Mark all pix_fmts and supported_framerates compound literals as const.
[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 FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "avcodec.h"
23 #include <x264.h>
24 #include <math.h>
25 #include <stdio.h>
26 #include <stdlib.h>
27 #include <string.h>
28
29 typedef struct X264Context {
30     x264_param_t params;
31     x264_t *enc;
32     x264_picture_t pic;
33     uint8_t *sei;
34     int sei_size;
35     AVFrame out_pic;
36 } X264Context;
37
38 static void
39 X264_log(void *p, int level, const char *fmt, va_list args)
40 {
41     static const int level_map[] = {
42         [X264_LOG_ERROR]   = AV_LOG_ERROR,
43         [X264_LOG_WARNING] = AV_LOG_WARNING,
44         [X264_LOG_INFO]    = AV_LOG_INFO,
45         [X264_LOG_DEBUG]   = AV_LOG_DEBUG
46     };
47
48     if(level < 0 || level > X264_LOG_DEBUG)
49         return;
50
51     av_vlog(p, level_map[level], fmt, args);
52 }
53
54
55 static int
56 encode_nals(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf, int size, x264_nal_t *nals, int nnal, int skip_sei)
57 {
58     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
59     uint8_t *p = buf;
60     int i, s;
61
62     /* Write the SEI as part of the first frame. */
63     if(x4->sei_size > 0 && nnal > 0)
64     {
65         memcpy(p, x4->sei, x4->sei_size);
66         p += x4->sei_size;
67         x4->sei_size = 0;
68     }
69
70     for(i = 0; i < nnal; i++){
71         /* Don't put the SEI in extradata. */
72         if(skip_sei && nals[i].i_type == NAL_SEI)
73         {
74             x4->sei = av_malloc( 5 + nals[i].i_payload * 4 / 3 );
75             if(x264_nal_encode(x4->sei, &x4->sei_size, 1, nals + i) < 0)
76                 return -1;
77             continue;
78         }
79         s = x264_nal_encode(p, &size, 1, nals + i);
80         if(s < 0)
81             return -1;
82         p += s;
83     }
84
85     return p - buf;
86 }
87
88 static int
89 X264_frame(AVCodecContext *ctx, uint8_t *buf, int bufsize, void *data)
90 {
91     X264Context *x4 = ctx->priv_data;
92     AVFrame *frame = data;
93     x264_nal_t *nal;
94     int nnal, i;
95     x264_picture_t pic_out;
96
97     x4->pic.img.i_csp = X264_CSP_I420;
98     x4->pic.img.i_plane = 3;
99
100     if (frame) {
101         for(i = 0; i < 3; i++){
102             x4->pic.img.plane[i] = frame->data[i];
103             x4->pic.img.i_stride[i] = frame->linesize[i];
104         }
105
106         x4->pic.i_pts = frame->pts;
107         x4->pic.i_type = X264_TYPE_AUTO;
108     }
109
110     if(x264_encoder_encode(x4->enc, &nal, &nnal, frame? &x4->pic: NULL,
111                            &pic_out))
112         return -1;
113
114     bufsize = encode_nals(ctx, buf, bufsize, nal, nnal, 0);
115     if(bufsize < 0)
116         return -1;
117
118     /* FIXME: dts */
119     x4->out_pic.pts = pic_out.i_pts;
120
121     switch(pic_out.i_type){
122     case X264_TYPE_IDR:
123     case X264_TYPE_I:
124         x4->out_pic.pict_type = FF_I_TYPE;
125         break;
126     case X264_TYPE_P:
127         x4->out_pic.pict_type = FF_P_TYPE;
128         break;
129     case X264_TYPE_B:
130     case X264_TYPE_BREF:
131         x4->out_pic.pict_type = FF_B_TYPE;
132         break;
133     }
134
135     x4->out_pic.key_frame = pic_out.i_type == X264_TYPE_IDR;
136     x4->out_pic.quality = (pic_out.i_qpplus1 - 1) * FF_QP2LAMBDA;
137
138     return bufsize;
139 }
140
141 static av_cold int
142 X264_close(AVCodecContext *avctx)
143 {
144     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
145
146     av_freep(&avctx->extradata);
147     av_free(x4->sei);
148
149     if(x4->enc)
150         x264_encoder_close(x4->enc);
151
152     return 0;
153 }
154
155 static av_cold int
156 X264_init(AVCodecContext *avctx)
157 {
158     X264Context *x4 = avctx->priv_data;
159
160     x4->sei_size = 0;
161     x264_param_default(&x4->params);
162
163     x4->params.pf_log = X264_log;
164     x4->params.p_log_private = avctx;
165
166     x4->params.i_keyint_max = avctx->gop_size;
167     x4->params.rc.i_bitrate = avctx->bit_rate / 1000;
168     x4->params.rc.i_vbv_buffer_size = avctx->rc_buffer_size / 1000;
169     x4->params.rc.i_vbv_max_bitrate = avctx->rc_max_rate / 1000;
170     x4->params.rc.b_stat_write = avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS1;
171     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_PASS2) x4->params.rc.b_stat_read = 1;
172     else{
173         if(avctx->crf){
174             x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_CRF;
175             x4->params.rc.f_rf_constant = avctx->crf;
176         }else if(avctx->cqp > -1){
177             x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_CQP;
178             x4->params.rc.i_qp_constant = avctx->cqp;
179         }
180     }
181
182     // if neither crf nor cqp modes are selected we have to enable the RC
183     // we do it this way because we cannot check if the bitrate has been set
184     if(!(avctx->crf || (avctx->cqp > -1))) x4->params.rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
185
186     x4->params.i_bframe = avctx->max_b_frames;
187     x4->params.b_cabac = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_AC;
188     x4->params.i_bframe_adaptive = avctx->b_frame_strategy;
189     x4->params.i_bframe_bias = avctx->bframebias;
190     x4->params.b_bframe_pyramid = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID;
191     avctx->has_b_frames= avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_BPYRAMID ? 2 : !!avctx->max_b_frames;
192
193     x4->params.i_keyint_min = avctx->keyint_min;
194     if(x4->params.i_keyint_min > x4->params.i_keyint_max)
195         x4->params.i_keyint_min = x4->params.i_keyint_max;
196
197     x4->params.i_scenecut_threshold = avctx->scenechange_threshold;
198
199     x4->params.b_deblocking_filter = avctx->flags & CODEC_FLAG_LOOP_FILTER;
200     x4->params.i_deblocking_filter_alphac0 = avctx->deblockalpha;
201     x4->params.i_deblocking_filter_beta = avctx->deblockbeta;
202
203     x4->params.rc.i_qp_min = avctx->qmin;
204     x4->params.rc.i_qp_max = avctx->qmax;
205     x4->params.rc.i_qp_step = avctx->max_qdiff;
206
207     x4->params.rc.f_qcompress = avctx->qcompress;  /* 0.0 => cbr, 1.0 => constant qp */
208     x4->params.rc.f_qblur = avctx->qblur;        /* temporally blur quants */
209     x4->params.rc.f_complexity_blur = avctx->complexityblur;
210
211     x4->params.i_frame_reference = avctx->refs;
212
213     x4->params.i_width = avctx->width;
214     x4->params.i_height = avctx->height;
215     x4->params.vui.i_sar_width = avctx->sample_aspect_ratio.num;
216     x4->params.vui.i_sar_height = avctx->sample_aspect_ratio.den;
217     x4->params.i_fps_num = avctx->time_base.den;
218     x4->params.i_fps_den = avctx->time_base.num;
219
220     x4->params.analyse.inter = 0;
221     if(avctx->partitions){
222         if(avctx->partitions & X264_PART_I4X4)
223             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I4x4;
224         if(avctx->partitions & X264_PART_I8X8)
225             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_I8x8;
226         if(avctx->partitions & X264_PART_P8X8)
227             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB16x16;
228         if(avctx->partitions & X264_PART_P4X4)
229             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_PSUB8x8;
230         if(avctx->partitions & X264_PART_B8X8)
231             x4->params.analyse.inter |= X264_ANALYSE_BSUB16x16;
232     }
233
234     x4->params.analyse.i_direct_mv_pred = avctx->directpred;
235
236     x4->params.analyse.b_weighted_bipred = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_WPRED;
237
238     if(avctx->me_method == ME_EPZS)
239         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_DIA;
240     else if(avctx->me_method == ME_HEX)
241         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
242     else if(avctx->me_method == ME_UMH)
243         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_UMH;
244     else if(avctx->me_method == ME_FULL)
245         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_ESA;
246     else if(avctx->me_method == ME_TESA)
247         x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_TESA;
248     else x4->params.analyse.i_me_method = X264_ME_HEX;
249
250     x4->params.analyse.i_me_range = avctx->me_range;
251     x4->params.analyse.i_subpel_refine = avctx->me_subpel_quality;
252
253     x4->params.analyse.b_mixed_references =
254         avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_MIXED_REFS;
255     x4->params.analyse.b_chroma_me = avctx->me_cmp & FF_CMP_CHROMA;
256     x4->params.analyse.b_transform_8x8 = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_8X8DCT;
257     x4->params.analyse.b_fast_pskip = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_FASTPSKIP;
258
259     x4->params.analyse.i_trellis = avctx->trellis;
260     x4->params.analyse.i_noise_reduction = avctx->noise_reduction;
261
262     if(avctx->level > 0) x4->params.i_level_idc = avctx->level;
263
264     x4->params.rc.f_rate_tolerance =
265         (float)avctx->bit_rate_tolerance/avctx->bit_rate;
266
267     if((avctx->rc_buffer_size != 0) &&
268             (avctx->rc_initial_buffer_occupancy <= avctx->rc_buffer_size)){
269         x4->params.rc.f_vbv_buffer_init =
270             (float)avctx->rc_initial_buffer_occupancy/avctx->rc_buffer_size;
271     }
272     else x4->params.rc.f_vbv_buffer_init = 0.9;
273
274     x4->params.rc.f_ip_factor = 1/fabs(avctx->i_quant_factor);
275     x4->params.rc.f_pb_factor = avctx->b_quant_factor;
276     x4->params.analyse.i_chroma_qp_offset = avctx->chromaoffset;
277
278     x4->params.analyse.b_psnr = avctx->flags & CODEC_FLAG_PSNR;
279     x4->params.i_log_level = X264_LOG_DEBUG;
280
281     x4->params.b_aud = avctx->flags2 & CODEC_FLAG2_AUD;
282
283     x4->params.i_threads = avctx->thread_count;
284
285     x4->params.b_interlaced = avctx->flags & CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT;
286
287     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER){
288         x4->params.b_repeat_headers = 0;
289     }
290
291     x4->enc = x264_encoder_open(&x4->params);
292     if(!x4->enc)
293         return -1;
294
295     avctx->coded_frame = &x4->out_pic;
296
297     if(avctx->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER){
298         x264_nal_t *nal;
299         int nnal, i, s = 0;
300
301         x264_encoder_headers(x4->enc, &nal, &nnal);
302
303         /* 5 bytes NAL header + worst case escaping */
304         for(i = 0; i < nnal; i++)
305             s += 5 + nal[i].i_payload * 4 / 3;
306
307         avctx->extradata = av_malloc(s);
308         avctx->extradata_size = encode_nals(avctx, avctx->extradata, s, nal, nnal, 1);
309     }
310
311     return 0;
312 }
313
314 AVCodec libx264_encoder = {
315     .name = "libx264",
316     .type = CODEC_TYPE_VIDEO,
317     .id = CODEC_ID_H264,
318     .priv_data_size = sizeof(X264Context),
319     .init = X264_init,
320     .encode = X264_frame,
321     .close = X264_close,
322     .capabilities = CODEC_CAP_DELAY,
323     .pix_fmts = (const enum PixelFormat[]) { PIX_FMT_YUV420P, PIX_FMT_NONE },
324     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10"),
325 };