50de0073020ae8098138243758bf9784e0432b5c
[ffmpeg.git] / libavcodec / libx264.c
1 /*
2  * H.264 encoding using the x264 library
3  * Copyright (C) 2005  Mans Rullgard <mans@mansr.com>
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/internal.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "libavutil/mem.h"
25 #include "libavutil/pixdesc.h"
26 #include "libavutil/stereo3d.h"
27 #include "avcodec.h"
28 #include "internal.h"
29
30 #if defined(_MSC_VER)
31 #define X264_API_IMPORTS 1
32 #endif
33
34 #include <x264.h>
35 #include <float.h>
36 #include <math.h>
37 #include <stdio.h>
38 #include <stdlib.h>
39 #include <string.h>
40
41 typedef struct X264Context {
42     AVClass        *class;
43     x264_param_t    params;
44     x264_t         *enc;
45     x264_picture_t  pic;
46     uint8_t        *sei;
47     int             sei_size;
48     char *preset;
49     char *tune;
50     char *profile;
51     int fastfirstpass;
52     float crf;
53     float crf_max;
54     int cqp;
55     int aq_mode;
56     float aq_strength;
57     char *psy_rd;
58     int psy;
59     int rc_lookahead;
60     int weightp;
61     int weightb;
62     int ssim;
63     int intra_refresh;
64     int bluray_compat;
65     int b_bias;
66     int b_pyramid;
67     int mixed_refs;
68     int dct8x8;
69     int fast_pskip;
70     int aud;
71     int mbtree;
72     char *deblock;
73     float cplxblur;
74     char *partitions;
75     int direct_pred;
76     int slice_max_size;
77     char *stats;
78     int nal_hrd;
79     int motion_est;
80     int forced_idr;
81     char *x264_params;
82 } X264Context;
83
84 static void X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
85 {
86     static const int level_map[] = {
87         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
88         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
89         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
90         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
91     };
92
93     if (level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
94         return;
95
96     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
97 }
98
99
100 static int encode_nals(AVCodecContext *ctx, AVPacket *pkt,
101                        x264_nal_t *nals, int nnal)
102 {
103     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
104     uint8_t *p;
105     int i, size = x4->sei_size, ret;
106
107     if (!nnal)
108         return 0;
109
110     for (i = 0; i < nnal; i++)
111         size += nals[i].i_payload;
112
113     if ((ret = ff_alloc_packet(pkt, size)) < 0)
114         return ret;
115
116     p = pkt->data;
117
118     /* Write the SEI as part of the first frame. */
119     if (x4->sei_size > 0 && nnal > 0) {
120         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
121         p += x4->sei_size;
122         x4->sei_size = 0;
123     }
124
125     for (i = 0; i < nnal; i++){
126         memcpy(p, nals[i].p_payload, nals[i].i_payload);
127         p += nals[i].i_payload;
128     }
129
130     return 1;
131 }
132
133 static void reconfig_encoder(AVCodecContext *ctx, const AVFrame *frame)
134 {
135     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
136     AVFrameSideData *side_data;
137
138
139     if (x4->params.b_tff != frame->top_field_first) {
140         x4->params.b_tff = frame->top_field_first;
141         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
142     }
143     if (x4->params.vui.i_sar_height != ctx->sample_aspect_ratio.den ||
144         x4->params.vui.i_sar_width  != ctx->sample_aspect_ratio.num) {
145         x4->params.vui.i_sar_height = ctx->sample_aspect_ratio.den;
146         x4->params.vui.i_sar_width  = ctx->sample_aspect_ratio.num;
147         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
148     }
149
150     if (x4->params.rc.i_vbv_buffer_size != ctx->rc_buffer_size / 1000 ||
151         x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate != ctx->rc_max_rate    / 1000) {
152         x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = ctx->rc_buffer_size / 1000;
153         x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = ctx->rc_max_rate    / 1000;
154         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
155     }
156
157     if (x4->params.rc.i_rc_method == X264_RC_ABR &&
158         x4->params.rc.i_bitrate != ctx->bit_rate / 1000) {
159         x4->params.rc.i_bitrate = ctx->bit_rate / 1000;
160         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
161     }
162
163     if (x4->crf >= 0 &&
164         x4->params.rc.i_rc_method == X264_RC_CRF &&
165         x4->params.rc.f_rf_constant != x4->crf) {
166         x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
167         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
168     }
169
170     if (x4->params.rc.i_rc_method == X264_RC_CQP &&
171         x4->params.rc.i_qp_constant != x4->cqp) {
172         x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
173         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
174     }
175
176     if (x4->crf_max >= 0 &&
177         x4->params.rc.f_rf_constant_max != x4->crf_max) {
178         x4->params.rc.f_rf_constant_max = x4->crf_max;
179         x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
180     }
181
182     side_data = av_frame_get_side_data(frame, AV_FRAME_DATA_STEREO3D);
183     if (side_data) {
184         AVStereo3D *stereo = (AVStereo3D *)side_data->data;
185         int fpa_type;
186
187         switch (stereo->type) {
188         case AV_STEREO3D_CHECKERBOARD:
189             fpa_type = 0;
190             break;
191         case AV_STEREO3D_COLUMNS:
192             fpa_type = 1;
193             break;
194         case AV_STEREO3D_LINES:
195             fpa_type = 2;
196             break;
197         case AV_STEREO3D_SIDEBYSIDE:
198             fpa_type = 3;
199             break;
200         case AV_STEREO3D_TOPBOTTOM:
201             fpa_type = 4;
202             break;
203         case AV_STEREO3D_FRAMESEQUENCE:
204             fpa_type = 5;
205             break;
206         default:
207             fpa_type = -1;
208             break;
209         }
210
211         if (fpa_type != x4->params.i_frame_packing) {
212             x4->params.i_frame_packing = fpa_type;
213             x264_encoder_reconfig(x4->enc, &x4->params);
214         }
215     }
216 }
217
218 static int X264_frame(AVCodecContext *ctx, AVPacket *pkt, const AVFrame *frame,
219                       int *got_packet)
220 {
221     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
222     x264_nal_t *nal;
223     int nnal, i, ret;
224     x264_picture_t pic_out;
225
226     x264_picture_init( &x4->pic );
227     x4->pic.img.i_csp   = x4->params.i_csp;
228     if (x264_bit_depth > 8)
229         x4->pic.img.i_csp |= X264_CSP_HIGH_DEPTH;
230     x4->pic.img.i_plane = 3;
231
232     if (frame) {
233         for (i = 0; i < 3; i++) {
234             x4->pic.img.plane[i]    = frame->data[i];
235             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
236         }
237
238         x4->pic.i_pts  = frame->pts;
239
240         switch (frame->pict_type) {
241         case AV_PICTURE_TYPE_I:
242             x4->pic.i_type = x4->forced_idr ? X264_TYPE_IDR
243                                             : X264_TYPE_KEYFRAME;
244             break;
245         case AV_PICTURE_TYPE_P:
246             x4->pic.i_type = X264_TYPE_P;
247             break;
248         case AV_PICTURE_TYPE_B:
249             x4->pic.i_type = X264_TYPE_B;
250             break;
251         default:
252             x4->pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
253             break;
254         }
255         reconfig_encoder(ctx, frame);
256     }
257     do {
258         if (x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, frame? &x4->pic: NULL, &pic_out) < 0)
259             return AVERROR_UNKNOWN;
260
261         ret = encode_nals(ctx, pkt, nal, nnal);
262         if (ret < 0)
263             return ret;
264     } while (!ret && !frame && x264_encoder_delayed_frames(x4->enc));
265
266     pkt->pts = pic_out.i_pts;
267     pkt->dts = pic_out.i_dts;
268
269 #if FF_API_CODED_FRAME
270 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
271     switch (pic_out.i_type) {
272     case X264_TYPE_IDR:
273     case X264_TYPE_I:
274         ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
275         break;
276     case X264_TYPE_P:
277         ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
278         break;
279     case X264_TYPE_B:
280     case X264_TYPE_BREF:
281         ctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
282         break;
283     }
284 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
285 #endif
286
287     pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY*pic_out.b_keyframe;
288     if (ret) {
289         uint8_t *sd = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_QUALITY_FACTOR,
290                                               sizeof(int));
291         if (!sd)
292             return AVERROR(ENOMEM);
293         *(int *)sd = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
294
295 #if FF_API_CODED_FRAME
296 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
297         ctx->coded_frame->quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
298 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
299 #endif
300     }
301
302     *got_packet = ret;
303     return 0;
304 }
305
306 static av_cold int X264_close(AVCodecContext *avctx)
307 {
308     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
309
310     av_freep(&avctx->extradata);
311     av_freep(&x4->sei);
312
313     if (x4->enc) {
314         x264_encoder_close(x4->enc);
315         x4->enc = NULL;
316     }
317
318     return 0;
319 }
320
321 static int convert_pix_fmt(enum AVPixelFormat pix_fmt)
322 {
323     switch (pix_fmt) {
324     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
325     case AV_PIX_FMT_YUVJ420P:
326     case AV_PIX_FMT_YUV420P9:
327     case AV_PIX_FMT_YUV420P10: return X264_CSP_I420;
328     case AV_PIX_FMT_YUV422P:
329     case AV_PIX_FMT_YUVJ422P:
330     case AV_PIX_FMT_YUV422P10: return X264_CSP_I422;
331     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
332     case AV_PIX_FMT_YUVJ444P:
333     case AV_PIX_FMT_YUV444P9:
334     case AV_PIX_FMT_YUV444P10: return X264_CSP_I444;
335     case AV_PIX_FMT_NV12:      return X264_CSP_NV12;
336     case AV_PIX_FMT_NV16:
337     case AV_PIX_FMT_NV20:      return X264_CSP_NV16;
338 #ifdef X264_CSP_NV21
339     case AV_PIX_FMT_NV21:      return X264_CSP_NV21;
340 #endif
341     };
342     return 0;
343 }
344
345 #define PARSE_X264_OPT(name, var)\
346     if (x4->var && x264_param_parse(&x4->params, name, x4->var) < 0) {\
347         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing option '%s' with value '%s'.\n", name, x4->var);\
348         return AVERROR(EINVAL);\
349     }
350
351 static av_cold int X264_init(AVCodecContext *avctx)
352 {
353     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
354
355 #if CONFIG_LIBX262_ENCODER
356     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
357         x4->params.b_mpeg2 = 1;
358         x264_param_default_mpeg2(&x4->params);
359     } else
360 #else
361     x264_param_default(&x4->params);
362 #endif
363
364     x4->params.b_deblocking_filter         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
365
366     if (x4->preset || x4->tune)
367         if (x264_param_default_preset(&x4->params, x4->preset, x4->tune) < 0) {
368             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting preset/tune %s/%s.\n", x4->preset, x4->tune);
369             return AVERROR(EINVAL);
370         }
371
372     if (avctx->level > 0)
373         x4->params.i_level_idc = avctx->level;
374
375     x4->params.pf_log               = X264_log;
376     x4->params.p_log_private        = avctx;
377     x4->params.i_log_level          = X264_LOG_DEBUG;
378     x4->params.i_csp                = convert_pix_fmt(avctx->pix_fmt);
379
380     if (avctx->bit_rate) {
381         x4->params.rc.i_bitrate   = avctx->bit_rate / 1000;
382         x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
383     }
384     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
385     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate    / 1000;
386     x4->params.rc.b_stat_write      = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS1;
387     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PASS2) {
388         x4->params.rc.b_stat_read = 1;
389     } else {
390         if (x4->crf >= 0) {
391             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CRF;
392             x4->params.rc.f_rf_constant = x4->crf;
393         } else if (x4->cqp >= 0) {
394             x4->params.rc.i_rc_method   = X264_RC_CQP;
395             x4->params.rc.i_qp_constant = x4->cqp;
396         }
397
398         if (x4->crf_max >= 0)
399             x4->params.rc.f_rf_constant_max = x4->crf_max;
400     }
401
402     if (avctx->rc_buffer_size && avctx->rc_initial_buffer_occupancy > 0 &&
403         (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)) {
404         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
405             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy / avctx->rc_buffer_size;
406     }
407
408     if (avctx->i_quant_factor > 0)
409         x4->params.rc.f_ip_factor         = 1 / fabs(avctx->i_quant_factor);
410     x4->params.rc.f_pb_factor             = avctx->b_quant_factor;
411     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
412
413     if (avctx->gop_size >= 0)
414         x4->params.i_keyint_max         = avctx->gop_size;
415     if (avctx->max_b_frames >= 0)
416         x4->params.i_bframe             = avctx->max_b_frames;
417     if (avctx->scenechange_threshold >= 0)
418         x4->params.i_scenecut_threshold = avctx->scenechange_threshold;
419     if (avctx->qmin >= 0)
420         x4->params.rc.i_qp_min          = avctx->qmin;
421     if (avctx->qmax >= 0)
422         x4->params.rc.i_qp_max          = avctx->qmax;
423     if (avctx->max_qdiff >= 0)
424         x4->params.rc.i_qp_step         = avctx->max_qdiff;
425     if (avctx->qblur >= 0)
426         x4->params.rc.f_qblur           = avctx->qblur;     /* temporally blur quants */
427     if (avctx->qcompress >= 0)
428         x4->params.rc.f_qcompress       = avctx->qcompress; /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
429     if (avctx->refs >= 0)
430         x4->params.i_frame_reference    = avctx->refs;
431     if (avctx->trellis >= 0)
432         x4->params.analyse.i_trellis    = avctx->trellis;
433     if (avctx->me_range >= 0)
434         x4->params.analyse.i_me_range   = avctx->me_range;
435     if (avctx->noise_reduction >= 0)
436         x4->params.analyse.i_noise_reduction = avctx->noise_reduction;
437     if (avctx->me_subpel_quality >= 0)
438         x4->params.analyse.i_subpel_refine   = avctx->me_subpel_quality;
439     if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
440         x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
441     if (avctx->keyint_min >= 0)
442         x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
443     if (avctx->coder_type >= 0)
444         x4->params.b_cabac = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
445     if (avctx->me_cmp >= 0)
446         x4->params.analyse.b_chroma_me = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
447
448     if (x4->aq_mode >= 0)
449         x4->params.rc.i_aq_mode = x4->aq_mode;
450     if (x4->aq_strength >= 0)
451         x4->params.rc.f_aq_strength = x4->aq_strength;
452     PARSE_X264_OPT("psy-rd", psy_rd);
453     PARSE_X264_OPT("deblock", deblock);
454     PARSE_X264_OPT("partitions", partitions);
455     PARSE_X264_OPT("stats", stats);
456     if (x4->psy >= 0)
457         x4->params.analyse.b_psy  = x4->psy;
458     if (x4->rc_lookahead >= 0)
459         x4->params.rc.i_lookahead = x4->rc_lookahead;
460     if (x4->weightp >= 0)
461         x4->params.analyse.i_weighted_pred = x4->weightp;
462     if (x4->weightb >= 0)
463         x4->params.analyse.b_weighted_bipred = x4->weightb;
464     if (x4->cplxblur >= 0)
465         x4->params.rc.f_complexity_blur = x4->cplxblur;
466
467     if (x4->ssim >= 0)
468         x4->params.analyse.b_ssim = x4->ssim;
469     if (x4->intra_refresh >= 0)
470         x4->params.b_intra_refresh = x4->intra_refresh;
471     if (x4->bluray_compat >= 0) {
472         x4->params.b_bluray_compat = x4->bluray_compat;
473         x4->params.b_vfr_input = 0;
474     }
475     if (x4->b_bias != INT_MIN)
476         x4->params.i_bframe_bias              = x4->b_bias;
477     if (x4->b_pyramid >= 0)
478         x4->params.i_bframe_pyramid = x4->b_pyramid;
479     if (x4->mixed_refs >= 0)
480         x4->params.analyse.b_mixed_references = x4->mixed_refs;
481     if (x4->dct8x8 >= 0)
482         x4->params.analyse.b_transform_8x8    = x4->dct8x8;
483     if (x4->fast_pskip >= 0)
484         x4->params.analyse.b_fast_pskip       = x4->fast_pskip;
485     if (x4->aud >= 0)
486         x4->params.b_aud                      = x4->aud;
487     if (x4->mbtree >= 0)
488         x4->params.rc.b_mb_tree               = x4->mbtree;
489     if (x4->direct_pred >= 0)
490         x4->params.analyse.i_direct_mv_pred   = x4->direct_pred;
491
492     if (x4->slice_max_size >= 0)
493         x4->params.i_slice_max_size =  x4->slice_max_size;
494
495     if (x4->fastfirstpass)
496         x264_param_apply_fastfirstpass(&x4->params);
497
498     if (x4->nal_hrd >= 0)
499         x4->params.i_nal_hrd = x4->nal_hrd;
500
501     if (x4->motion_est >= 0) {
502         x4->params.analyse.i_me_method = x4->motion_est;
503 #if FF_API_MOTION_EST
504 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
505     } else {
506         if (avctx->me_method == ME_EPZS)
507             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
508         else if (avctx->me_method == ME_HEX)
509             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
510         else if (avctx->me_method == ME_UMH)
511             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
512         else if (avctx->me_method == ME_FULL)
513             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
514         else if (avctx->me_method == ME_TESA)
515             x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
516 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
517 #endif
518     }
519
520     if (x4->profile)
521         if (x264_param_apply_profile(&x4->params, x4->profile) < 0) {
522             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error setting profile %s.\n", x4->profile);
523             return AVERROR(EINVAL);
524         }
525
526     x4->params.i_width          = avctx->width;
527     x4->params.i_height         = avctx->height;
528     x4->params.vui.i_sar_width  = avctx->sample_aspect_ratio.num;
529     x4->params.vui.i_sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
530     x4->params.i_fps_num = x4->params.i_timebase_den = avctx->time_base.den;
531     x4->params.i_fps_den = x4->params.i_timebase_num = avctx->time_base.num;
532
533     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_PSNR;
534
535     x4->params.i_threads      = avctx->thread_count;
536     if (avctx->thread_type)
537         x4->params.b_sliced_threads = avctx->thread_type == FF_THREAD_SLICE;
538
539     x4->params.b_interlaced   = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
540
541     x4->params.b_open_gop     = !(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP);
542
543     x4->params.i_slice_count  = avctx->slices;
544
545     x4->params.vui.b_fullrange = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P ||
546                                  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P ||
547                                  avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P ||
548                                  avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG;
549
550     // x264 validates the values internally
551     x4->params.vui.i_colorprim = avctx->color_primaries;
552     x4->params.vui.i_transfer  = avctx->color_trc;
553     x4->params.vui.i_colmatrix = avctx->colorspace;
554
555     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER)
556         x4->params.b_repeat_headers = 0;
557
558     if (x4->x264_params) {
559         AVDictionary *dict    = NULL;
560         AVDictionaryEntry *en = NULL;
561
562         if (!av_dict_parse_string(&dict, x4->x264_params, "=", ":", 0)) {
563             while ((en = av_dict_get(dict, "", en, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
564                 if (x264_param_parse(&x4->params, en->key, en->value) < 0)
565                     av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
566                            "Error parsing option '%s = %s'.\n",
567                             en->key, en->value);
568             }
569
570             av_dict_free(&dict);
571         }
572     }
573
574     // update AVCodecContext with x264 parameters
575     avctx->has_b_frames = x4->params.i_bframe ?
576         x4->params.i_bframe_pyramid ? 2 : 1 : 0;
577     if (avctx->max_b_frames < 0)
578         avctx->max_b_frames = 0;
579
580     avctx->bit_rate = x4->params.rc.i_bitrate*1000;
581
582     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
583     if (!x4->enc)
584         return AVERROR_UNKNOWN;
585
586     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
587         x264_nal_t *nal;
588         uint8_t *p;
589         int nnal, s, i;
590
591         s = x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
592         avctx->extradata = p = av_malloc(s);
593         if (!p)
594             return AVERROR(ENOMEM);
595
596         for (i = 0; i < nnal; i++) {
597             /* Don't put the SEI in extradata. */
598             if (nal[i].i_type == NAL_SEI) {
599                 av_log(avctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", nal[i].p_payload+25);
600                 x4->sei_size = nal[i].i_payload;
601                 x4->sei      = av_malloc(x4->sei_size);
602                 if (!x4->sei)
603                     return AVERROR(ENOMEM);
604                 memcpy(x4->sei, nal[i].p_payload, nal[i].i_payload);
605                 continue;
606             }
607             memcpy(p, nal[i].p_payload, nal[i].i_payload);
608             p += nal[i].i_payload;
609         }
610         avctx->extradata_size = p - avctx->extradata;
611     }
612
613     return 0;
614 }
615
616 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_8bit[] = {
617     AV_PIX_FMT_YUV420P,
618     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
619     AV_PIX_FMT_YUV422P,
620     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
621     AV_PIX_FMT_YUV444P,
622     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
623     AV_PIX_FMT_NV12,
624     AV_PIX_FMT_NV16,
625 #ifdef X264_CSP_NV21
626     AV_PIX_FMT_NV21,
627 #endif
628     AV_PIX_FMT_NONE
629 };
630 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_9bit[] = {
631     AV_PIX_FMT_YUV420P9,
632     AV_PIX_FMT_YUV444P9,
633     AV_PIX_FMT_NONE
634 };
635 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_10bit[] = {
636     AV_PIX_FMT_YUV420P10,
637     AV_PIX_FMT_YUV422P10,
638     AV_PIX_FMT_YUV444P10,
639     AV_PIX_FMT_NV20,
640     AV_PIX_FMT_NONE
641 };
642
643 static av_cold void X264_init_static(AVCodec *codec)
644 {
645     if (x264_bit_depth == 8)
646         codec->pix_fmts = pix_fmts_8bit;
647     else if (x264_bit_depth == 9)
648         codec->pix_fmts = pix_fmts_9bit;
649     else if (x264_bit_depth == 10)
650         codec->pix_fmts = pix_fmts_10bit;
651 }
652
653 #define OFFSET(x) offsetof(X264Context, x)
654 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
655 static const AVOption options[] = {
656     { "preset",        "Set the encoding preset (cf. x264 --fullhelp)",   OFFSET(preset),        AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "medium" }, 0, 0, VE},
657     { "tune",          "Tune the encoding params (cf. x264 --fullhelp)",  OFFSET(tune),          AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
658     { "profile",       "Set profile restrictions (cf. x264 --fullhelp) ", OFFSET(profile),       AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
659     { "fastfirstpass", "Use fast settings when encoding first pass",      OFFSET(fastfirstpass), AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = 1 }, 0, 1, VE},
660     { "crf",           "Select the quality for constant quality mode",    OFFSET(crf),           AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE },
661     { "crf_max",       "In CRF mode, prevents VBV from lowering quality beyond this point.",OFFSET(crf_max), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE },
662     { "qp",            "Constant quantization parameter rate control method",OFFSET(cqp),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
663     { "aq-mode",       "AQ method",                                       OFFSET(aq_mode),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "aq_mode"},
664     { "none",          NULL,                              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_AQ_NONE},         INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
665     { "variance",      "Variance AQ (complexity mask)",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_AQ_VARIANCE},     INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
666     { "autovariance",  "Auto-variance AQ (experimental)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_AQ_AUTOVARIANCE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "aq_mode" },
667     { "aq-strength",   "AQ strength. Reduces blocking and blurring in flat and textured areas.", OFFSET(aq_strength), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl = -1}, -1, FLT_MAX, VE},
668     { "psy",           "Use psychovisual optimizations.",                 OFFSET(psy),           AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
669     { "psy-rd",        "Strength of psychovisual optimization, in <psy-rd>:<psy-trellis> format.", OFFSET(psy_rd), AV_OPT_TYPE_STRING,  {0 }, 0, 0, VE},
670     { "rc-lookahead",  "Number of frames to look ahead for frametype and ratecontrol", OFFSET(rc_lookahead), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
671     { "weightb",       "Weighted prediction for B-frames.",               OFFSET(weightb),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
672     { "weightp",       "Weighted prediction analysis method.",            OFFSET(weightp),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "weightp" },
673     { "none",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_WEIGHTP_NONE},   INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
674     { "simple",        NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_WEIGHTP_SIMPLE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
675     { "smart",         NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_WEIGHTP_SMART},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "weightp" },
676     { "ssim",          "Calculate and print SSIM stats.",                 OFFSET(ssim),          AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
677     { "intra-refresh", "Use Periodic Intra Refresh instead of IDR frames.",OFFSET(intra_refresh),AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
678     { "bluray-compat", "Bluray compatibility workarounds.",               OFFSET(bluray_compat) ,AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
679     { "b-bias",        "Influences how often B-frames are used",          OFFSET(b_bias),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = INT_MIN}, INT_MIN, INT_MAX, VE },
680     { "b-pyramid",     "Keep some B-frames as references.",               OFFSET(b_pyramid),     AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
681     { "none",          NULL,                                  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_B_PYRAMID_NONE},   INT_MIN, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
682     { "strict",        "Strictly hierarchical pyramid",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_B_PYRAMID_STRICT}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
683     { "normal",        "Non-strict (not Blu-ray compatible)", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_B_PYRAMID_NORMAL}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "b_pyramid" },
684     { "mixed-refs",    "One reference per partition, as opposed to one reference per macroblock", OFFSET(mixed_refs), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = -1}, -1, 1, VE },
685     { "8x8dct",        "High profile 8x8 transform.",                     OFFSET(dct8x8),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
686     { "fast-pskip",    NULL,                                              OFFSET(fast_pskip),    AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
687     { "aud",           "Use access unit delimiters.",                     OFFSET(aud),           AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
688     { "mbtree",        "Use macroblock tree ratecontrol.",                OFFSET(mbtree),        AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, 1, VE},
689     { "deblock",       "Loop filter parameters, in <alpha:beta> form.",   OFFSET(deblock),       AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 },  0, 0, VE},
690     { "cplxblur",      "Reduce fluctuations in QP (before curve compression)", OFFSET(cplxblur), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl = -1 }, -1, FLT_MAX, VE},
691     { "partitions",    "A comma-separated list of partitions to consider. "
692                        "Possible values: p8x8, p4x4, b8x8, i8x8, i4x4, none, all", OFFSET(partitions), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE},
693     { "direct-pred",   "Direct MV prediction mode",                       OFFSET(direct_pred),   AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "direct-pred" },
694     { "none",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_NONE },     0, 0, VE, "direct-pred" },
695     { "spatial",       NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_SPATIAL },  0, 0, VE, "direct-pred" },
696     { "temporal",      NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_TEMPORAL }, 0, 0, VE, "direct-pred" },
697     { "auto",          NULL,      0,    AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_DIRECT_PRED_AUTO },     0, 0, VE, "direct-pred" },
698     { "slice-max-size","Limit the size of each slice in bytes",           OFFSET(slice_max_size),AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE },
699     { "stats",         "Filename for 2 pass stats",                       OFFSET(stats),         AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 },  0,       0, VE },
700     { "nal-hrd",       "Signal HRD information (requires vbv-bufsize; "
701                        "cbr not allowed in .mp4)",                        OFFSET(nal_hrd),       AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
702     { "none",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_NAL_HRD_NONE}, INT_MIN, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
703     { "vbr",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_NAL_HRD_VBR},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
704     { "cbr",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = X264_NAL_HRD_CBR},  INT_MIN, INT_MAX, VE, "nal-hrd" },
705     { "motion-est",   "Set motion estimation method",                     OFFSET(motion_est),    AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = -1 }, -1, X264_ME_TESA, VE, "motion-est"},
706     { "dia",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_DIA },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
707     { "hex",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_HEX },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
708     { "umh",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_UMH },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
709     { "esa",           NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_ESA },  INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
710     { "tesa",          NULL, 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = X264_ME_TESA }, INT_MIN, INT_MAX, VE, "motion-est" },
711     { "forced-idr",   "If forwarding iframes, require them to be IDR frames.", OFFSET(forced_idr),  AV_OPT_TYPE_INT,    { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
712     { "x264-params",  "Override the x264 configuration using a :-separated list of key=value parameters", OFFSET(x264_params), AV_OPT_TYPE_STRING, { 0 }, 0, 0, VE },
713     { NULL },
714 };
715
716 static const AVCodecDefault x264_defaults[] = {
717     { "b",                "0" },
718     { "bf",               "-1" },
719     { "g",                "-1" },
720     { "i_qfactor",        "-1" },
721     { "qmin",             "-1" },
722     { "qmax",             "-1" },
723     { "qdiff",            "-1" },
724     { "qblur",            "-1" },
725     { "qcomp",            "-1" },
726     { "refs",             "-1" },
727     { "sc_threshold",     "-1" },
728     { "trellis",          "-1" },
729     { "nr",               "-1" },
730     { "me_range",         "-1" },
731 #if FF_API_MOTION_EST
732     { "me_method",        "-1" },
733 #endif
734     { "subq",             "-1" },
735     { "b_strategy",       "-1" },
736     { "keyint_min",       "-1" },
737     { "coder",            "-1" },
738     { "cmp",              "-1" },
739     { "threads",          AV_STRINGIFY(X264_THREADS_AUTO) },
740     { "thread_type",      "0" },
741     { "flags",            "+cgop" },
742     { "rc_init_occupancy","-1" },
743     { NULL },
744 };
745
746 #if CONFIG_LIBX264_ENCODER
747 static const AVClass class = {
748     .class_name = "libx264",
749     .item_name  = av_default_item_name,
750     .option     = options,
751     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
752 };
753
754 AVCodec ff_libx264_encoder = {
755     .name             = "libx264",
756     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
757     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
758     .id               = AV_CODEC_ID_H264,
759     .priv_data_size   = sizeof(X264Context),
760     .init             = X264_init,
761     .encode2          = X264_frame,
762     .close            = X264_close,
763     .capabilities     = AV_CODEC_CAP_DELAY | AV_CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
764     .priv_class       = &class,
765     .defaults         = x264_defaults,
766     .init_static_data = X264_init_static,
767     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
768                         FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
769 };
770 #endif
771
772 #if CONFIG_LIBX262_ENCODER
773 static const AVClass X262_class = {
774     .class_name = "libx262",
775     .item_name  = av_default_item_name,
776     .option     = options,
777     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
778 };
779
780 AVCodec ff_libx262_encoder = {
781     .name             = "libx262",
782     .long_name        = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx262 MPEG2VIDEO"),
783     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
784     .id               = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
785     .priv_data_size   = sizeof(X264Context),
786     .init             = X264_init,
787     .encode2          = X264_frame,
788     .close            = X264_close,
789     .capabilities     = CODEC_CAP_DELAY | CODEC_CAP_AUTO_THREADS,
790     .priv_class       = &X262_class,
791     .defaults         = x264_defaults,
792     .pix_fmts         = pix_fmts_8bit,
793     .caps_internal    = FF_CODEC_CAP_INIT_THREADSAFE |
794                         FF_CODEC_CAP_INIT_CLEANUP,
795 };
796 #endif