libkvazaar: Use av_image_copy for copying pixels
[ffmpeg.git] / libavcodec / libkvazaar.c
1 /*
2  * libkvazaar encoder
3  *
4  * Copyright (c) 2015 Tampere University of Technology
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include <kvazaar.h>
24 #include <string.h>
25
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavutil/imgutils.h"
28 #include "libavutil/dict.h"
29 #include "libavutil/opt.h"
30 #include "libavutil/pixdesc.h"
31 #include "avcodec.h"
32 #include "internal.h"
33
34 typedef struct LibkvazaarContext {
35     const AVClass *class;
36
37     const kvz_api *api;
38     kvz_encoder *encoder;
39     kvz_config *config;
40
41     char *kvz_params;
42 } LibkvazaarContext;
43
44 static av_cold int libkvazaar_init(AVCodecContext *avctx)
45 {
46     int retval = 0;
47     kvz_config *cfg = NULL;
48     kvz_encoder *enc = NULL;
49     const kvz_api *const api = kvz_api_get(8);
50
51     LibkvazaarContext *const ctx = avctx->priv_data;
52
53     // Kvazaar requires width and height to be multiples of eight.
54     if (avctx->width % 8 || avctx->height % 8) {
55         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Video dimensions are not a multiple of 8.\n");
56         retval = AVERROR_INVALIDDATA;
57         goto done;
58     }
59
60     cfg = api->config_alloc();
61     if (!cfg) {
62         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate kvazaar config structure.\n");
63         retval = AVERROR(ENOMEM);
64         goto done;
65     }
66
67     if (!api->config_init(cfg)) {
68         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not initialize kvazaar config structure.\n");
69         retval = AVERROR_EXTERNAL;
70         goto done;
71     }
72
73     cfg->width = avctx->width;
74     cfg->height = avctx->height;
75     cfg->framerate =
76       (double)(avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame) / avctx->time_base.den;
77     cfg->threads = avctx->thread_count;
78     cfg->target_bitrate = avctx->bit_rate;
79     cfg->vui.sar_width = avctx->sample_aspect_ratio.num;
80     cfg->vui.sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
81
82     if (ctx->kvz_params) {
83         AVDictionary *dict = NULL;
84         if (!av_dict_parse_string(&dict, ctx->kvz_params, "=", ",", 0)) {
85             AVDictionaryEntry *entry = NULL;
86             while ((entry = av_dict_get(dict, "", entry, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
87                 if (!api->config_parse(cfg, entry->key, entry->value)) {
88                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
89                            "Invalid option: %s=%s.\n",
90                            entry->key, entry->value);
91                 }
92             }
93             av_dict_free(&dict);
94         }
95     }
96
97     enc = api->encoder_open(cfg);
98     if (!enc) {
99         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not open kvazaar encoder.\n");
100         retval = AVERROR_EXTERNAL;
101         goto done;
102     }
103
104     ctx->api = api;
105     ctx->encoder = enc;
106     ctx->config = cfg;
107     enc = NULL;
108     cfg = NULL;
109
110 done:
111     api->config_destroy(cfg);
112     api->encoder_close(enc);
113
114     return retval;
115 }
116
117 static av_cold int libkvazaar_close(AVCodecContext *avctx)
118 {
119     LibkvazaarContext *ctx = avctx->priv_data;
120     if (!ctx->api) return 0;
121
122     if (ctx->encoder) {
123         ctx->api->encoder_close(ctx->encoder);
124         ctx->encoder = NULL;
125     }
126
127     if (ctx->config) {
128         ctx->api->config_destroy(ctx->config);
129         ctx->config = NULL;
130     }
131
132     return 0;
133 }
134
135 static int libkvazaar_encode(AVCodecContext *avctx,
136                              AVPacket *avpkt,
137                              const AVFrame *frame,
138                              int *got_packet_ptr)
139 {
140     int retval = 0;
141     kvz_picture *img_in = NULL;
142
143     kvz_data_chunk *data_out = NULL;
144     uint32_t len_out = 0;
145     kvz_picture *recon_pic = NULL;
146     kvz_frame_info frame_info;
147
148     LibkvazaarContext *ctx = avctx->priv_data;
149
150     *got_packet_ptr = 0;
151
152     if (frame) {
153         if (frame->width != ctx->config->width ||
154                 frame->height != ctx->config->height) {
155             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
156                    "Changing video dimensions during encoding is not supported. "
157                    "(changed from %dx%d to %dx%d)\n",
158                    ctx->config->width, ctx->config->height,
159                    frame->width, frame->height);
160             retval = AVERROR_INVALIDDATA;
161             goto done;
162         }
163
164         if (frame->format != avctx->pix_fmt) {
165             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
166                    "Changing pixel format during encoding is not supported. "
167                    "(changed from %s to %s)\n",
168                    av_get_pix_fmt_name(avctx->pix_fmt),
169                    av_get_pix_fmt_name(frame->format));
170             retval = AVERROR_INVALIDDATA;
171             goto done;
172         }
173
174         // Allocate input picture for kvazaar.
175         img_in = ctx->api->picture_alloc(frame->width, frame->height);
176         if (!img_in) {
177             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate picture.\n");
178             retval = AVERROR(ENOMEM);
179             goto done;
180         }
181
182         // Copy pixels from frame to img_in.
183         {
184             int dst_linesizes[4] = {
185               frame->width,
186               frame->width / 2,
187               frame->width / 2,
188               0
189             };
190             av_image_copy(img_in->data, dst_linesizes,
191                           frame->data, frame->linesize,
192                           frame->format, frame->width, frame->height);
193         }
194
195         img_in->pts = frame->pts;
196     }
197
198     if (!ctx->api->encoder_encode(ctx->encoder, img_in,
199                                   &data_out, &len_out,
200                                   &recon_pic, NULL,
201                                   &frame_info)) {
202         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to encode frame.\n");
203         retval = AVERROR_EXTERNAL;
204         goto done;
205     }
206
207     if (data_out) {
208         kvz_data_chunk *chunk = NULL;
209         uint64_t written = 0;
210
211         retval = ff_alloc_packet(avpkt, len_out);
212         if (retval < 0) {
213             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to allocate output packet.\n");
214             goto done;
215         }
216
217         for (chunk = data_out; chunk != NULL; chunk = chunk->next) {
218             av_assert0(written + chunk->len <= len_out);
219             memcpy(avpkt->data + written, chunk->data, chunk->len);
220             written += chunk->len;
221         }
222         *got_packet_ptr = 1;
223
224         ctx->api->chunk_free(data_out);
225         data_out = NULL;
226
227         avpkt->pts = recon_pic->pts;
228         avpkt->dts = recon_pic->dts;
229
230         avpkt->flags = 0;
231         // IRAP VCL NAL unit types span the range
232         // [BLA_W_LP (16), RSV_IRAP_VCL23 (23)].
233         if (frame_info.nal_unit_type >= KVZ_NAL_BLA_W_LP &&
234                 frame_info.nal_unit_type <= KVZ_NAL_RSV_IRAP_VCL23) {
235             avpkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
236         }
237     }
238
239 done:
240     ctx->api->picture_free(img_in);
241     ctx->api->picture_free(recon_pic);
242     ctx->api->chunk_free(data_out);
243     return retval;
244 }
245
246 static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
247     AV_PIX_FMT_YUV420P,
248     AV_PIX_FMT_NONE
249 };
250
251 static const AVOption options[] = {
252     { "kvazaar-params", "Set kvazaar parameters as a comma-separated list of name=value pairs.",
253       offsetof(LibkvazaarContext, kvz_params), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, 0, 0,
254       AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
255     { NULL },
256 };
257
258 static const AVClass class = {
259     .class_name = "libkvazaar",
260     .item_name  = av_default_item_name,
261     .option     = options,
262     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
263 };
264
265 static const AVCodecDefault defaults[] = {
266     { "b", "0" },
267     { NULL },
268 };
269
270 AVCodec ff_libkvazaar_encoder = {
271     .name             = "libkvazaar",
272     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libkvazaar H.265 / HEVC"),
273     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
274     .id               = AV_CODEC_ID_HEVC,
275     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY,
276     .pix_fmts         = pix_fmts,
277
278     .priv_class       = &class,
279     .priv_data_size   = sizeof(LibkvazaarContext),
280     .defaults         = defaults,
281
282     .init             = libkvazaar_init,
283     .encode2          = libkvazaar_encode,
284     .close            = libkvazaar_close,
285 };