vp9: add mxext versions of the single-block (w=4,npx=8) h/v loopfilters.
[ffmpeg.git] / libavcodec / nvenc.c
1 /*
2  * H.264 hardware encoding using nvidia nvenc
3  * Copyright (c) 2014 Timo Rothenpieler <timo@rothenpieler.org>
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 "config.h"
23
24 #if defined(_WIN32)
25 #include <windows.h>
26
27 #define CUDA_LIBNAME TEXT("nvcuda.dll")
28 #if ARCH_X86_64
29 #define NVENC_LIBNAME TEXT("nvEncodeAPI64.dll")
30 #else
31 #define NVENC_LIBNAME TEXT("nvEncodeAPI.dll")
32 #endif
33
34 #define dlopen(filename, flags) LoadLibrary((filename))
35 #define dlsym(handle, symbol)   GetProcAddress(handle, symbol)
36 #define dlclose(handle)         FreeLibrary(handle)
37 #else
38 #include <dlfcn.h>
39
40 #define CUDA_LIBNAME "libcuda.so"
41 #define NVENC_LIBNAME "libnvidia-encode.so"
42 #endif
43
44 #include "libavutil/hwcontext.h"
45 #include "libavutil/imgutils.h"
46 #include "libavutil/avassert.h"
47 #include "libavutil/mem.h"
48 #include "internal.h"
49 #include "nvenc.h"
50
51 #define NVENC_CAP 0x30
52 #define IS_CBR(rc) (rc == NV_ENC_PARAMS_RC_CBR ||               \
53                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY ||    \
54                     rc == NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP)
55
56 #define LOAD_LIBRARY(l, path)                   \
57     do {                                        \
58         if (!((l) = dlopen(path, RTLD_LAZY))) { \
59             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,         \
60                    "Cannot load %s\n",          \
61                    path);                       \
62             return AVERROR_UNKNOWN;             \
63         }                                       \
64     } while (0)
65
66 #define LOAD_SYMBOL(fun, lib, symbol)        \
67     do {                                     \
68         if (!((fun) = dlsym(lib, symbol))) { \
69             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,      \
70                    "Cannot load %s\n",       \
71                    symbol);                  \
72             return AVERROR_UNKNOWN;          \
73         }                                    \
74     } while (0)
75
76 const enum AVPixelFormat ff_nvenc_pix_fmts[] = {
77     AV_PIX_FMT_YUV420P,
78     AV_PIX_FMT_NV12,
79     AV_PIX_FMT_YUV444P,
80 #if CONFIG_CUDA
81     AV_PIX_FMT_CUDA,
82 #endif
83     AV_PIX_FMT_NONE
84 };
85
86 static const struct {
87     NVENCSTATUS nverr;
88     int         averr;
89     const char *desc;
90 } nvenc_errors[] = {
91     { NV_ENC_SUCCESS,                      0,                "success"                  },
92     { NV_ENC_ERR_NO_ENCODE_DEVICE,         AVERROR(ENOENT),  "no encode device"         },
93     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_DEVICE,       AVERROR(ENOSYS),  "unsupported device"       },
94     { NV_ENC_ERR_INVALID_ENCODERDEVICE,    AVERROR(EINVAL),  "invalid encoder device"   },
95     { NV_ENC_ERR_INVALID_DEVICE,           AVERROR(EINVAL),  "invalid device"           },
96     { NV_ENC_ERR_DEVICE_NOT_EXIST,         AVERROR(EIO),     "device does not exist"    },
97     { NV_ENC_ERR_INVALID_PTR,              AVERROR(EFAULT),  "invalid ptr"              },
98     { NV_ENC_ERR_INVALID_EVENT,            AVERROR(EINVAL),  "invalid event"            },
99     { NV_ENC_ERR_INVALID_PARAM,            AVERROR(EINVAL),  "invalid param"            },
100     { NV_ENC_ERR_INVALID_CALL,             AVERROR(EINVAL),  "invalid call"             },
101     { NV_ENC_ERR_OUT_OF_MEMORY,            AVERROR(ENOMEM),  "out of memory"            },
102     { NV_ENC_ERR_ENCODER_NOT_INITIALIZED,  AVERROR(EINVAL),  "encoder not initialized"  },
103     { NV_ENC_ERR_UNSUPPORTED_PARAM,        AVERROR(ENOSYS),  "unsupported param"        },
104     { NV_ENC_ERR_LOCK_BUSY,                AVERROR(EAGAIN),  "lock busy"                },
105     { NV_ENC_ERR_NOT_ENOUGH_BUFFER,        AVERROR(ENOBUFS), "not enough buffer"        },
106     { NV_ENC_ERR_INVALID_VERSION,          AVERROR(EINVAL),  "invalid version"          },
107     { NV_ENC_ERR_MAP_FAILED,               AVERROR(EIO),     "map failed"               },
108     { NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT,          AVERROR(EAGAIN),  "need more input"          },
109     { NV_ENC_ERR_ENCODER_BUSY,             AVERROR(EAGAIN),  "encoder busy"             },
110     { NV_ENC_ERR_EVENT_NOT_REGISTERD,      AVERROR(EBADF),   "event not registered"     },
111     { NV_ENC_ERR_GENERIC,                  AVERROR_UNKNOWN,  "generic error"            },
112     { NV_ENC_ERR_INCOMPATIBLE_CLIENT_KEY,  AVERROR(EINVAL),  "incompatible client key"  },
113     { NV_ENC_ERR_UNIMPLEMENTED,            AVERROR(ENOSYS),  "unimplemented"            },
114     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_REGISTER_FAILED, AVERROR(EIO),     "resource register failed" },
115     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_REGISTERED,  AVERROR(EBADF),   "resource not registered"  },
116     { NV_ENC_ERR_RESOURCE_NOT_MAPPED,      AVERROR(EBADF),   "resource not mapped"      },
117 };
118
119 static int nvenc_map_error(NVENCSTATUS err, const char **desc)
120 {
121     int i;
122     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(nvenc_errors); i++) {
123         if (nvenc_errors[i].nverr == err) {
124             if (desc)
125                 *desc = nvenc_errors[i].desc;
126             return nvenc_errors[i].averr;
127         }
128     }
129     if (desc)
130         *desc = "unknown error";
131     return AVERROR_UNKNOWN;
132 }
133
134 static int nvenc_print_error(void *log_ctx, NVENCSTATUS err,
135                                      const char *error_string)
136 {
137     const char *desc;
138     int ret;
139     ret = nvenc_map_error(err, &desc);
140     av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s (%d)\n", error_string, desc, err);
141     return ret;
142 }
143
144 static av_cold int nvenc_load_libraries(AVCodecContext *avctx)
145 {
146     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
147     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
148     PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvenc_create_instance;
149     NVENCSTATUS err;
150
151 #if CONFIG_CUDA
152     dl_fn->cu_init                      = cuInit;
153     dl_fn->cu_device_get_count          = cuDeviceGetCount;
154     dl_fn->cu_device_get                = cuDeviceGet;
155     dl_fn->cu_device_get_name           = cuDeviceGetName;
156     dl_fn->cu_device_compute_capability = cuDeviceComputeCapability;
157     dl_fn->cu_ctx_create                = cuCtxCreate_v2;
158     dl_fn->cu_ctx_pop_current           = cuCtxPopCurrent_v2;
159     dl_fn->cu_ctx_destroy               = cuCtxDestroy_v2;
160 #else
161     LOAD_LIBRARY(dl_fn->cuda, CUDA_LIBNAME);
162
163     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_init, dl_fn->cuda, "cuInit");
164     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_device_get_count, dl_fn->cuda, "cuDeviceGetCount");
165     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_device_get, dl_fn->cuda, "cuDeviceGet");
166     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_device_get_name, dl_fn->cuda, "cuDeviceGetName");
167     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_device_compute_capability, dl_fn->cuda,
168                 "cuDeviceComputeCapability");
169     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_ctx_create, dl_fn->cuda, "cuCtxCreate_v2");
170     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_ctx_pop_current, dl_fn->cuda, "cuCtxPopCurrent_v2");
171     LOAD_SYMBOL(dl_fn->cu_ctx_destroy, dl_fn->cuda, "cuCtxDestroy_v2");
172 #endif
173
174     LOAD_LIBRARY(dl_fn->nvenc, NVENC_LIBNAME);
175
176     LOAD_SYMBOL(nvenc_create_instance, dl_fn->nvenc,
177                 "NvEncodeAPICreateInstance");
178
179     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
180
181     err = nvenc_create_instance(&dl_fn->nvenc_funcs);
182     if (err != NV_ENC_SUCCESS)
183         return nvenc_print_error(avctx, err, "Failed to create nvenc instance");
184
185     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
186
187     return 0;
188 }
189
190 static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
191 {
192     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS params = { 0 };
193     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
194     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
195     NVENCSTATUS ret;
196
197     params.version    = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
198     params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
199     params.device     = ctx->cu_context;
200     params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
201
202     ret = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&params, &ctx->nvencoder);
203     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
204         ctx->nvencoder = NULL;
205         return nvenc_print_error(avctx, ret, "OpenEncodeSessionEx failed");
206     }
207
208     return 0;
209 }
210
211 static int nvenc_check_codec_support(AVCodecContext *avctx)
212 {
213     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
214     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
215     int i, ret, count = 0;
216     GUID *guids = NULL;
217
218     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDCount(ctx->nvencoder, &count);
219
220     if (ret != NV_ENC_SUCCESS || !count)
221         return AVERROR(ENOSYS);
222
223     guids = av_malloc(count * sizeof(GUID));
224     if (!guids)
225         return AVERROR(ENOMEM);
226
227     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeGUIDs(ctx->nvencoder, guids, count, &count);
228     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
229         ret = AVERROR(ENOSYS);
230         goto fail;
231     }
232
233     ret = AVERROR(ENOSYS);
234     for (i = 0; i < count; i++) {
235         if (!memcmp(&guids[i], &ctx->init_encode_params.encodeGUID, sizeof(*guids))) {
236             ret = 0;
237             break;
238         }
239     }
240
241 fail:
242     av_free(guids);
243
244     return ret;
245 }
246
247 static int nvenc_check_cap(AVCodecContext *avctx, NV_ENC_CAPS cap)
248 {
249     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
250     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &ctx->nvenc_dload_funcs.nvenc_funcs;
251     NV_ENC_CAPS_PARAM params        = { 0 };
252     int ret, val = 0;
253
254     params.version     = NV_ENC_CAPS_PARAM_VER;
255     params.capsToQuery = cap;
256
257     ret = p_nvenc->nvEncGetEncodeCaps(ctx->nvencoder, ctx->init_encode_params.encodeGUID, &params, &val);
258
259     if (ret == NV_ENC_SUCCESS)
260         return val;
261     return 0;
262 }
263
264 static int nvenc_check_capabilities(AVCodecContext *avctx)
265 {
266     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
267     int ret;
268
269     ret = nvenc_check_codec_support(avctx);
270     if (ret < 0) {
271         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Codec not supported\n");
272         return ret;
273     }
274
275     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_YUV444_ENCODE);
276     if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P && ret <= 0) {
277         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "YUV444P not supported\n");
278         return AVERROR(ENOSYS);
279     }
280
281     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_LOSSLESS_ENCODE);
282     if (ctx->preset >= PRESET_LOSSLESS_DEFAULT && ret <= 0) {
283         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Lossless encoding not supported\n");
284         return AVERROR(ENOSYS);
285     }
286
287     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_WIDTH_MAX);
288     if (ret < avctx->width) {
289         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Width %d exceeds %d\n",
290                avctx->width, ret);
291         return AVERROR(ENOSYS);
292     }
293
294     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_HEIGHT_MAX);
295     if (ret < avctx->height) {
296         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Height %d exceeds %d\n",
297                avctx->height, ret);
298         return AVERROR(ENOSYS);
299     }
300
301     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_NUM_MAX_BFRAMES);
302     if (ret < avctx->max_b_frames) {
303         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Max B-frames %d exceed %d\n",
304                avctx->max_b_frames, ret);
305
306         return AVERROR(ENOSYS);
307     }
308
309     ret = nvenc_check_cap(avctx, NV_ENC_CAPS_SUPPORT_FIELD_ENCODING);
310     if (ret < 1 && avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
311         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
312                "Interlaced encoding is not supported. Supported level: %d\n",
313                ret);
314         return AVERROR(ENOSYS);
315     }
316
317     return 0;
318 }
319
320 static av_cold int nvenc_check_device(AVCodecContext *avctx, int idx)
321 {
322     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
323     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
324     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
325     char name[128] = { 0};
326     int major, minor, ret;
327     CUresult cu_res;
328     CUdevice cu_device;
329     CUcontext dummy;
330     int loglevel = AV_LOG_VERBOSE;
331
332     if (ctx->device == LIST_DEVICES)
333         loglevel = AV_LOG_INFO;
334
335     cu_res = dl_fn->cu_device_get(&cu_device, idx);
336     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
337         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
338                "Cannot access the CUDA device %d\n",
339                idx);
340         return -1;
341     }
342
343     cu_res = dl_fn->cu_device_get_name(name, sizeof(name), cu_device);
344     if (cu_res != CUDA_SUCCESS)
345         return -1;
346
347     cu_res = dl_fn->cu_device_compute_capability(&major, &minor, cu_device);
348     if (cu_res != CUDA_SUCCESS)
349         return -1;
350
351     av_log(avctx, loglevel, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d ]\n", idx, name, major, minor);
352     if (((major << 4) | minor) < NVENC_CAP) {
353         av_log(avctx, loglevel, "does not support NVENC\n");
354         goto fail;
355     }
356
357     cu_res = dl_fn->cu_ctx_create(&ctx->cu_context_internal, 0, cu_device);
358     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
359         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
360         goto fail;
361     }
362
363     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal;
364
365     cu_res = dl_fn->cu_ctx_pop_current(&dummy);
366     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
367         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed popping CUDA context: 0x%x\n", (int)cu_res);
368         goto fail2;
369     }
370
371     if ((ret = nvenc_open_session(avctx)) < 0)
372         goto fail2;
373
374     if ((ret = nvenc_check_capabilities(avctx)) < 0)
375         goto fail3;
376
377     av_log(avctx, loglevel, "supports NVENC\n");
378
379     dl_fn->nvenc_device_count++;
380
381     if (ctx->device == dl_fn->nvenc_device_count - 1 || ctx->device == ANY_DEVICE)
382         return 0;
383
384 fail3:
385     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
386     ctx->nvencoder = NULL;
387
388 fail2:
389     dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context_internal);
390     ctx->cu_context_internal = NULL;
391
392 fail:
393     return AVERROR(ENOSYS);
394 }
395
396 static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
397 {
398     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
399     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
400
401     switch (avctx->codec->id) {
402     case AV_CODEC_ID_H264:
403         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
404         break;
405     case AV_CODEC_ID_HEVC:
406         ctx->init_encode_params.encodeGUID = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
407         break;
408     default:
409         return AVERROR_BUG;
410     }
411
412     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
413 #if CONFIG_CUDA
414         AVHWFramesContext   *frames_ctx;
415         AVCUDADeviceContext *device_hwctx;
416         int ret;
417
418         if (!avctx->hw_frames_ctx)
419             return AVERROR(EINVAL);
420
421         frames_ctx   = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
422         device_hwctx = frames_ctx->device_ctx->hwctx;
423
424         ctx->cu_context = device_hwctx->cuda_ctx;
425
426         ret = nvenc_open_session(avctx);
427         if (ret < 0)
428             return ret;
429
430         ret = nvenc_check_capabilities(avctx);
431         if (ret < 0) {
432             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Provided device doesn't support required NVENC features\n");
433             return ret;
434         }
435 #else
436         return AVERROR_BUG;
437 #endif
438     } else {
439         int i, nb_devices = 0;
440
441         if ((dl_fn->cu_init(0)) != CUDA_SUCCESS) {
442             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
443                    "Cannot init CUDA\n");
444             return AVERROR_UNKNOWN;
445         }
446
447         if ((dl_fn->cu_device_get_count(&nb_devices)) != CUDA_SUCCESS) {
448             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
449                    "Cannot enumerate the CUDA devices\n");
450             return AVERROR_UNKNOWN;
451         }
452
453         if (!nb_devices) {
454             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
455                 return AVERROR_EXTERNAL;
456         }
457
458         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", nb_devices);
459
460         dl_fn->nvenc_device_count = 0;
461         for (i = 0; i < nb_devices; ++i) {
462             if ((nvenc_check_device(avctx, i)) >= 0 && ctx->device != LIST_DEVICES)
463                 return 0;
464         }
465
466         if (ctx->device == LIST_DEVICES)
467             return AVERROR_EXIT;
468
469         if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
470             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
471             return AVERROR_EXTERNAL;
472         }
473
474         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->device, dl_fn->nvenc_device_count);
475         return AVERROR(EINVAL);
476     }
477
478     return 0;
479 }
480
481 typedef struct GUIDTuple {
482     const GUID guid;
483     int flags;
484 } GUIDTuple;
485
486 static void nvenc_map_preset(NvencContext *ctx)
487 {
488     GUIDTuple presets[] = {
489         { NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID },
490         { NV_ENC_PRESET_HQ_GUID,                  NVENC_TWO_PASSES }, /* slow */
491         { NV_ENC_PRESET_HQ_GUID,                  NVENC_ONE_PASS }, /* medium */
492         { NV_ENC_PRESET_HP_GUID,                  NVENC_ONE_PASS }, /* fast */
493         { NV_ENC_PRESET_HP_GUID },
494         { NV_ENC_PRESET_HQ_GUID },
495         { NV_ENC_PRESET_BD_GUID },
496         { NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID, NVENC_LOWLATENCY },
497         { NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID,      NVENC_LOWLATENCY },
498         { NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID,      NVENC_LOWLATENCY },
499         { NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_DEFAULT_GUID,    NVENC_LOSSLESS },
500         { NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_HP_GUID,         NVENC_LOSSLESS },
501     };
502
503     GUIDTuple *t = &presets[ctx->preset];
504
505     ctx->init_encode_params.presetGUID = t->guid;
506     ctx->flags = t->flags;
507 }
508
509 static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
510 {
511     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
512     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
513
514     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
515     rc->constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
516     rc->constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
517     rc->constQP.qpIntra = avctx->global_quality;
518
519     avctx->qmin = -1;
520     avctx->qmax = -1;
521 }
522
523 static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
524 {
525     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
526     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
527     int qp_inter_p;
528
529     if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
530         rc->enableMinQP = 1;
531         rc->enableMaxQP = 1;
532
533         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
534         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
535         rc->minQP.qpIntra = avctx->qmin;
536
537         rc->maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
538         rc->maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
539         rc->maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
540
541         qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
542     } else if (avctx->qmin >= 0) {
543         rc->enableMinQP = 1;
544
545         rc->minQP.qpInterB = avctx->qmin;
546         rc->minQP.qpInterP = avctx->qmin;
547         rc->minQP.qpIntra = avctx->qmin;
548
549         qp_inter_p = avctx->qmin;
550     } else {
551         qp_inter_p = 26; // default to 26
552     }
553
554     rc->enableInitialRCQP = 1;
555     rc->initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
556
557     if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
558         rc->initialRCQP.qpIntra = av_clip(
559             qp_inter_p * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
560         rc->initialRCQP.qpInterB = av_clip(
561             qp_inter_p * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
562     } else {
563         rc->initialRCQP.qpIntra = qp_inter_p;
564         rc->initialRCQP.qpInterB = qp_inter_p;
565     }
566 }
567
568 static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
569 {
570     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
571     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
572
573     rc->rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
574     rc->constQP.qpInterB = 0;
575     rc->constQP.qpInterP = 0;
576     rc->constQP.qpIntra = 0;
577
578     avctx->qmin = -1;
579     avctx->qmax = -1;
580 }
581
582 static void nvenc_override_rate_control(AVCodecContext *avctx)
583 {
584     NvencContext *ctx    = avctx->priv_data;
585     NV_ENC_RC_PARAMS *rc = &ctx->encode_config.rcParams;
586
587     switch (ctx->rc) {
588     case NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP:
589         if (avctx->global_quality <= 0) {
590             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
591                    "The constant quality rate-control requires "
592                    "the 'global_quality' option set.\n");
593             return;
594         }
595         set_constqp(avctx);
596         return;
597     case NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR:
598     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR:
599         if (avctx->qmin < 0 && avctx->qmax < 0) {
600             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
601                    "The variable bitrate rate-control requires "
602                    "the 'qmin' and/or 'qmax' option set.\n");
603             set_vbr(avctx);
604             return;
605         }
606     case NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP:
607         if (avctx->qmin < 0) {
608             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
609                    "The variable bitrate rate-control requires "
610                    "the 'qmin' option set.\n");
611             set_vbr(avctx);
612             return;
613         }
614         set_vbr(avctx);
615         break;
616     case NV_ENC_PARAMS_RC_CBR:
617     case NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY:
618     case NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP:
619         break;
620     }
621
622     rc->rateControlMode = ctx->rc;
623 }
624
625 static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx)
626 {
627     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
628
629     if (avctx->bit_rate > 0) {
630         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
631     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
632         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
633     }
634
635     if (avctx->rc_max_rate > 0)
636         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
637
638     if (ctx->rc < 0) {
639         if (ctx->flags & NVENC_ONE_PASS)
640             ctx->twopass = 0;
641         if (ctx->flags & NVENC_TWO_PASSES)
642             ctx->twopass = 1;
643
644         if (ctx->twopass < 0)
645             ctx->twopass = (ctx->flags & NVENC_LOWLATENCY) != 0;
646
647         if (ctx->cbr) {
648             if (ctx->twopass) {
649                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY;
650             } else {
651                 ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
652             }
653         } else if (avctx->global_quality > 0) {
654             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
655         } else if (ctx->twopass) {
656             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
657         } else if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
658             ctx->rc = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
659         }
660     }
661
662     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
663         set_lossless(avctx);
664     } else if (ctx->rc >= 0) {
665         nvenc_override_rate_control(avctx);
666     } else {
667         ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
668         set_vbr(avctx);
669     }
670
671     if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
672         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
673     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
674         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
675     }
676 }
677
678 static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx)
679 {
680     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
681     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
682     NV_ENC_CONFIG_H264 *h264               = &cc->encodeCodecConfig.h264Config;
683     NV_ENC_CONFIG_H264_VUI_PARAMETERS *vui = &h264->h264VUIParameters;
684
685     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
686     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
687     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
688     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
689         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
690
691     vui->colourDescriptionPresentFlag =
692         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
693
694     vui->videoSignalTypePresentFlag =
695         (vui->colourDescriptionPresentFlag
696         || vui->videoFormat != 5
697         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
698
699     h264->sliceMode = 3;
700     h264->sliceModeData = 1;
701
702     h264->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
703     h264->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
704     h264->outputAUD     = 1;
705
706     if (avctx->refs >= 0) {
707         /* 0 means "let the hardware decide" */
708         h264->maxNumRefFrames = avctx->refs;
709     }
710     if (avctx->gop_size >= 0) {
711         h264->idrPeriod = cc->gopLength;
712     }
713
714     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
715         h264->outputBufferingPeriodSEI = 1;
716         h264->outputPictureTimingSEI   = 1;
717     }
718
719     if (cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY ||
720         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_FRAMESIZE_CAP ||
721         cc->rcParams.rateControlMode == NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR) {
722         h264->adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
723         h264->fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
724     }
725
726     if (ctx->flags & NVENC_LOSSLESS) {
727         h264->qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
728     } else {
729         switch(ctx->profile) {
730         case NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE:
731             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
732             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
733             break;
734         case NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN:
735             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
736             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
737             break;
738         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH:
739             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
740             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
741             break;
742         case NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444P:
743             cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
744             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
745             break;
746         }
747     }
748
749     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
750     if (ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
751         cc->profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
752         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
753     }
754
755     h264->chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
756
757     h264->level = ctx->level;
758
759     return 0;
760 }
761
762 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
763 {
764     NvencContext *ctx                      = avctx->priv_data;
765     NV_ENC_CONFIG *cc                      = &ctx->encode_config;
766     NV_ENC_CONFIG_HEVC *hevc               = &cc->encodeCodecConfig.hevcConfig;
767     NV_ENC_CONFIG_HEVC_VUI_PARAMETERS *vui = &hevc->hevcVUIParameters;
768
769     vui->colourMatrix = avctx->colorspace;
770     vui->colourPrimaries = avctx->color_primaries;
771     vui->transferCharacteristics = avctx->color_trc;
772     vui->videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
773         || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || ctx->data_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
774
775     vui->colourDescriptionPresentFlag =
776         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
777
778     vui->videoSignalTypePresentFlag =
779         (vui->colourDescriptionPresentFlag
780         || vui->videoFormat != 5
781         || vui->videoFullRangeFlag != 0);
782
783     hevc->sliceMode = 3;
784     hevc->sliceModeData = 1;
785
786     hevc->disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
787     hevc->repeatSPSPPS  = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
788     hevc->outputAUD     = 1;
789
790     if (avctx->refs >= 0) {
791         /* 0 means "let the hardware decide" */
792         hevc->maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
793     }
794     if (avctx->gop_size >= 0) {
795         hevc->idrPeriod = cc->gopLength;
796     }
797
798     if (IS_CBR(cc->rcParams.rateControlMode)) {
799         hevc->outputBufferingPeriodSEI = 1;
800         hevc->outputPictureTimingSEI   = 1;
801     }
802
803     /* No other profile is supported in the current SDK version 5 */
804     cc->profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
805     avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
806
807     hevc->level = ctx->level;
808
809     hevc->tier = ctx->tier;
810
811     return 0;
812 }
813
814 static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx)
815 {
816     switch (avctx->codec->id) {
817     case AV_CODEC_ID_H264:
818         return nvenc_setup_h264_config(avctx);
819     case AV_CODEC_ID_HEVC:
820         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
821     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
822     }
823
824     return 0;
825 }
826
827 static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
828 {
829     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
830     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
831     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
832
833     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
834     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
835     AVCPBProperties *cpb_props;
836     int res = 0;
837     int dw, dh;
838
839     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
840     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
841
842     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
843     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
844
845     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
846
847     nvenc_map_preset(ctx);
848
849     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
850     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
851
852     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder,
853                                                     ctx->init_encode_params.encodeGUID,
854                                                     ctx->init_encode_params.presetGUID,
855                                                     &preset_config);
856     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
857         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Cannot get the preset configuration");
858
859     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
860
861     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
862
863     if (avctx->sample_aspect_ratio.num && avctx->sample_aspect_ratio.den &&
864         (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 || avctx->sample_aspect_ratio.num != 1)) {
865         av_reduce(&dw, &dh,
866                   avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
867                   avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
868                   1024 * 1024);
869         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
870         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
871     } else {
872         ctx->init_encode_params.darHeight = avctx->height;
873         ctx->init_encode_params.darWidth = avctx->width;
874     }
875
876     // De-compensate for hardware, dubiously, trying to compensate for
877     // playback at 704 pixel width.
878     if (avctx->width == 720 &&
879         (avctx->height == 480 || avctx->height == 576)) {
880         av_reduce(&dw, &dh,
881                   ctx->init_encode_params.darWidth * 44,
882                   ctx->init_encode_params.darHeight * 45,
883                   1024 * 1024);
884         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
885         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
886     }
887
888     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
889     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
890
891     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
892     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
893
894     if (avctx->gop_size > 0) {
895         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
896             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B-Frame, 3 two B-frames, and so on. */
897             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
898         }
899
900         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
901     } else if (avctx->gop_size == 0) {
902         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
903         ctx->encode_config.gopLength = 1;
904     }
905
906     ctx->initial_pts[0] = AV_NOPTS_VALUE;
907     ctx->initial_pts[1] = AV_NOPTS_VALUE;
908
909     nvenc_setup_rate_control(avctx);
910
911     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
912         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
913     } else {
914         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
915     }
916
917     res = nvenc_setup_codec_config(avctx);
918     if (res)
919         return res;
920
921     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
922     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
923         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "InitializeEncoder failed");
924     }
925
926     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
927         avctx->has_b_frames = 2;
928
929     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
930         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
931
932     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
933     if (!cpb_props)
934         return AVERROR(ENOMEM);
935     cpb_props->max_bitrate = ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate;
936     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
937     cpb_props->buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize;
938
939     return 0;
940 }
941
942 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
943 {
944     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
945     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
946     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
947
948     NVENCSTATUS nv_status;
949     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
950     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
951
952     switch (ctx->data_pix_fmt) {
953     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
954         ctx->surfaces[idx].format = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
955         break;
956
957     case AV_PIX_FMT_NV12:
958         ctx->surfaces[idx].format = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
959         break;
960
961     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
962         ctx->surfaces[idx].format = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
963         break;
964
965     default:
966         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format\n");
967         return AVERROR(EINVAL);
968     }
969
970     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
971         ctx->surfaces[idx].in_ref = av_frame_alloc();
972         if (!ctx->surfaces[idx].in_ref)
973             return AVERROR(ENOMEM);
974     } else {
975         NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
976         allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
977         allocSurf.width = (avctx->width + 31) & ~31;
978         allocSurf.height = (avctx->height + 31) & ~31;
979         allocSurf.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
980         allocSurf.bufferFmt = ctx->surfaces[idx].format;
981
982         nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
983         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
984             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateInputBuffer failed");
985         }
986
987         ctx->surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
988         ctx->surfaces[idx].width = allocSurf.width;
989         ctx->surfaces[idx].height = allocSurf.height;
990     }
991
992     ctx->surfaces[idx].lockCount = 0;
993
994     /* 1MB is large enough to hold most output frames.
995      * NVENC increases this automaticaly if it is not enough. */
996     allocOut.size = 1024 * 1024;
997
998     allocOut.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
999
1000     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
1001     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1002         int err = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "CreateBitstreamBuffer failed");
1003         if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA)
1004             p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[idx].input_surface);
1005         av_frame_free(&ctx->surfaces[idx].in_ref);
1006         return err;
1007     }
1008
1009     ctx->surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
1010     ctx->surfaces[idx].size = allocOut.size;
1011
1012     return 0;
1013 }
1014
1015 static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx)
1016 {
1017     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1018     int i, res;
1019     int num_mbs = ((avctx->width + 15) >> 4) * ((avctx->height + 15) >> 4);
1020     ctx->nb_surfaces = FFMAX((num_mbs >= 8160) ? 32 : 48,
1021                              ctx->nb_surfaces);
1022     ctx->async_depth = FFMIN(ctx->async_depth, ctx->nb_surfaces - 1);
1023
1024
1025     ctx->surfaces = av_mallocz_array(ctx->nb_surfaces, sizeof(*ctx->surfaces));
1026     if (!ctx->surfaces)
1027         return AVERROR(ENOMEM);
1028
1029     ctx->timestamp_list = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(int64_t));
1030     if (!ctx->timestamp_list)
1031         return AVERROR(ENOMEM);
1032     ctx->output_surface_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1033     if (!ctx->output_surface_queue)
1034         return AVERROR(ENOMEM);
1035     ctx->output_surface_ready_queue = av_fifo_alloc(ctx->nb_surfaces * sizeof(NvencSurface*));
1036     if (!ctx->output_surface_ready_queue)
1037         return AVERROR(ENOMEM);
1038
1039     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; i++) {
1040         if ((res = nvenc_alloc_surface(avctx, i)) < 0)
1041             return res;
1042     }
1043
1044     return 0;
1045 }
1046
1047 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
1048 {
1049     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1050     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1051     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1052
1053     NVENCSTATUS nv_status;
1054     uint32_t outSize = 0;
1055     char tmpHeader[256];
1056     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
1057     payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
1058
1059     payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
1060     payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
1061     payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
1062
1063     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
1064     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1065         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "GetSequenceParams failed");
1066     }
1067
1068     avctx->extradata_size = outSize;
1069     avctx->extradata = av_mallocz(outSize + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1070
1071     if (!avctx->extradata) {
1072         return AVERROR(ENOMEM);
1073     }
1074
1075     memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
1076
1077     return 0;
1078 }
1079
1080 av_cold int ff_nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1081 {
1082     NvencContext *ctx               = avctx->priv_data;
1083     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1084     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1085     int i;
1086
1087     /* the encoder has to be flushed before it can be closed */
1088     if (ctx->nvencoder) {
1089         NV_ENC_PIC_PARAMS params        = { .version        = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER,
1090                                             .encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS };
1091
1092         p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &params);
1093     }
1094
1095     av_fifo_freep(&ctx->timestamp_list);
1096     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_ready_queue);
1097     av_fifo_freep(&ctx->output_surface_queue);
1098
1099     if (ctx->surfaces && avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1100         for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
1101             if (ctx->surfaces[i].input_surface) {
1102                  p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].in_map.mappedResource);
1103             }
1104         }
1105         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1106             if (ctx->registered_frames[i].regptr)
1107                 p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder, ctx->registered_frames[i].regptr);
1108         }
1109         ctx->nb_registered_frames = 0;
1110     }
1111
1112     if (ctx->surfaces) {
1113         for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
1114             if (avctx->pix_fmt != AV_PIX_FMT_CUDA)
1115                 p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].input_surface);
1116             av_frame_free(&ctx->surfaces[i].in_ref);
1117             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->surfaces[i].output_surface);
1118         }
1119     }
1120     av_freep(&ctx->surfaces);
1121     ctx->nb_surfaces = 0;
1122
1123     if (ctx->nvencoder)
1124         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1125     ctx->nvencoder = NULL;
1126
1127     if (ctx->cu_context_internal)
1128         dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context_internal);
1129     ctx->cu_context = ctx->cu_context_internal = NULL;
1130
1131     if (dl_fn->nvenc)
1132         dlclose(dl_fn->nvenc);
1133     dl_fn->nvenc = NULL;
1134
1135     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
1136
1137 #if !CONFIG_CUDA
1138     if (dl_fn->cuda)
1139         dlclose(dl_fn->cuda);
1140     dl_fn->cuda = NULL;
1141 #endif
1142
1143     dl_fn->cu_init = NULL;
1144     dl_fn->cu_device_get_count = NULL;
1145     dl_fn->cu_device_get = NULL;
1146     dl_fn->cu_device_get_name = NULL;
1147     dl_fn->cu_device_compute_capability = NULL;
1148     dl_fn->cu_ctx_create = NULL;
1149     dl_fn->cu_ctx_pop_current = NULL;
1150     dl_fn->cu_ctx_destroy = NULL;
1151
1152     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
1153
1154     return 0;
1155 }
1156
1157 av_cold int ff_nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1158 {
1159     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1160     int ret;
1161
1162     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1163         AVHWFramesContext *frames_ctx;
1164         if (!avctx->hw_frames_ctx) {
1165             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
1166                    "hw_frames_ctx must be set when using GPU frames as input\n");
1167             return AVERROR(EINVAL);
1168         }
1169         frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
1170         ctx->data_pix_fmt = frames_ctx->sw_format;
1171     } else {
1172         ctx->data_pix_fmt = avctx->pix_fmt;
1173     }
1174
1175     if ((ret = nvenc_load_libraries(avctx)) < 0)
1176         return ret;
1177
1178     if ((ret = nvenc_setup_device(avctx)) < 0)
1179         return ret;
1180
1181     if ((ret = nvenc_setup_encoder(avctx)) < 0)
1182         return ret;
1183
1184     if ((ret = nvenc_setup_surfaces(avctx)) < 0)
1185         return ret;
1186
1187     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
1188         if ((ret = nvenc_setup_extradata(avctx)) < 0)
1189             return ret;
1190     }
1191
1192     return 0;
1193 }
1194
1195 static NvencSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
1196 {
1197     int i;
1198
1199     for (i = 0; i < ctx->nb_surfaces; ++i) {
1200         if (!ctx->surfaces[i].lockCount) {
1201             ctx->surfaces[i].lockCount = 1;
1202             return &ctx->surfaces[i];
1203         }
1204     }
1205
1206     return NULL;
1207 }
1208
1209 static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencSurface *inSurf,
1210             NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lockBufferParams, const AVFrame *frame)
1211 {
1212     uint8_t *buf = lockBufferParams->bufferDataPtr;
1213     int off = inSurf->height * lockBufferParams->pitch;
1214
1215     if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P) {
1216         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1217             frame->data[0], frame->linesize[0],
1218             avctx->width, avctx->height);
1219
1220         buf += off;
1221
1222         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
1223             frame->data[2], frame->linesize[2],
1224             avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1225
1226         buf += off >> 2;
1227
1228         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
1229             frame->data[1], frame->linesize[1],
1230             avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1231     } else if (frame->format == AV_PIX_FMT_NV12) {
1232         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1233             frame->data[0], frame->linesize[0],
1234             avctx->width, avctx->height);
1235
1236         buf += off;
1237
1238         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1239             frame->data[1], frame->linesize[1],
1240             avctx->width, avctx->height >> 1);
1241     } else if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1242         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1243             frame->data[0], frame->linesize[0],
1244             avctx->width, avctx->height);
1245
1246         buf += off;
1247
1248         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1249             frame->data[1], frame->linesize[1],
1250             avctx->width, avctx->height);
1251
1252         buf += off;
1253
1254         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1255             frame->data[2], frame->linesize[2],
1256             avctx->width, avctx->height);
1257     } else {
1258         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid pixel format!\n");
1259         return AVERROR(EINVAL);
1260     }
1261
1262     return 0;
1263 }
1264
1265 static int nvenc_find_free_reg_resource(AVCodecContext *avctx)
1266 {
1267     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1268     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1269     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1270
1271     int i;
1272
1273     if (ctx->nb_registered_frames == FF_ARRAY_ELEMS(ctx->registered_frames)) {
1274         for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1275             if (!ctx->registered_frames[i].mapped) {
1276                 if (ctx->registered_frames[i].regptr) {
1277                     p_nvenc->nvEncUnregisterResource(ctx->nvencoder,
1278                                                 ctx->registered_frames[i].regptr);
1279                     ctx->registered_frames[i].regptr = NULL;
1280                 }
1281                 return i;
1282             }
1283         }
1284     } else {
1285         return ctx->nb_registered_frames++;
1286     }
1287
1288     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Too many registered CUDA frames\n");
1289     return AVERROR(ENOMEM);
1290 }
1291
1292 static int nvenc_register_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame)
1293 {
1294     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1295     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1296     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1297
1298     AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
1299     NV_ENC_REGISTER_RESOURCE reg;
1300     int i, idx, ret;
1301
1302     for (i = 0; i < ctx->nb_registered_frames; i++) {
1303         if (ctx->registered_frames[i].ptr == (CUdeviceptr)frame->data[0])
1304             return i;
1305     }
1306
1307     idx = nvenc_find_free_reg_resource(avctx);
1308     if (idx < 0)
1309         return idx;
1310
1311     reg.version            = NV_ENC_REGISTER_RESOURCE_VER;
1312     reg.resourceType       = NV_ENC_INPUT_RESOURCE_TYPE_CUDADEVICEPTR;
1313     reg.width              = frames_ctx->width;
1314     reg.height             = frames_ctx->height;
1315     reg.bufferFormat       = ctx->surfaces[0].format;
1316     reg.pitch              = frame->linesize[0];
1317     reg.resourceToRegister = frame->data[0];
1318
1319     ret = p_nvenc->nvEncRegisterResource(ctx->nvencoder, &reg);
1320     if (ret != NV_ENC_SUCCESS) {
1321         nvenc_print_error(avctx, ret, "Error registering an input resource");
1322         return AVERROR_UNKNOWN;
1323     }
1324
1325     ctx->registered_frames[idx].ptr    = (CUdeviceptr)frame->data[0];
1326     ctx->registered_frames[idx].regptr = reg.registeredResource;
1327     return idx;
1328 }
1329
1330 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
1331                                       NvencSurface *nvenc_frame)
1332 {
1333     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1334     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1335     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1336
1337     int res;
1338     NVENCSTATUS nv_status;
1339
1340     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1341         int reg_idx = nvenc_register_frame(avctx, frame);
1342         if (reg_idx < 0) {
1343             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Could not register an input CUDA frame\n");
1344             return reg_idx;
1345         }
1346
1347         res = av_frame_ref(nvenc_frame->in_ref, frame);
1348         if (res < 0)
1349             return res;
1350
1351         nvenc_frame->in_map.version = NV_ENC_MAP_INPUT_RESOURCE_VER;
1352         nvenc_frame->in_map.registeredResource = ctx->registered_frames[reg_idx].regptr;
1353         nv_status = p_nvenc->nvEncMapInputResource(ctx->nvencoder, &nvenc_frame->in_map);
1354         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1355             av_frame_unref(nvenc_frame->in_ref);
1356             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Error mapping an input resource");
1357         }
1358
1359         ctx->registered_frames[reg_idx].mapped = 1;
1360         nvenc_frame->reg_idx                   = reg_idx;
1361         nvenc_frame->input_surface             = nvenc_frame->in_map.mappedResource;
1362         return 0;
1363     } else {
1364         NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1365
1366         lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1367         lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
1368
1369         nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1370         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1371             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking nvenc input buffer");
1372         }
1373
1374         res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
1375
1376         nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
1377         if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1378             return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking input buffer!");
1379         }
1380
1381         return res;
1382     }
1383 }
1384
1385 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1386                                             NV_ENC_PIC_PARAMS *params)
1387 {
1388     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1389
1390     switch (avctx->codec->id) {
1391     case AV_CODEC_ID_H264:
1392         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode =
1393             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1394         params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData =
1395             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1396       break;
1397     case AV_CODEC_ID_HEVC:
1398         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode =
1399             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1400         params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData =
1401             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1402         break;
1403     }
1404 }
1405
1406 static inline void timestamp_queue_enqueue(AVFifoBuffer* queue, int64_t timestamp)
1407 {
1408     av_fifo_generic_write(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1409 }
1410
1411 static inline int64_t timestamp_queue_dequeue(AVFifoBuffer* queue)
1412 {
1413     int64_t timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
1414     if (av_fifo_size(queue) > 0)
1415         av_fifo_generic_read(queue, &timestamp, sizeof(timestamp), NULL);
1416
1417     return timestamp;
1418 }
1419
1420 static int nvenc_set_timestamp(AVCodecContext *avctx,
1421                                NV_ENC_LOCK_BITSTREAM *params,
1422                                AVPacket *pkt)
1423 {
1424     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1425
1426     pkt->pts = params->outputTimeStamp;
1427
1428     /* generate the first dts by linearly extrapolating the
1429      * first two pts values to the past */
1430     if (avctx->max_b_frames > 0 && !ctx->first_packet_output &&
1431         ctx->initial_pts[1] != AV_NOPTS_VALUE) {
1432         int64_t ts0 = ctx->initial_pts[0], ts1 = ctx->initial_pts[1];
1433         int64_t delta;
1434
1435         if ((ts0 < 0 && ts1 > INT64_MAX + ts0) ||
1436             (ts0 > 0 && ts1 < INT64_MIN + ts0))
1437             return AVERROR(ERANGE);
1438         delta = ts1 - ts0;
1439
1440         if ((delta < 0 && ts0 > INT64_MAX + delta) ||
1441             (delta > 0 && ts0 < INT64_MIN + delta))
1442             return AVERROR(ERANGE);
1443         pkt->dts = ts0 - delta;
1444
1445         ctx->first_packet_output = 1;
1446         return 0;
1447     }
1448
1449     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1450
1451     return 0;
1452 }
1453
1454 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencSurface *tmpoutsurf)
1455 {
1456     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1457     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1458     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1459
1460     uint32_t slice_mode_data;
1461     uint32_t *slice_offsets;
1462     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
1463     NVENCSTATUS nv_status;
1464     int res = 0;
1465
1466     enum AVPictureType pict_type;
1467
1468     switch (avctx->codec->id) {
1469     case AV_CODEC_ID_H264:
1470       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1471       break;
1472     case AV_CODEC_ID_H265:
1473       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1474       break;
1475     default:
1476       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
1477       res = AVERROR(EINVAL);
1478       goto error;
1479     }
1480     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
1481
1482     if (!slice_offsets)
1483         goto error;
1484
1485     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1486
1487     lock_params.doNotWait = 0;
1488     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
1489     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
1490
1491     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
1492     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1493         res = nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed locking bitstream buffer");
1494         goto error;
1495     }
1496
1497     if (res = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes,0)) {
1498         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1499         goto error;
1500     }
1501
1502     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1503
1504     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1505     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1506         nvenc_print_error(avctx, nv_status, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open");
1507
1508
1509     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_CUDA) {
1510         p_nvenc->nvEncUnmapInputResource(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->in_map.mappedResource);
1511         av_frame_unref(tmpoutsurf->in_ref);
1512         ctx->registered_frames[tmpoutsurf->reg_idx].mapped = 0;
1513
1514         tmpoutsurf->input_surface = NULL;
1515     }
1516
1517     switch (lock_params.pictureType) {
1518     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1519         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1520     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1521         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1522         break;
1523     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1524         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1525         break;
1526     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1527         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1528         break;
1529     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1530         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1531         break;
1532     default:
1533         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
1534         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
1535         res = AVERROR_EXTERNAL;
1536         goto error;
1537     }
1538
1539 #if FF_API_CODED_FRAME
1540 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1541     avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1542 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1543 #endif
1544
1545     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
1546         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1547
1548     res = nvenc_set_timestamp(avctx, &lock_params, pkt);
1549     if (res < 0)
1550         goto error2;
1551
1552     av_free(slice_offsets);
1553
1554     return 0;
1555
1556 error:
1557     timestamp_queue_dequeue(ctx->timestamp_list);
1558
1559 error2:
1560     av_free(slice_offsets);
1561
1562     return res;
1563 }
1564
1565 static int output_ready(AVCodecContext *avctx, int flush)
1566 {
1567     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1568     int nb_ready, nb_pending;
1569
1570     /* when B-frames are enabled, we wait for two initial timestamps to
1571      * calculate the first dts */
1572     if (!flush && avctx->max_b_frames > 0 &&
1573         (ctx->initial_pts[0] == AV_NOPTS_VALUE || ctx->initial_pts[1] == AV_NOPTS_VALUE))
1574         return 0;
1575
1576     nb_ready   = av_fifo_size(ctx->output_surface_ready_queue)   / sizeof(NvencSurface*);
1577     nb_pending = av_fifo_size(ctx->output_surface_queue)         / sizeof(NvencSurface*);
1578     if (flush)
1579         return nb_ready > 0;
1580     return (nb_ready > 0) && (nb_ready + nb_pending >= ctx->async_depth);
1581 }
1582
1583 int ff_nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1584                           const AVFrame *frame, int *got_packet)
1585 {
1586     NVENCSTATUS nv_status;
1587     NvencSurface *tmpoutsurf, *inSurf;
1588     int res;
1589
1590     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1591     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1592     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1593
1594     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
1595     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
1596
1597     if (frame) {
1598         inSurf = get_free_frame(ctx);
1599         if (!inSurf) {
1600             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No free surfaces\n");
1601             return AVERROR_BUG;
1602         }
1603
1604         res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, inSurf);
1605         if (res) {
1606             inSurf->lockCount = 0;
1607             return res;
1608         }
1609
1610         pic_params.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1611         pic_params.bufferFmt = inSurf->format;
1612         pic_params.inputWidth = avctx->width;
1613         pic_params.inputHeight = avctx->height;
1614         pic_params.outputBitstream = inSurf->output_surface;
1615
1616         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1617             if (frame->top_field_first)
1618                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
1619             else
1620                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
1621         } else {
1622             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
1623         }
1624
1625         pic_params.encodePicFlags = 0;
1626         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
1627
1628         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params);
1629     } else {
1630         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
1631     }
1632
1633     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
1634     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS &&
1635         nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT)
1636         return nvenc_print_error(avctx, nv_status, "EncodePicture failed!");
1637
1638     if (frame) {
1639         av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_queue, &inSurf, sizeof(inSurf), NULL);
1640         timestamp_queue_enqueue(ctx->timestamp_list, frame->pts);
1641
1642         if (ctx->initial_pts[0] == AV_NOPTS_VALUE)
1643             ctx->initial_pts[0] = frame->pts;
1644         else if (ctx->initial_pts[1] == AV_NOPTS_VALUE)
1645             ctx->initial_pts[1] = frame->pts;
1646     }
1647
1648     /* all the pending buffers are now ready for output */
1649     if (nv_status == NV_ENC_SUCCESS) {
1650         while (av_fifo_size(ctx->output_surface_queue) > 0) {
1651             av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_queue, &tmpoutsurf, sizeof(tmpoutsurf), NULL);
1652             av_fifo_generic_write(ctx->output_surface_ready_queue, &tmpoutsurf, sizeof(tmpoutsurf), NULL);
1653         }
1654     }
1655
1656     if (output_ready(avctx, !frame)) {
1657         av_fifo_generic_read(ctx->output_surface_ready_queue, &tmpoutsurf, sizeof(tmpoutsurf), NULL);
1658
1659         res = process_output_surface(avctx, pkt, tmpoutsurf);
1660
1661         if (res)
1662             return res;
1663
1664         av_assert0(tmpoutsurf->lockCount);
1665         tmpoutsurf->lockCount--;
1666
1667         *got_packet = 1;
1668     } else {
1669         *got_packet = 0;
1670     }
1671
1672     return 0;
1673 }