
1090     unsigned int value;
1091     int depth;
1092     int nb_components;
1093     int log2_chroma_w;
1094     int log2_chroma_h;
1095 } VAAPIEncodeRTFormat;
1096
1097 static const VAAPIEncodeRTFormat vaapi_encode_rt_formats[] = {
1098     { "YUV400",    VA_RT_FORMAT_YUV400,        8, 1,      },
1099     { "YUV420",    VA_RT_FORMAT_YUV420,        8, 3, 1, 1 },
1100     { "YUV422",    VA_RT_FORMAT_YUV422,        8, 3, 1, 0 },
1101     { "YUV444",    VA_RT_FORMAT_YUV444,        8, 3, 0, 0 },
1102     { "YUV411",    VA_RT_FORMAT_YUV411,        8, 3, 2, 0 },
1103 #if VA_CHECK_VERSION(0, 38, 1)
1104     { "YUV420_10", VA_RT_FORMAT_YUV420_10BPP, 10, 3, 1, 1 },
1105 #endif
1106 };
1107
1108 static const VAEntrypoint vaapi_encode_entrypoints_normal[] = {
1109     VAEntrypointEncSlice,
1110     VAEntrypointEncPicture,
1111 #if VA_CHECK_VERSION(0, 39, 2)
1112     VAEntrypointEncSliceLP,
1113 #endif
1114     0
1115 };
1116 #if VA_CHECK_VERSION(0, 39, 2)
1117 static const VAEntrypoint vaapi_encode_entrypoints_low_power[] = {
1118     VAEntrypointEncSliceLP,
1119     0
1120 };
1121 #endif
1122
1123 static av_cold int vaapi_encode_profile_entrypoint(AVCodecContext *avctx)
1124 {
1125     VAAPIEncodeContext      *ctx = avctx->priv_data;
1126     VAProfile    *va_profiles    = NULL;
1127     VAEntrypoint *va_entrypoints = NULL;
1128     VAStatus vas;
1129     const VAEntrypoint *usable_entrypoints;
1130     const VAAPIEncodeProfile *profile;
1131     const AVPixFmtDescriptor *desc;
1132     VAConfigAttrib rt_format_attr;
1133     const VAAPIEncodeRTFormat *rt_format;
1134     const char *profile_string, *entrypoint_string;
1135     int i, j, n, depth, err;
1136
1137
1138     if (ctx->low_power) {
1139 #if VA_CHECK_VERSION(0, 39, 2)
1140         usable_entrypoints = vaapi_encode_entrypoints_low_power;
1141 #else
1142         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Low-power encoding is not "
1143                "supported with this VAAPI version.\n");
1144         return AVERROR(EINVAL);
1145 #endif
1146     } else {
1147         usable_entrypoints = vaapi_encode_entrypoints_normal;
1148     }
1149
1150     desc = av_pix_fmt_desc_get(ctx->input_frames->sw_format);
1151     if (!desc) {
1152         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid input pixfmt (%d).\n",
1153                ctx->input_frames->sw_format);
1154         return AVERROR(EINVAL);
1155     }
1156     depth = desc->comp[0].depth;
1157     for (i = 1; i < desc->nb_components; i++) {
1158         if (desc->comp[i].depth != depth) {
1159             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid input pixfmt (%s).\n",
1160                    desc->name);
1161             return AVERROR(EINVAL);
1162         }
1163     }
1164     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Input surface format is %s.\n",
1165            desc->name);
1166
1167     n = vaMaxNumProfiles(ctx->hwctx->display);
1168     va_profiles = av_malloc_array(n, sizeof(VAProfile));
1169     if (!va_profiles) {
1170         err = AVERROR(ENOMEM);
1171         goto fail;
1172     }
1173     vas = vaQueryConfigProfiles(ctx->hwctx->display, va_profiles, &n);
1174     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1175         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query profiles: %d (%s).\n",
1176                vas, vaErrorStr(vas));
1177         err = AVERROR_EXTERNAL;
1178         goto fail;
1179     }
1180
1181     av_assert0(ctx->codec->profiles);
1182     for (i = 0; (ctx->codec->profiles[i].av_profile !=
1183                  FF_PROFILE_UNKNOWN); i++) {
1184         profile = &ctx->codec->profiles[i];
1185         if (depth               != profile->depth ||
1186             desc->nb_components != profile->nb_components)
1187             continue;
1188         if (desc->nb_components > 1 &&
1189             (desc->log2_chroma_w != profile->log2_chroma_w ||
1190              desc->log2_chroma_h != profile->log2_chroma_h))
1191             continue;
1192         if (avctx->profile != profile->av_profile &&
1193             avctx->profile != FF_PROFILE_UNKNOWN)
1194             continue;
1195
1196 #if VA_CHECK_VERSION(1, 0, 0)
1197         profile_string = vaProfileStr(profile->va_profile);
1198 #else
1199         profile_string = "(no profile names)";
1200 #endif
1201
1202         for (j = 0; j < n; j++) {
1203             if (va_profiles[j] == profile->va_profile)
1204                 break;
1205         }
1206         if (j >= n) {
1207             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Compatible profile %s (%d) "
1208                    "is not supported by driver.\n", profile_string,
1209                    profile->va_profile);
1210             continue;
1211         }
1212
1213         ctx->profile = profile;
1214         break;
1215     }
1216     if (!ctx->profile) {
1217         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No usable encoding profile found.\n");
1218         err = AVERROR(ENOSYS);
1219         goto fail;
1220     }
1221
1222     avctx->profile  = profile->av_profile;
1223     ctx->va_profile = profile->va_profile;
1224     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using VAAPI profile %s (%d).\n",
1225            profile_string, ctx->va_profile);
1226
1227     n = vaMaxNumEntrypoints(ctx->hwctx->display);
1228     va_entrypoints = av_malloc_array(n, sizeof(VAEntrypoint));
1229     if (!va_entrypoints) {
1230         err = AVERROR(ENOMEM);
1231         goto fail;
1232     }
1233     vas = vaQueryConfigEntrypoints(ctx->hwctx->display, ctx->va_profile,
1234                                    va_entrypoints, &n);
1235     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1236         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query entrypoints for "
1237                "profile %s (%d): %d (%s).\n", profile_string,
1238                ctx->va_profile, vas, vaErrorStr(vas));
1239         err = AVERROR_EXTERNAL;
1240         goto fail;
1241     }
1242
1243     for (i = 0; i < n; i++) {
1244         for (j = 0; usable_entrypoints[j]; j++) {
1245             if (va_entrypoints[i] == usable_entrypoints[j])
1246                 break;
1247         }
1248         if (usable_entrypoints[j])
1249             break;
1250     }
1251     if (i >= n) {
1252         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No usable encoding entrypoint found "
1253                "for profile %s (%d).\n", profile_string, ctx->va_profile);
1254         err = AVERROR(ENOSYS);
1255         goto fail;
1256     }
1257
1258     ctx->va_entrypoint = va_entrypoints[i];
1259 #if VA_CHECK_VERSION(1, 0, 0)
1260     entrypoint_string = vaEntrypointStr(ctx->va_entrypoint);
1261 #else
1262     entrypoint_string = "(no entrypoint names)";
1263 #endif
1264     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using VAAPI entrypoint %s (%d).\n",
1265            entrypoint_string, ctx->va_entrypoint);
1266
1267     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(vaapi_encode_rt_formats); i++) {
1268         rt_format = &vaapi_encode_rt_formats[i];
1269         if (rt_format->depth         == depth &&
1270             rt_format->nb_components == profile->nb_components &&
1271             rt_format->log2_chroma_w == profile->log2_chroma_w &&
1272             rt_format->log2_chroma_h == profile->log2_chroma_h)
1273             break;
1274     }
1275     if (i >= FF_ARRAY_ELEMS(vaapi_encode_rt_formats)) {
1276         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No usable render target format "
1277                "found for profile %s (%d) entrypoint %s (%d).\n",
1278                profile_string, ctx->va_profile,
1279                entrypoint_string, ctx->va_entrypoint);
1280         err = AVERROR(ENOSYS);
1281         goto fail;
1282     }
1283
1284     rt_format_attr = (VAConfigAttrib) { VAConfigAttribRTFormat };
1285     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1286                                 ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1287                                 &rt_format_attr, 1);
1288     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1289         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query RT format "
1290                "config attribute: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1291         err = AVERROR_EXTERNAL;
1292         goto fail;
1293     }
1294
1295     if (rt_format_attr.value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1296         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RT format config attribute not "
1297                "supported by driver: assuming surface RT format %s "
1298                "is valid.\n", rt_format->name);
1299     } else if (!(rt_format_attr.value & rt_format->value)) {
1300         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Surface RT format %s not supported "
1301                "by driver for encoding profile %s (%d) entrypoint %s (%d).\n",
1302                rt_format->name, profile_string, ctx->va_profile,
1303                entrypoint_string, ctx->va_entrypoint);
1304         err = AVERROR(ENOSYS);
1305         goto fail;
1306     } else {
1307         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using VAAPI render target "
1308                "format %s (%#x).\n", rt_format->name, rt_format->value);
1309         ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1310             (VAConfigAttrib) {
1311             .type  = VAConfigAttribRTFormat,
1312             .value = rt_format->value,
1313         };
1314     }
1315
1316     err = 0;
1317 fail:
1318     av_freep(&va_profiles);
1319     av_freep(&va_entrypoints);
1320     return err;
1321 }
1322
1323 static const VAAPIEncodeRCMode vaapi_encode_rc_modes[] = {
1324     //                                  Bitrate   Quality
1325     //                                     | Maxrate | HRD/VBV
1326     { 0 }, //                              |    |    |    |
1327     { RC_MODE_CQP,  "CQP",  1, VA_RC_CQP,  0,   0,   1,   0 },
1328     { RC_MODE_CBR,  "CBR",  1, VA_RC_CBR,  1,   0,   0,   1 },
1329     { RC_MODE_VBR,  "VBR",  1, VA_RC_VBR,  1,   1,   0,   1 },
1330 #if VA_CHECK_VERSION(1, 1, 0)
1331     { RC_MODE_ICQ,  "ICQ",  1, VA_RC_ICQ,  0,   0,   1,   0 },
1332 #else
1333     { RC_MODE_ICQ,  "ICQ",  0 },
1334 #endif
1335 #if VA_CHECK_VERSION(1, 3, 0)
1336     { RC_MODE_QVBR, "QVBR", 1, VA_RC_QVBR, 1,   1,   1,   1 },
1337     { RC_MODE_AVBR, "AVBR", 0, VA_RC_AVBR, 1,   0,   0,   0 },
1338 #else
1339     { RC_MODE_QVBR, "QVBR", 0 },
1340     { RC_MODE_AVBR, "AVBR", 0 },
1341 #endif
1342 };
1343
1344 static av_cold int vaapi_encode_init_rate_control(AVCodecContext *avctx)
1345 {
1346     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1347     uint32_t supported_va_rc_modes;
1348     const VAAPIEncodeRCMode *rc_mode;
1349     int64_t rc_bits_per_second;
1350     int     rc_target_percentage;
1351     int     rc_window_size;
1352     int     rc_quality;
1353     int64_t hrd_buffer_size;
1354     int64_t hrd_initial_buffer_fullness;
1355     int fr_num, fr_den;
1356     VAConfigAttrib rc_attr = { VAConfigAttribRateControl };
1357     VAStatus vas;
1358     char supported_rc_modes_string[64];
1359
1360     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1361                                 ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
1362                                 &rc_attr, 1);
1363     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1364         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query rate control "
1365                "config attribute: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1366         return AVERROR_EXTERNAL;
1367     }
1368     if (rc_attr.value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1369         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Driver does not report any "
1370                "supported rate control modes: assuming CQP only.\n");
1371         supported_va_rc_modes = VA_RC_CQP;
1372         strcpy(supported_rc_modes_string, "unknown");
1373     } else {
1374         char *str = supported_rc_modes_string;
1375         size_t len = sizeof(supported_rc_modes_string);
1376         int i, first = 1, res;
1377
1378         supported_va_rc_modes = rc_attr.value;
1379         for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(vaapi_encode_rc_modes); i++) {
1380             rc_mode = &vaapi_encode_rc_modes[i];
1381             if (supported_va_rc_modes & rc_mode->va_mode) {
1382                 res = snprintf(str, len, "%s%s",
1383                                first ? "" : ", ", rc_mode->name);
1384                 first = 0;
1385                 if (res < 0) {
1386                     *str = 0;
1387                     break;
1388                 }
1389                 len -= res;
1390                 str += res;
1391                 if (len == 0)
1392                     break;
1393             }
1394         }
1395
1396         av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Driver supports RC modes %s.\n",
1397                supported_rc_modes_string);
1398     }
1399
1400     // Rate control mode selection:
1401     // * If the user has set a mode explicitly with the rc_mode option,
1402     //   use it and fail if it is not available.
1403     // * If an explicit QP option has been set, use CQP.
1404     // * If the codec is CQ-only, use CQP.
1405     // * If the QSCALE avcodec option is set, use CQP.
1406     // * If bitrate and quality are both set, try QVBR.
1407     // * If quality is set, try ICQ, then CQP.
1408     // * If bitrate and maxrate are set and have the same value, try CBR.
1409     // * If a bitrate is set, try AVBR, then VBR, then CBR.
1410     // * If no bitrate is set, try ICQ, then CQP.
1411
1412 #define TRY_RC_MODE(mode, fail) do { \
1413         rc_mode = &vaapi_encode_rc_modes[mode]; \
1414         if (!(rc_mode->va_mode & supported_va_rc_modes)) { \
1415             if (fail) { \
1416                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support %s " \
1417                        "RC mode (supported modes: %s).\n", rc_mode->name, \
1418                        supported_rc_modes_string); \
1419                 return AVERROR(EINVAL); \
1420             } \
1421             av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Driver does not support %s " \
1422                    "RC mode.\n", rc_mode->name); \
1423             rc_mode = NULL; \
1424         } else { \
1425             goto rc_mode_found; \
1426         } \
1427     } while (0)
1428
1429     if (ctx->explicit_rc_mode)
1430         TRY_RC_MODE(ctx->explicit_rc_mode, 1);
1431
1432     if (ctx->explicit_qp)
1433         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CQP, 1);
1434
1435     if (ctx->codec->flags & FLAG_CONSTANT_QUALITY_ONLY)
1436         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CQP, 1);
1437
1438     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE)
1439         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CQP, 1);
1440
1441     if (avctx->bit_rate > 0 && avctx->global_quality > 0)
1442         TRY_RC_MODE(RC_MODE_QVBR, 0);
1443
1444     if (avctx->global_quality > 0) {
1445         TRY_RC_MODE(RC_MODE_ICQ, 0);
1446         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CQP, 0);
1447     }
1448
1449     if (avctx->bit_rate > 0 && avctx->rc_max_rate == avctx->bit_rate)
1450         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CBR, 0);
1451
1452     if (avctx->bit_rate > 0) {
1453         TRY_RC_MODE(RC_MODE_AVBR, 0);
1454         TRY_RC_MODE(RC_MODE_VBR, 0);
1455         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CBR, 0);
1456     } else {
1457         TRY_RC_MODE(RC_MODE_ICQ, 0);
1458         TRY_RC_MODE(RC_MODE_CQP, 0);
1459     }
1460
1461     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support any "
1462            "RC mode compatible with selected options "
1463            "(supported modes: %s).\n", supported_rc_modes_string);
1464     return AVERROR(EINVAL);
1465
1466 rc_mode_found:
1467     if (rc_mode->bitrate) {
1468         if (avctx->bit_rate <= 0) {
1469             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Bitrate must be set for %s "
1470                    "RC mode.\n", rc_mode->name);
1471             return AVERROR(EINVAL);
1472         }
1473
1474         if (rc_mode->mode == RC_MODE_AVBR) {
1475             // For maximum confusion AVBR is hacked into the existing API
1476             // by overloading some of the fields with completely different
1477             // meanings.
1478
1479             // Target percentage does not apply in AVBR mode.
1480             rc_bits_per_second = avctx->bit_rate;
1481
1482             // Accuracy tolerance range for meeting the specified target
1483             // bitrate.  It's very unclear how this is actually intended
1484             // to work - since we do want to get the specified bitrate,
1485             // set the accuracy to 100% for now.
1486             rc_target_percentage = 100;
1487
1488             // Convergence period in frames.  The GOP size reflects the
1489             // user's intended block size for cutting, so reusing that
1490             // as the convergence period seems a reasonable default.
1491             rc_window_size = avctx->gop_size > 0 ? avctx->gop_size : 60;
1492
1493         } else if (rc_mode->maxrate) {
1494             if (avctx->rc_max_rate > 0) {
1495                 if (avctx->rc_max_rate < avctx->bit_rate) {
1496                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid bitrate settings: "
1497                            "bitrate (%"PRId64") must not be greater than "
1498                            "maxrate (%"PRId64").\n", avctx->bit_rate,
1499                            avctx->rc_max_rate);
1500                     return AVERROR(EINVAL);
1501                 }
1502                 rc_bits_per_second   = avctx->rc_max_rate;
1503                 rc_target_percentage = (avctx->bit_rate * 100) /
1504                                        avctx->rc_max_rate;
1505             } else {
1506                 // We only have a target bitrate, but this mode requires
1507                 // that a maximum rate be supplied as well.  Since the
1508                 // user does not want this to be a constraint, arbitrarily
1509                 // pick a maximum rate of double the target rate.
1510                 rc_bits_per_second   = 2 * avctx->bit_rate;
1511                 rc_target_percentage = 50;
1512             }
1513         } else {
1514             if (avctx->rc_max_rate > avctx->bit_rate) {
1515                 av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Max bitrate is ignored "
1516                        "in %s RC mode.\n", rc_mode->name);
1517             }
1518             rc_bits_per_second   = avctx->bit_rate;
1519             rc_target_percentage = 100;
1520         }
1521     } else {
1522         rc_bits_per_second   = 0;
1523         rc_target_percentage = 100;
1524     }
1525
1526     if (rc_mode->quality) {
1527         if (ctx->explicit_qp) {
1528             rc_quality = ctx->explicit_qp;
1529         } else if (avctx->global_quality > 0) {
1530             rc_quality = avctx->global_quality;
1531         } else {
1532             rc_quality = ctx->codec->default_quality;
1533             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No quality level set; "
1534                    "using default (%d).\n", rc_quality);
1535         }
1536     } else {
1537         rc_quality = 0;
1538     }
1539
1540     if (rc_mode->hrd) {
1541         if (avctx->rc_buffer_size)
1542             hrd_buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
1543         else if (avctx->rc_max_rate > 0)
1544             hrd_buffer_size = avctx->rc_max_rate;
1545         else
1546             hrd_buffer_size = avctx->bit_rate;
1547         if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy) {
1548             if (avctx->rc_initial_buffer_occupancy > hrd_buffer_size) {
1549                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid RC buffer settings: "
1550                        "must have initial buffer size (%d) <= "
1551                        "buffer size (%"PRId64").\n",
1552                        avctx->rc_initial_buffer_occupancy, hrd_buffer_size);
1553                 return AVERROR(EINVAL);
1554             }
1555             hrd_initial_buffer_fullness = avctx->rc_initial_buffer_occupancy;
1556         } else {
1557             hrd_initial_buffer_fullness = hrd_buffer_size * 3 / 4;
1558         }
1559
1560         rc_window_size = (hrd_buffer_size * 1000) / rc_bits_per_second;
1561     } else {
1562         if (avctx->rc_buffer_size || avctx->rc_initial_buffer_occupancy) {
1563             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Buffering settings are ignored "
1564                    "in %s RC mode.\n", rc_mode->name);
1565         }
1566
1567         hrd_buffer_size             = 0;
1568         hrd_initial_buffer_fullness = 0;
1569
1570         if (rc_mode->mode != RC_MODE_AVBR) {
1571             // Already set (with completely different meaning) for AVBR.
1572             rc_window_size = 1000;
1573         }
1574     }
1575
1576     if (rc_bits_per_second          > UINT32_MAX ||
1577         hrd_buffer_size             > UINT32_MAX ||
1578         hrd_initial_buffer_fullness > UINT32_MAX) {
1579         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "RC parameters of 2^32 or "
1580                "greater are not supported by VAAPI.\n");
1581         return AVERROR(EINVAL);
1582     }
1583
1584     ctx->rc_mode     = rc_mode;
1585     ctx->rc_quality  = rc_quality;
1586     ctx->va_rc_mode  = rc_mode->va_mode;
1587     ctx->va_bit_rate = rc_bits_per_second;
1588
1589     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC mode: %s.\n", rc_mode->name);
1590     if (rc_attr.value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1591         // This driver does not want the RC mode attribute to be set.
1592     } else {
1593         ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1594             (VAConfigAttrib) {
1595             .type  = VAConfigAttribRateControl,
1596             .value = ctx->va_rc_mode,
1597         };
1598     }
1599
1600     if (rc_mode->quality)
1601         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC quality: %d.\n", rc_quality);
1602
1603     if (rc_mode->va_mode != VA_RC_CQP) {
1604         if (rc_mode->mode == RC_MODE_AVBR) {
1605             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC target: %"PRId64" bps "
1606                    "converging in %d frames with %d%% accuracy.\n",
1607                    rc_bits_per_second, rc_window_size,
1608                    rc_target_percentage);
1609         } else if (rc_mode->bitrate) {
1610             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC target: %d%% of "
1611                    "%"PRId64" bps over %d ms.\n", rc_target_percentage,
1612                    rc_bits_per_second, rc_window_size);
1613         }
1614
1615         ctx->rc_params = (VAEncMiscParameterRateControl) {
1616             .bits_per_second    = rc_bits_per_second,
1617             .target_percentage  = rc_target_percentage,
1618             .window_size        = rc_window_size,
1619             .initial_qp         = 0,
1620             .min_qp             = (avctx->qmin > 0 ? avctx->qmin : 0),
1621             .basic_unit_size    = 0,
1622 #if VA_CHECK_VERSION(1, 1, 0)
1623             .ICQ_quality_factor = av_clip(rc_quality, 1, 51),
1624             .max_qp             = (avctx->qmax > 0 ? avctx->qmax : 0),
1625 #endif
1626 #if VA_CHECK_VERSION(1, 3, 0)
1627             .quality_factor     = rc_quality,
1628 #endif
1629         };
1630         vaapi_encode_add_global_param(avctx,
1631                                       VAEncMiscParameterTypeRateControl,
1632                                       &ctx->rc_params,
1633                                       sizeof(ctx->rc_params));
1634     }
1635
1636     if (rc_mode->hrd) {
1637         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC buffer: %"PRId64" bits, "
1638                "initial fullness %"PRId64" bits.\n",
1639                hrd_buffer_size, hrd_initial_buffer_fullness);
1640
1641         ctx->hrd_params = (VAEncMiscParameterHRD) {
1642             .initial_buffer_fullness = hrd_initial_buffer_fullness,
1643             .buffer_size             = hrd_buffer_size,
1644         };
1645         vaapi_encode_add_global_param(avctx,
1646                                       VAEncMiscParameterTypeHRD,
1647                                       &ctx->hrd_params,
1648                                       sizeof(ctx->hrd_params));
1649     }
1650
1651     if (avctx->framerate.num > 0 && avctx->framerate.den > 0)
1652         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1653                   avctx->framerate.num, avctx->framerate.den, 65535);
1654     else
1655         av_reduce(&fr_num, &fr_den,
1656                   avctx->time_base.den, avctx->time_base.num, 65535);
1657
1658     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RC framerate: %d/%d (%.2f fps).\n",
1659            fr_num, fr_den, (double)fr_num / fr_den);
1660
1661     ctx->fr_params = (VAEncMiscParameterFrameRate) {
1662         .framerate = (unsigned int)fr_den << 16 | fr_num,
1663     };
1664 #if VA_CHECK_VERSION(0, 40, 0)
1665     vaapi_encode_add_global_param(avctx,
1666                                   VAEncMiscParameterTypeFrameRate,
1667                                   &ctx->fr_params,
1668                                   sizeof(ctx->fr_params));
1669 #endif
1670
1671     return 0;
1672 }
1673
1674 static av_cold int vaapi_encode_init_gop_structure(AVCodecContext *avctx)
1675 {
1676     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1677     VAStatus vas;
1678     VAConfigAttrib attr = { VAConfigAttribEncMaxRefFrames };
1679     uint32_t ref_l0, ref_l1;
1680
1681     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1682                                 ctx->va_profile,
1683                                 ctx->va_entrypoint,
1684                                 &attr, 1);
1685     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1686         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query reference frames "
1687                "attribute: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1688         return AVERROR_EXTERNAL;
1689     }
1690
1691     if (attr.value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1692         ref_l0 = ref_l1 = 0;
1693     } else {
1694         ref_l0 = attr.value       & 0xffff;
1695         ref_l1 = attr.value >> 16 & 0xffff;
1696     }
1697
1698     if (ctx->codec->flags & FLAG_INTRA_ONLY ||
1699         avctx->gop_size <= 1) {
1700         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using intra frames only.\n");
1701         ctx->gop_size = 1;
1702     } else if (ref_l0 < 1) {
1703         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support any "
1704                "reference frames.\n");
1705         return AVERROR(EINVAL);
1706     } else if (!(ctx->codec->flags & FLAG_B_PICTURES) ||
1707                ref_l1 < 1 || avctx->max_b_frames < 1) {
1708         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using intra and P-frames "
1709                "(supported references: %d / %d).\n", ref_l0, ref_l1);
1710         ctx->gop_size = avctx->gop_size;
1711         ctx->p_per_i  = INT_MAX;
1712         ctx->b_per_p  = 0;
1713     } else {
1714         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using intra, P- and B-frames "
1715                "(supported references: %d / %d).\n", ref_l0, ref_l1);
1716         ctx->gop_size = avctx->gop_size;
1717         ctx->p_per_i  = INT_MAX;
1718         ctx->b_per_p  = avctx->max_b_frames;
1719         if (ctx->codec->flags & FLAG_B_PICTURE_REFERENCES) {
1720             ctx->max_b_depth = FFMIN(ctx->desired_b_depth,
1721                                      av_log2(ctx->b_per_p) + 1);
1722         } else {
1723             ctx->max_b_depth = 1;
1724         }
1725     }
1726
1727     if (ctx->codec->flags & FLAG_NON_IDR_KEY_PICTURES) {
1728         ctx->closed_gop  = !!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP);
1729         ctx->gop_per_idr = ctx->idr_interval + 1;
1730     } else {
1731         ctx->closed_gop  = 1;
1732         ctx->gop_per_idr = 1;
1733     }
1734
1735     return 0;
1736 }
1737
1738 static av_cold int vaapi_encode_init_slice_structure(AVCodecContext *avctx)
1739 {
1740     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1741     VAConfigAttrib attr[2] = { { VAConfigAttribEncMaxSlices },
1742                                { VAConfigAttribEncSliceStructure } };
1743     VAStatus vas;
1744     uint32_t max_slices, slice_structure;
1745     int req_slices;
1746
1747     if (!(ctx->codec->flags & FLAG_SLICE_CONTROL)) {
1748         if (avctx->slices > 0) {
1749             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Multiple slices were requested "
1750                    "but this codec does not support controlling slices.\n");
1751         }
1752         return 0;
1753     }
1754
1755     ctx->slice_block_rows = (avctx->height + ctx->slice_block_height - 1) /
1756                              ctx->slice_block_height;
1757     ctx->slice_block_cols = (avctx->width  + ctx->slice_block_width  - 1) /
1758                              ctx->slice_block_width;
1759
1760     if (avctx->slices <= 1) {
1761         ctx->nb_slices  = 1;
1762         ctx->slice_size = ctx->slice_block_rows;
1763         return 0;
1764     }
1765
1766     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1767                                 ctx->va_profile,
1768                                 ctx->va_entrypoint,
1769                                 attr, FF_ARRAY_ELEMS(attr));
1770     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1771         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query slice "
1772                "attributes: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1773         return AVERROR_EXTERNAL;
1774     }
1775     max_slices      = attr[0].value;
1776     slice_structure = attr[1].value;
1777     if (max_slices      == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED ||
1778         slice_structure == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1779         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support encoding "
1780                "pictures as multiple slices.\n.");
1781         return AVERROR(EINVAL);
1782     }
1783
1784     // For fixed-size slices currently we only support whole rows, making
1785     // rectangular slices.  This could be extended to arbitrary runs of
1786     // blocks, but since slices tend to be a conformance requirement and
1787     // most cases (such as broadcast or bluray) want rectangular slices
1788     // only it would need to be gated behind another option.
1789     if (avctx->slices > ctx->slice_block_rows) {
1790         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Not enough rows to use "
1791                "configured number of slices (%d < %d); using "
1792                "maximum.\n", ctx->slice_block_rows, avctx->slices);
1793         req_slices = ctx->slice_block_rows;
1794     } else {
1795         req_slices = avctx->slices;
1796     }
1797     if (slice_structure & VA_ENC_SLICE_STRUCTURE_ARBITRARY_ROWS ||
1798         slice_structure & VA_ENC_SLICE_STRUCTURE_ARBITRARY_MACROBLOCKS) {
1799         ctx->nb_slices  = req_slices;
1800         ctx->slice_size = ctx->slice_block_rows / ctx->nb_slices;
1801     } else if (slice_structure & VA_ENC_SLICE_STRUCTURE_POWER_OF_TWO_ROWS) {
1802         int k;
1803         for (k = 1;; k *= 2) {
1804             if (2 * k * (req_slices - 1) + 1 >= ctx->slice_block_rows)
1805                 break;
1806         }
1807         ctx->nb_slices  = (ctx->slice_block_rows + k - 1) / k;
1808         ctx->slice_size = k;
1809 #if VA_CHECK_VERSION(1, 0, 0)
1810     } else if (slice_structure & VA_ENC_SLICE_STRUCTURE_EQUAL_ROWS) {
1811         ctx->nb_slices  = ctx->slice_block_rows;
1812         ctx->slice_size = 1;
1813 #endif
1814     } else {
1815         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support any usable "
1816                "slice structure modes (%#x).\n", slice_structure);
1817         return AVERROR(EINVAL);
1818     }
1819
1820     if (ctx->nb_slices > avctx->slices) {
1821         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Slice count rounded up to "
1822                "%d (from %d) due to driver constraints on slice "
1823                "structure.\n", ctx->nb_slices, avctx->slices);
1824     }
1825     if (ctx->nb_slices > max_slices) {
1826         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Driver does not support "
1827                "encoding with %d slices (max %"PRIu32").\n",
1828                ctx->nb_slices, max_slices);
1829         return AVERROR(EINVAL);
1830     }
1831
1832     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Encoding pictures with %d slices "
1833            "(default size %d block rows).\n",
1834            ctx->nb_slices, ctx->slice_size);
1835     return 0;
1836 }
1837
1838 static av_cold int vaapi_encode_init_packed_headers(AVCodecContext *avctx)
1839 {
1840     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1841     VAStatus vas;
1842     VAConfigAttrib attr = { VAConfigAttribEncPackedHeaders };
1843
1844     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1845                                 ctx->va_profile,
1846                                 ctx->va_entrypoint,
1847                                 &attr, 1);
1848     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1849         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query packed headers "
1850                "attribute: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1851         return AVERROR_EXTERNAL;
1852     }
1853
1854     if (attr.value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1855         if (ctx->desired_packed_headers) {
1856             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Driver does not support any "
1857                    "packed headers (wanted %#x).\n",
1858                    ctx->desired_packed_headers);
1859         } else {
1860             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Driver does not support any "
1861                    "packed headers (none wanted).\n");
1862         }
1863         ctx->va_packed_headers = 0;
1864     } else {
1865         if (ctx->desired_packed_headers & ~attr.value) {
1866             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Driver does not support some "
1867                    "wanted packed headers (wanted %#x, found %#x).\n",
1868                    ctx->desired_packed_headers, attr.value);
1869         } else {
1870             av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "All wanted packed headers "
1871                    "available (wanted %#x, found %#x).\n",
1872                    ctx->desired_packed_headers, attr.value);
1873         }
1874         ctx->va_packed_headers = ctx->desired_packed_headers & attr.value;
1875     }
1876
1877     if (ctx->va_packed_headers) {
1878         ctx->config_attributes[ctx->nb_config_attributes++] =
1879             (VAConfigAttrib) {
1880             .type  = VAConfigAttribEncPackedHeaders,
1881             .value = ctx->va_packed_headers,
1882         };
1883     }
1884
1885     if ( (ctx->desired_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE) &&
1886         !(ctx->va_packed_headers      & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE) &&
1887          (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)) {
1888         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Driver does not support packed "
1889                "sequence headers, but a global header is requested.\n");
1890         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "No global header will be written: "
1891                "this may result in a stream which is not usable for some "
1892                "purposes (e.g. not muxable to some containers).\n");
1893     }
1894
1895     return 0;
1896 }
1897
1898 static av_cold int vaapi_encode_init_quality(AVCodecContext *avctx)
1899 {
1900 #if VA_CHECK_VERSION(0, 36, 0)
1901     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1902     VAStatus vas;
1903     VAConfigAttrib attr = { VAConfigAttribEncQualityRange };
1904     int quality = avctx->compression_level;
1905
1906     vas = vaGetConfigAttributes(ctx->hwctx->display,
1907                                 ctx->va_profile,
1908                                 ctx->va_entrypoint,
1909                                 &attr, 1);
1910     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1911         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to query quality "
1912                "config attribute: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1913         return AVERROR_EXTERNAL;
1914     }
1915
1916     if (attr.value == VA_ATTRIB_NOT_SUPPORTED) {
1917         if (quality != 0) {
1918             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Quality attribute is not "
1919                    "supported: will use default quality level.\n");
1920         }
1921     } else {
1922         if (quality > attr.value) {
1923             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Invalid quality level: "
1924                    "valid range is 0-%d, using %d.\n",
1925                    attr.value, attr.value);
1926             quality = attr.value;
1927         }
1928
1929         ctx->quality_params = (VAEncMiscParameterBufferQualityLevel) {
1930             .quality_level = quality,
1931         };
1932         vaapi_encode_add_global_param(avctx,
1933                                       VAEncMiscParameterTypeQualityLevel,
1934                                       &ctx->quality_params,
1935                                       sizeof(ctx->quality_params));
1936     }
1937 #else
1938     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "The encode quality option is "
1939            "not supported with this VAAPI version.\n");
1940 #endif
1941
1942     return 0;
1943 }
1944
1945 static void vaapi_encode_free_output_buffer(void *opaque,
1946                                             uint8_t *data)
1947 {
1948     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1949     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1950     VABufferID buffer_id;
1951
1952     buffer_id = (VABufferID)(uintptr_t)data;
1953
1954     vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1955
1956     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Freed output buffer %#x\n", buffer_id);
1957 }
1958
1959 static AVBufferRef *vaapi_encode_alloc_output_buffer(void *opaque,
1960                                                      int size)
1961 {
1962     AVCodecContext   *avctx = opaque;
1963     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1964     VABufferID buffer_id;
1965     VAStatus vas;
1966     AVBufferRef *ref;
1967
1968     // The output buffer size is fixed, so it needs to be large enough
1969     // to hold the largest possible compressed frame.  We assume here
1970     // that the uncompressed frame plus some header data is an upper
1971     // bound on that.
1972     vas = vaCreateBuffer(ctx->hwctx->display, ctx->va_context,
1973                          VAEncCodedBufferType,
1974                          3 * ctx->surface_width * ctx->surface_height +
1975                          (1 << 16), 1, 0, &buffer_id);
1976     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
1977         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create bitstream "
1978                "output buffer: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
1979         return NULL;
1980     }
1981
1982     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Allocated output buffer %#x\n", buffer_id);
1983
1984     ref = av_buffer_create((uint8_t*)(uintptr_t)buffer_id,
1985                            sizeof(buffer_id),
1986                            &vaapi_encode_free_output_buffer,
1987                            avctx, AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
1988     if (!ref) {
1989         vaDestroyBuffer(ctx->hwctx->display, buffer_id);
1990         return NULL;
1991     }
1992
1993     return ref;
1994 }
1995
1996 static av_cold int vaapi_encode_create_recon_frames(AVCodecContext *avctx)
1997 {
1998     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
1999     AVVAAPIHWConfig *hwconfig = NULL;
2000     AVHWFramesConstraints *constraints = NULL;
2001     enum AVPixelFormat recon_format;
2002     int err, i;
2003
2004     hwconfig = av_hwdevice_hwconfig_alloc(ctx->device_ref);
2005     if (!hwconfig) {
2006         err = AVERROR(ENOMEM);
2007         goto fail;
2008     }
2009     hwconfig->config_id = ctx->va_config;
2010
2011     constraints = av_hwdevice_get_hwframe_constraints(ctx->device_ref,
2012                                                       hwconfig);
2013     if (!constraints) {
2014         err = AVERROR(ENOMEM);
2015         goto fail;
2016     }
2017
2018     // Probably we can use the input surface format as the surface format
2019     // of the reconstructed frames.  If not, we just pick the first (only?)
2020     // format in the valid list and hope that it all works.
2021     recon_format = AV_PIX_FMT_NONE;
2022     if (constraints->valid_sw_formats) {
2023         for (i = 0; constraints->valid_sw_formats[i] != AV_PIX_FMT_NONE; i++) {
2024             if (ctx->input_frames->sw_format ==
2025                 constraints->valid_sw_formats[i]) {
2026                 recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
2027                 break;
2028             }
2029         }
2030         if (recon_format == AV_PIX_FMT_NONE) {
2031             // No match.  Just use the first in the supported list and
2032             // hope for the best.
2033             recon_format = constraints->valid_sw_formats[0];
2034         }
2035     } else {
2036         // No idea what to use; copy input format.
2037         recon_format = ctx->input_frames->sw_format;
2038     }
2039     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "Using %s as format of "
2040            "reconstructed frames.\n", av_get_pix_fmt_name(recon_format));
2041
2042     if (ctx->surface_width  < constraints->min_width  ||
2043         ctx->surface_height < constraints->min_height ||
2044         ctx->surface_width  > constraints->max_width ||
2045         ctx->surface_height > constraints->max_height) {
2046         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Hardware does not support encoding at "
2047                "size %dx%d (constraints: width %d-%d height %d-%d).\n",
2048                ctx->surface_width, ctx->surface_height,
2049                constraints->min_width,  constraints->max_width,
2050                constraints->min_height, constraints->max_height);
2051         err = AVERROR(EINVAL);
2052         goto fail;
2053     }
2054
2055     av_freep(&hwconfig);
2056     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
2057
2058     ctx->recon_frames_ref = av_hwframe_ctx_alloc(ctx->device_ref);
2059     if (!ctx->recon_frames_ref) {
2060         err = AVERROR(ENOMEM);
2061         goto fail;
2062     }
2063     ctx->recon_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->recon_frames_ref->data;
2064
2065     ctx->recon_frames->format    = AV_PIX_FMT_VAAPI;
2066     ctx->recon_frames->sw_format = recon_format;
2067     ctx->recon_frames->width     = ctx->surface_width;
2068     ctx->recon_frames->height    = ctx->surface_height;
2069
2070     err = av_hwframe_ctx_init(ctx->recon_frames_ref);
2071     if (err < 0) {
2072         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to initialise reconstructed "
2073                "frame context: %d.\n", err);
2074         goto fail;
2075     }
2076
2077     err = 0;
2078   fail:
2079     av_freep(&hwconfig);
2080     av_hwframe_constraints_free(&constraints);
2081     return err;
2082 }
2083
2084 av_cold int ff_vaapi_encode_init(AVCodecContext *avctx)
2085 {
2086     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
2087     AVVAAPIFramesContext *recon_hwctx = NULL;
2088     VAStatus vas;
2089     int err;
2090
2091     if (!avctx->hw_frames_ctx) {
2092         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "A hardware frames reference is "
2093                "required to associate the encoding device.\n");
2094         return AVERROR(EINVAL);
2095     }
2096
2097     ctx->va_config  = VA_INVALID_ID;
2098     ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
2099
2100     ctx->input_frames_ref = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
2101     if (!ctx->input_frames_ref) {
2102         err = AVERROR(ENOMEM);
2103         goto fail;
2104     }
2105     ctx->input_frames = (AVHWFramesContext*)ctx->input_frames_ref->data;
2106
2107     ctx->device_ref = av_buffer_ref(ctx->input_frames->device_ref);
2108     if (!ctx->device_ref) {
2109         err = AVERROR(ENOMEM);
2110         goto fail;
2111     }
2112     ctx->device = (AVHWDeviceContext*)ctx->device_ref->data;
2113     ctx->hwctx = ctx->device->hwctx;
2114
2115     err = vaapi_encode_profile_entrypoint(avctx);
2116     if (err < 0)
2117         goto fail;
2118
2119     err = vaapi_encode_init_rate_control(avctx);
2120     if (err < 0)
2121         goto fail;
2122
2123     err = vaapi_encode_init_gop_structure(avctx);
2124     if (err < 0)
2125         goto fail;
2126
2127     err = vaapi_encode_init_slice_structure(avctx);
2128     if (err < 0)
2129         goto fail;
2130
2131     err = vaapi_encode_init_packed_headers(avctx);
2132     if (err < 0)
2133         goto fail;
2134
2135     if (avctx->compression_level >= 0) {
2136         err = vaapi_encode_init_quality(avctx);
2137         if (err < 0)
2138             goto fail;
2139     }
2140
2141     vas = vaCreateConfig(ctx->hwctx->display,
2142                          ctx->va_profile, ctx->va_entrypoint,
2143                          ctx->config_attributes, ctx->nb_config_attributes,
2144                          &ctx->va_config);
2145     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
2146         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
2147                "configuration: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
2148         err = AVERROR(EIO);
2149         goto fail;
2150     }
2151
2152     err = vaapi_encode_create_recon_frames(avctx);
2153     if (err < 0)
2154         goto fail;
2155
2156     recon_hwctx = ctx->recon_frames->hwctx;
2157     vas = vaCreateContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_config,
2158                           ctx->surface_width, ctx->surface_height,
2159                           VA_PROGRESSIVE,
2160                           recon_hwctx->surface_ids,
2161                           recon_hwctx->nb_surfaces,
2162                           &ctx->va_context);
2163     if (vas != VA_STATUS_SUCCESS) {
2164         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create encode pipeline "
2165                "context: %d (%s).\n", vas, vaErrorStr(vas));
2166         err = AVERROR(EIO);
2167         goto fail;
2168     }
2169
2170     ctx->output_buffer_pool =
2171         av_buffer_pool_init2(sizeof(VABufferID), avctx,
2172                              &vaapi_encode_alloc_output_buffer, NULL);
2173     if (!ctx->output_buffer_pool) {
2174         err = AVERROR(ENOMEM);
2175         goto fail;
2176     }
2177
2178     if (ctx->codec->configure) {
2179         err = ctx->codec->configure(avctx);
2180         if (err < 0)
2181             goto fail;
2182     }
2183
2184     ctx->output_delay = ctx->b_per_p;
2185     ctx->decode_delay = ctx->max_b_depth;
2186
2187     if (ctx->codec->sequence_params_size > 0) {
2188         ctx->codec_sequence_params =
2189             av_mallocz(ctx->codec->sequence_params_size);
2190         if (!ctx->codec_sequence_params) {
2191             err = AVERROR(ENOMEM);
2192             goto fail;
2193         }
2194     }
2195     if (ctx->codec->picture_params_size > 0) {
2196         ctx->codec_picture_params =
2197             av_mallocz(ctx->codec->picture_params_size);
2198         if (!ctx->codec_picture_params) {
2199             err = AVERROR(ENOMEM);
2200             goto fail;
2201         }
2202     }
2203
2204     if (ctx->codec->init_sequence_params) {
2205         err = ctx->codec->init_sequence_params(avctx);
2206         if (err < 0) {
2207             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Codec sequence initialisation "
2208                    "failed: %d.\n", err);
2209             goto fail;
2210         }
2211     }
2212
2213     if (ctx->va_packed_headers & VA_ENC_PACKED_HEADER_SEQUENCE &&
2214         ctx->codec->write_sequence_header &&
2215         avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
2216         char data[MAX_PARAM_BUFFER_SIZE];
2217         size_t bit_len = 8 * sizeof(data);
2218
2219         err = ctx->codec->write_sequence_header(avctx, data, &bit_len);
2220         if (err < 0) {
2221             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to write sequence header "
2222                    "for extradata: %d.\n", err);
2223             goto fail;
2224         } else {
2225             avctx->extradata_size = (bit_len + 7) / 8;
2226             avctx->extradata = av_mallocz(avctx->extradata_size +
2227                                           AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
2228             if (!avctx->extradata) {
2229                 err = AVERROR(ENOMEM);
2230                 goto fail;
2231             }
2232             memcpy(avctx->extradata, data, avctx->extradata_size);
2233         }
2234     }
2235
2236     return 0;
2237
2238 fail:
2239     ff_vaapi_encode_close(avctx);
2240     return err;
2241 }
2242
2243 av_cold int ff_vaapi_encode_close(AVCodecContext *avctx)
2244 {
2245     VAAPIEncodeContext *ctx = avctx->priv_data;
2246     VAAPIEncodePicture *pic, *next;
2247
2248     for (pic = ctx->pic_start; pic; pic = next) {
2249         next = pic->next;
2250         vaapi_encode_free(avctx, pic);
2251     }
2252
2253     av_buffer_pool_uninit(&ctx->output_buffer_pool);
2254
2255     if (ctx->va_context != VA_INVALID_ID) {
2256         vaDestroyContext(ctx->hwctx->display, ctx->va_context);
2257         ctx->va_context = VA_INVALID_ID;
2258     }
2259
2260     if (ctx->va_config != VA_INVALID_ID) {
2261         vaDestroyConfig(ctx->hwctx->display, ctx->va_config);
2262         ctx->va_config = VA_INVALID_ID;
2263     }
2264
2265     av_freep(&ctx->codec_sequence_params);
2266     av_freep(&ctx->codec_picture_params);
2267
2268     av_buffer_unref(&ctx->recon_frames_ref);
2269     av_buffer_unref(&ctx->input_frames_ref);
2270     av_buffer_unref(&ctx->device_ref);
2271
2272     return 0;
2273 }