avcodec/nvenc: split large functions into smaller ones
[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 #if defined(_WIN32)
23 #include <windows.h>
24 #else
25 #include <dlfcn.h>
26 #endif
27
28 #include <nvEncodeAPI.h>
29
30 #include "libavutil/internal.h"
31 #include "libavutil/imgutils.h"
32 #include "libavutil/avassert.h"
33 #include "libavutil/opt.h"
34 #include "libavutil/mem.h"
35 #include "avcodec.h"
36 #include "internal.h"
37 #include "thread.h"
38
39 #if defined(_WIN32)
40 #define CUDAAPI __stdcall
41 #else
42 #define CUDAAPI
43 #endif
44
45 #if defined(_WIN32)
46 #define LOAD_FUNC(l, s) GetProcAddress(l, s)
47 #define DL_CLOSE_FUNC(l) FreeLibrary(l)
48 #else
49 #define LOAD_FUNC(l, s) dlsym(l, s)
50 #define DL_CLOSE_FUNC(l) dlclose(l)
51 #endif
52
53 typedef enum cudaError_enum {
54     CUDA_SUCCESS = 0
55 } CUresult;
56 typedef int CUdevice;
57 typedef void* CUcontext;
58
59 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUINIT)(unsigned int Flags);
60 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGETCOUNT)(int *count);
61 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGET)(CUdevice *device, int ordinal);
62 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICEGETNAME)(char *name, int len, CUdevice dev);
63 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY)(int *major, int *minor, CUdevice dev);
64 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXCREATE)(CUcontext *pctx, unsigned int flags, CUdevice dev);
65 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXPOPCURRENT)(CUcontext *pctx);
66 typedef CUresult(CUDAAPI *PCUCTXDESTROY)(CUcontext ctx);
67
68 typedef NVENCSTATUS (NVENCAPI* PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)(NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *functionList);
69
70 typedef struct NvencInputSurface
71 {
72     NV_ENC_INPUT_PTR input_surface;
73     int width;
74     int height;
75
76     int lockCount;
77
78     NV_ENC_BUFFER_FORMAT format;
79 } NvencInputSurface;
80
81 typedef struct NvencOutputSurface
82 {
83     NV_ENC_OUTPUT_PTR output_surface;
84     int size;
85
86     NvencInputSurface* input_surface;
87
88     int busy;
89 } NvencOutputSurface;
90
91 typedef struct NvencData
92 {
93     union {
94         int64_t timestamp;
95         NvencOutputSurface *surface;
96     } u;
97 } NvencData;
98
99 typedef struct NvencDataList
100 {
101     NvencData* data;
102
103     uint32_t pos;
104     uint32_t count;
105     uint32_t size;
106 } NvencDataList;
107
108 typedef struct NvencDynLoadFunctions
109 {
110     PCUINIT cu_init;
111     PCUDEVICEGETCOUNT cu_device_get_count;
112     PCUDEVICEGET cu_device_get;
113     PCUDEVICEGETNAME cu_device_get_name;
114     PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY cu_device_compute_capability;
115     PCUCTXCREATE cu_ctx_create;
116     PCUCTXPOPCURRENT cu_ctx_pop_current;
117     PCUCTXDESTROY cu_ctx_destroy;
118
119     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST nvenc_funcs;
120     int nvenc_device_count;
121     CUdevice nvenc_devices[16];
122
123 #if defined(_WIN32)
124     HMODULE cuda_lib;
125     HMODULE nvenc_lib;
126 #else
127     void* cuda_lib;
128     void* nvenc_lib;
129 #endif
130 } NvencDynLoadFunctions;
131
132 typedef struct NvencValuePair
133 {
134     const char *str;
135     uint32_t num;
136 } NvencValuePair;
137
138 typedef struct NvencContext
139 {
140     AVClass *avclass;
141
142     NvencDynLoadFunctions nvenc_dload_funcs;
143
144     NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS init_encode_params;
145     NV_ENC_CONFIG encode_config;
146     CUcontext cu_context;
147
148     int max_surface_count;
149     NvencInputSurface *input_surfaces;
150     NvencOutputSurface *output_surfaces;
151
152     NvencDataList output_surface_queue;
153     NvencDataList output_surface_ready_queue;
154     NvencDataList timestamp_list;
155     int64_t last_dts;
156
157     void *nvencoder;
158
159     char *preset;
160     char *profile;
161     char *level;
162     char *tier;
163     int cbr;
164     int twopass;
165     int gpu;
166     int buffer_delay;
167 } NvencContext;
168
169 static const NvencValuePair nvenc_h264_level_pairs[] = {
170     { "auto", NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },
171     { "1"   , NV_ENC_LEVEL_H264_1     },
172     { "1.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_1     },
173     { "1b"  , NV_ENC_LEVEL_H264_1b    },
174     { "1.0b", NV_ENC_LEVEL_H264_1b    },
175     { "1.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_11    },
176     { "1.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_12    },
177     { "1.3" , NV_ENC_LEVEL_H264_13    },
178     { "2"   , NV_ENC_LEVEL_H264_2     },
179     { "2.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_2     },
180     { "2.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_21    },
181     { "2.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_22    },
182     { "3"   , NV_ENC_LEVEL_H264_3     },
183     { "3.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_3     },
184     { "3.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_31    },
185     { "3.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_32    },
186     { "4"   , NV_ENC_LEVEL_H264_4     },
187     { "4.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_4     },
188     { "4.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_41    },
189     { "4.2" , NV_ENC_LEVEL_H264_42    },
190     { "5"   , NV_ENC_LEVEL_H264_5     },
191     { "5.0" , NV_ENC_LEVEL_H264_5     },
192     { "5.1" , NV_ENC_LEVEL_H264_51    },
193     { NULL }
194 };
195
196 static const NvencValuePair nvenc_hevc_level_pairs[] = {
197     { "auto", NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT },
198     { "1"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_1     },
199     { "1.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_1     },
200     { "2"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_2     },
201     { "2.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_2     },
202     { "2.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_21    },
203     { "3"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_3     },
204     { "3.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_3     },
205     { "3.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_31    },
206     { "4"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_4     },
207     { "4.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_4     },
208     { "4.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_41    },
209     { "5"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_5     },
210     { "5.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_5     },
211     { "5.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_51    },
212     { "5.2" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_52    },
213     { "6"   , NV_ENC_LEVEL_HEVC_6     },
214     { "6.0" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_6     },
215     { "6.1" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_61    },
216     { "6.2" , NV_ENC_LEVEL_HEVC_62    },
217     { NULL }
218 };
219
220 static int input_string_to_uint32(AVCodecContext *avctx, const NvencValuePair *pair, const char *input, uint32_t *output)
221 {
222     for (; pair->str; ++pair) {
223         if (!strcmp(input, pair->str)) {
224             *output = pair->num;
225             return 0;
226         }
227     }
228
229     return AVERROR(EINVAL);
230 }
231
232 static NvencData* data_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
233 {
234     uint32_t mask;
235     uint32_t read_pos;
236
237     av_assert0(queue);
238     av_assert0(queue->size);
239     av_assert0(queue->data);
240
241     if (!queue->count)
242         return NULL;
243
244     /* Size always is a multiple of two */
245     mask = queue->size - 1;
246     read_pos = (queue->pos - queue->count) & mask;
247     queue->count--;
248
249     return &queue->data[read_pos];
250 }
251
252 static int data_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencData *data)
253 {
254     NvencDataList new_queue;
255     NvencData* tmp_data;
256     uint32_t mask;
257
258     if (!queue->size) {
259         /* size always has to be a multiple of two */
260         queue->size = 4;
261         queue->pos = 0;
262         queue->count = 0;
263
264         queue->data = av_malloc(queue->size * sizeof(*(queue->data)));
265
266         if (!queue->data) {
267             queue->size = 0;
268             return AVERROR(ENOMEM);
269         }
270     }
271
272     if (queue->count == queue->size) {
273         new_queue.size = queue->size << 1;
274         new_queue.pos = 0;
275         new_queue.count = 0;
276         new_queue.data = av_malloc(new_queue.size * sizeof(*(queue->data)));
277
278         if (!new_queue.data)
279             return AVERROR(ENOMEM);
280
281         while (tmp_data = data_queue_dequeue(queue))
282             data_queue_enqueue(&new_queue, tmp_data);
283
284         av_free(queue->data);
285         *queue = new_queue;
286     }
287
288     mask = queue->size - 1;
289
290     queue->data[queue->pos] = *data;
291     queue->pos = (queue->pos + 1) & mask;
292     queue->count++;
293
294     return 0;
295 }
296
297 static int out_surf_queue_enqueue(NvencDataList* queue, NvencOutputSurface* surface)
298 {
299     NvencData data;
300     data.u.surface = surface;
301
302     return data_queue_enqueue(queue, &data);
303 }
304
305 static NvencOutputSurface* out_surf_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
306 {
307     NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
308
309     if (!res)
310         return NULL;
311
312     return res->u.surface;
313 }
314
315 static int timestamp_queue_enqueue(NvencDataList* queue, int64_t timestamp)
316 {
317     NvencData data;
318     data.u.timestamp = timestamp;
319
320     return data_queue_enqueue(queue, &data);
321 }
322
323 static int64_t timestamp_queue_dequeue(NvencDataList* queue)
324 {
325     NvencData* res = data_queue_dequeue(queue);
326
327     if (!res)
328         return AV_NOPTS_VALUE;
329
330     return res->u.timestamp;
331 }
332
333 #define CHECK_LOAD_FUNC(t, f, s) \
334 do { \
335     (f) = (t)LOAD_FUNC(dl_fn->cuda_lib, s); \
336     if (!(f)) { \
337         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading %s from CUDA library\n", s); \
338         goto error; \
339     } \
340 } while (0)
341
342 static av_cold int nvenc_dyload_cuda(AVCodecContext *avctx)
343 {
344     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
345     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
346
347     if (dl_fn->cuda_lib)
348         return 1;
349
350 #if defined(_WIN32)
351     dl_fn->cuda_lib = LoadLibrary(TEXT("nvcuda.dll"));
352 #else
353     dl_fn->cuda_lib = dlopen("libcuda.so", RTLD_LAZY);
354 #endif
355
356     if (!dl_fn->cuda_lib) {
357         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading CUDA library\n");
358         goto error;
359     }
360
361     CHECK_LOAD_FUNC(PCUINIT, dl_fn->cu_init, "cuInit");
362     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETCOUNT, dl_fn->cu_device_get_count, "cuDeviceGetCount");
363     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGET, dl_fn->cu_device_get, "cuDeviceGet");
364     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICEGETNAME, dl_fn->cu_device_get_name, "cuDeviceGetName");
365     CHECK_LOAD_FUNC(PCUDEVICECOMPUTECAPABILITY, dl_fn->cu_device_compute_capability, "cuDeviceComputeCapability");
366     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXCREATE, dl_fn->cu_ctx_create, "cuCtxCreate_v2");
367     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXPOPCURRENT, dl_fn->cu_ctx_pop_current, "cuCtxPopCurrent_v2");
368     CHECK_LOAD_FUNC(PCUCTXDESTROY, dl_fn->cu_ctx_destroy, "cuCtxDestroy_v2");
369
370     return 1;
371
372 error:
373
374     if (dl_fn->cuda_lib)
375         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
376
377     dl_fn->cuda_lib = NULL;
378
379     return 0;
380 }
381
382 static av_cold int check_cuda_errors(AVCodecContext *avctx, CUresult err, const char *func)
383 {
384     if (err != CUDA_SUCCESS) {
385         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, ">> %s - failed with error code 0x%x\n", func, err);
386         return 0;
387     }
388     return 1;
389 }
390 #define check_cuda_errors(f) if (!check_cuda_errors(avctx, f, #f)) goto error
391
392 static av_cold int nvenc_check_cuda(AVCodecContext *avctx)
393 {
394     int device_count = 0;
395     CUdevice cu_device = 0;
396     char gpu_name[128];
397     int smminor = 0, smmajor = 0;
398     int i, smver, target_smver;
399
400     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
401     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
402
403     switch (avctx->codec->id) {
404     case AV_CODEC_ID_H264:
405         target_smver = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P ? 0x52 : 0x30;
406         break;
407     case AV_CODEC_ID_H265:
408         target_smver = 0x52;
409         break;
410     default:
411         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Unknown codec name\n");
412         goto error;
413     }
414
415     if (!nvenc_dyload_cuda(avctx))
416         return 0;
417
418     if (dl_fn->nvenc_device_count > 0)
419         return 1;
420
421     check_cuda_errors(dl_fn->cu_init(0));
422
423     check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_count(&device_count));
424
425     if (!device_count) {
426         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No CUDA capable devices found\n");
427         goto error;
428     }
429
430     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "%d CUDA capable devices found\n", device_count);
431
432     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
433
434     for (i = 0; i < device_count; ++i) {
435         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get(&cu_device, i));
436         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_get_name(gpu_name, sizeof(gpu_name), cu_device));
437         check_cuda_errors(dl_fn->cu_device_compute_capability(&smmajor, &smminor, cu_device));
438
439         smver = (smmajor << 4) | smminor;
440
441         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "[ GPU #%d - < %s > has Compute SM %d.%d, NVENC %s ]\n", i, gpu_name, smmajor, smminor, (smver >= target_smver) ? "Available" : "Not Available");
442
443         if (smver >= target_smver)
444             dl_fn->nvenc_devices[dl_fn->nvenc_device_count++] = cu_device;
445     }
446
447     if (!dl_fn->nvenc_device_count) {
448         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No NVENC capable devices found\n");
449         goto error;
450     }
451
452     return 1;
453
454 error:
455
456     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
457
458     return 0;
459 }
460
461 static av_cold int nvenc_dyload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
462 {
463     PNVENCODEAPICREATEINSTANCE nvEncodeAPICreateInstance = 0;
464     NVENCSTATUS nvstatus;
465
466     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
467     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
468
469     if (!nvenc_check_cuda(avctx))
470         return 0;
471
472     if (dl_fn->nvenc_lib)
473         return 1;
474
475 #if defined(_WIN32)
476     if (sizeof(void*) == 8) {
477         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI64.dll"));
478     } else {
479         dl_fn->nvenc_lib = LoadLibrary(TEXT("nvEncodeAPI.dll"));
480     }
481 #else
482     dl_fn->nvenc_lib = dlopen("libnvidia-encode.so.1", RTLD_LAZY);
483 #endif
484
485     if (!dl_fn->nvenc_lib) {
486         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed loading the nvenc library\n");
487         goto error;
488     }
489
490     nvEncodeAPICreateInstance = (PNVENCODEAPICREATEINSTANCE)LOAD_FUNC(dl_fn->nvenc_lib, "NvEncodeAPICreateInstance");
491
492     if (!nvEncodeAPICreateInstance) {
493         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to load nvenc entrypoint\n");
494         goto error;
495     }
496
497     dl_fn->nvenc_funcs.version = NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST_VER;
498
499     nvstatus = nvEncodeAPICreateInstance(&dl_fn->nvenc_funcs);
500
501     if (nvstatus != NV_ENC_SUCCESS) {
502         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed to create nvenc instance\n");
503         goto error;
504     }
505
506     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc initialized successfully\n");
507
508     return 1;
509
510 error:
511     if (dl_fn->nvenc_lib)
512         DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
513
514     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
515
516     return 0;
517 }
518
519 static av_cold void nvenc_unload_nvenc(AVCodecContext *avctx)
520 {
521     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
522     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
523
524     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->nvenc_lib);
525     dl_fn->nvenc_lib = NULL;
526
527     dl_fn->nvenc_device_count = 0;
528
529     DL_CLOSE_FUNC(dl_fn->cuda_lib);
530     dl_fn->cuda_lib = NULL;
531
532     dl_fn->cu_init = NULL;
533     dl_fn->cu_device_get_count = NULL;
534     dl_fn->cu_device_get = NULL;
535     dl_fn->cu_device_get_name = NULL;
536     dl_fn->cu_device_compute_capability = NULL;
537     dl_fn->cu_ctx_create = NULL;
538     dl_fn->cu_ctx_pop_current = NULL;
539     dl_fn->cu_ctx_destroy = NULL;
540
541     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Nvenc unloaded\n");
542 }
543
544 static av_cold int nvenc_setup_device(AVCodecContext *avctx)
545 {
546     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
547     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
548
549     CUresult cu_res;
550     CUcontext cu_context_curr;
551
552     if (ctx->gpu >= dl_fn->nvenc_device_count) {
553         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Requested GPU %d, but only %d GPUs are available!\n", ctx->gpu, dl_fn->nvenc_device_count);
554         return AVERROR(EINVAL);
555     }
556
557     ctx->cu_context = NULL;
558     cu_res = dl_fn->cu_ctx_create(&ctx->cu_context, 4, dl_fn->nvenc_devices[ctx->gpu]); // CU_CTX_SCHED_BLOCKING_SYNC=4, avoid CPU spins
559
560     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
561         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed creating CUDA context for NVENC: 0x%x\n", (int)cu_res);
562         return AVERROR_EXTERNAL;
563     }
564
565     cu_res = dl_fn->cu_ctx_pop_current(&cu_context_curr);
566
567     if (cu_res != CUDA_SUCCESS) {
568         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed popping CUDA context: 0x%x\n", (int)cu_res);
569         return AVERROR_EXTERNAL;
570     }
571
572     return 0;
573 }
574
575 static av_cold int nvenc_open_session(AVCodecContext *avctx)
576 {
577     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
578     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
579     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
580
581     NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS encode_session_params = { 0 };
582     NVENCSTATUS nv_status;
583
584     encode_session_params.version = NV_ENC_OPEN_ENCODE_SESSION_EX_PARAMS_VER;
585     encode_session_params.apiVersion = NVENCAPI_VERSION;
586     encode_session_params.device = ctx->cu_context;
587     encode_session_params.deviceType = NV_ENC_DEVICE_TYPE_CUDA;
588
589     nv_status = p_nvenc->nvEncOpenEncodeSessionEx(&encode_session_params, &ctx->nvencoder);
590     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
591         ctx->nvencoder = NULL;
592         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "OpenEncodeSessionEx failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
593         return AVERROR_EXTERNAL;
594     }
595
596     return 0;
597 }
598
599 static av_cold void set_constqp(AVCodecContext *avctx)
600 {
601     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
602
603     ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
604     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = avctx->global_quality;
605     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = avctx->global_quality;
606     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = avctx->global_quality;
607 }
608
609 static av_cold void set_vbr(AVCodecContext *avctx)
610 {
611     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
612
613     ctx->encode_config.rcParams.enableMinQP = 1;
614     ctx->encode_config.rcParams.enableMaxQP = 1;
615
616     ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterB = avctx->qmin;
617     ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpInterP = avctx->qmin;
618     ctx->encode_config.rcParams.minQP.qpIntra = avctx->qmin;
619
620     ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterB = avctx->qmax;
621     ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpInterP = avctx->qmax;
622     ctx->encode_config.rcParams.maxQP.qpIntra = avctx->qmax;
623 }
624
625 static av_cold void set_lossless(AVCodecContext *avctx)
626 {
627     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
628
629     ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CONSTQP;
630     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterB = 0;
631     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpInterP = 0;
632     ctx->encode_config.rcParams.constQP.qpIntra = 0;
633 }
634
635 static av_cold void nvenc_setup_rate_control(AVCodecContext *avctx, int lossless)
636 {
637     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
638
639     int qp_inter_p;
640
641     if (avctx->bit_rate > 0) {
642         ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate = avctx->bit_rate;
643     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
644         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
645     }
646
647     if (avctx->rc_max_rate > 0)
648         ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate = avctx->rc_max_rate;
649
650     if (lossless) {
651         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264)
652             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.qpPrimeYZeroTransformBypassFlag = 1;
653
654         set_lossless(avctx);
655
656         avctx->qmin = -1;
657         avctx->qmax = -1;
658     } else if (ctx->cbr) {
659         if (!ctx->twopass) {
660             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_CBR;
661         } else {
662             ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_QUALITY;
663
664             if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
665                 ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
666                 ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
667             }
668         }
669
670         if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
671             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputBufferingPeriodSEI = 1;
672             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputPictureTimingSEI = 1;
673         } else if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H265) {
674             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputBufferingPeriodSEI = 1;
675             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputPictureTimingSEI = 1;
676         }
677     } else if (avctx->global_quality > 0) {
678         set_constqp(avctx);
679
680         avctx->qmin = -1;
681         avctx->qmax = -1;
682     } else {
683         if (avctx->qmin >= 0 && avctx->qmax >= 0) {
684             set_vbr(avctx);
685
686             qp_inter_p = (avctx->qmax + 3 * avctx->qmin) / 4; // biased towards Qmin
687
688             if (ctx->twopass) {
689                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
690                 if (avctx->codec->id == AV_CODEC_ID_H264) {
691                     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.adaptiveTransformMode = NV_ENC_H264_ADAPTIVE_TRANSFORM_ENABLE;
692                     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.fmoMode = NV_ENC_H264_FMO_DISABLE;
693                 }
694             } else {
695                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR_MINQP;
696             }
697         } else {
698             qp_inter_p = 26; // default to 26
699
700             if (ctx->twopass) {
701                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_2_PASS_VBR;
702             } else {
703                 ctx->encode_config.rcParams.rateControlMode = NV_ENC_PARAMS_RC_VBR;
704             }
705         }
706
707         ctx->encode_config.rcParams.enableInitialRCQP = 1;
708         ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterP  = qp_inter_p;
709
710         if (avctx->i_quant_factor != 0.0 && avctx->b_quant_factor != 0.0) {
711             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpIntra = av_clip(
712                 qp_inter_p * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
713             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterB = av_clip(
714                 qp_inter_p * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
715         } else {
716             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpIntra = qp_inter_p;
717             ctx->encode_config.rcParams.initialRCQP.qpInterB = qp_inter_p;
718         }
719     }
720
721     if (avctx->rc_buffer_size > 0) {
722         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = avctx->rc_buffer_size;
723     } else if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0) {
724         ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize = 2 * ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
725     }
726 }
727
728 static av_cold int nvenc_setup_h264_config(AVCodecContext *avctx, int lossless)
729 {
730     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
731     int res;
732
733     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
734     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
735     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
736     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
737         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
738
739     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag =
740         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
741
742     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoSignalTypePresentFlag =
743         (ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.colourDescriptionPresentFlag
744         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFormat != 5
745         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.h264VUIParameters.videoFullRangeFlag != 0);
746
747     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode = 3;
748     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData = 1;
749
750     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
751     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.repeatSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
752
753     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.outputAUD = 1;
754
755     if (!ctx->profile && !lossless) {
756         switch (avctx->profile) {
757         case FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE:
758             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
759             break;
760         case FF_PROFILE_H264_BASELINE:
761             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
762             break;
763         case FF_PROFILE_H264_MAIN:
764             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
765             break;
766         case FF_PROFILE_H264_HIGH:
767         case FF_PROFILE_UNKNOWN:
768             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
769             break;
770         default:
771             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Unsupported profile requested, falling back to high\n");
772             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
773             break;
774         }
775     } else if (!lossless) {
776         if (!strcmp(ctx->profile, "high")) {
777             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_GUID;
778             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH;
779         } else if (!strcmp(ctx->profile, "main")) {
780             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_MAIN_GUID;
781             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_MAIN;
782         } else if (!strcmp(ctx->profile, "baseline")) {
783             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_BASELINE_GUID;
784             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_BASELINE;
785         } else if (!strcmp(ctx->profile, "high444p")) {
786             ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
787             avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
788         } else {
789             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Profile \"%s\" is unknown! Supported profiles: high, main, baseline\n", ctx->profile);
790             return AVERROR(EINVAL);
791         }
792     }
793
794     // force setting profile as high444p if input is AV_PIX_FMT_YUV444P
795     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
796         ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_H264_PROFILE_HIGH_444_GUID;
797         avctx->profile = FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE;
798     }
799
800     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.chromaFormatIDC = avctx->profile == FF_PROFILE_H264_HIGH_444_PREDICTIVE ? 3 : 1;
801
802     if (ctx->level) {
803         res = input_string_to_uint32(avctx, nvenc_h264_level_pairs, ctx->level, &ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.level);
804
805         if (res) {
806             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Level \"%s\" is unknown! Supported levels: auto, 1, 1b, 1.1, 1.2, 1.3, 2, 2.1, 2.2, 3, 3.1, 3.2, 4, 4.1, 4.2, 5, 5.1\n", ctx->level);
807             return res;
808         }
809     } else {
810         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
811     }
812
813     return 0;
814 }
815
816 static av_cold int nvenc_setup_hevc_config(AVCodecContext *avctx)
817 {
818     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
819     int res;
820
821     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourMatrix = avctx->colorspace;
822     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourPrimaries = avctx->color_primaries;
823     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.transferCharacteristics = avctx->color_trc;
824     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFullRangeFlag = (avctx->color_range == AVCOL_RANGE_JPEG
825         || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ422P || avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ444P);
826
827     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourDescriptionPresentFlag =
828         (avctx->colorspace != 2 || avctx->color_primaries != 2 || avctx->color_trc != 2);
829
830     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoSignalTypePresentFlag =
831         (ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.colourDescriptionPresentFlag
832         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFormat != 5
833         || ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.hevcVUIParameters.videoFullRangeFlag != 0);
834
835     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode = 3;
836     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData = 1;
837
838     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.disableSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 1 : 0;
839     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.repeatSPSPPS = (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) ? 0 : 1;
840
841     ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.outputAUD = 1;
842
843     /* No other profile is supported in the current SDK version 5 */
844     ctx->encode_config.profileGUID = NV_ENC_HEVC_PROFILE_MAIN_GUID;
845     avctx->profile = FF_PROFILE_HEVC_MAIN;
846
847     if (ctx->level) {
848         res = input_string_to_uint32(avctx, nvenc_hevc_level_pairs, ctx->level, &ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.level);
849
850         if (res) {
851             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Level \"%s\" is unknown! Supported levels: auto, 1, 2, 2.1, 3, 3.1, 4, 4.1, 5, 5.1, 5.2, 6, 6.1, 6.2\n", ctx->level);
852             return res;
853         }
854     } else {
855         ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.level = NV_ENC_LEVEL_AUTOSELECT;
856     }
857
858     if (ctx->tier) {
859         if (!strcmp(ctx->tier, "main")) {
860             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.tier = NV_ENC_TIER_HEVC_MAIN;
861         } else if (!strcmp(ctx->tier, "high")) {
862             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.tier = NV_ENC_TIER_HEVC_HIGH;
863         } else {
864             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Tier \"%s\" is unknown! Supported tiers: main, high\n", ctx->tier);
865             return AVERROR(EINVAL);
866         }
867     }
868
869     return 0;
870 }
871
872 static av_cold int nvenc_setup_codec_config(AVCodecContext *avctx, int lossless)
873 {
874     switch (avctx->codec->id) {
875     case AV_CODEC_ID_H264:
876         return nvenc_setup_h264_config(avctx, lossless);
877     case AV_CODEC_ID_H265:
878         return nvenc_setup_hevc_config(avctx);
879     /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
880     }
881
882     return 0;
883 }
884
885 static av_cold int nvenc_setup_encoder(AVCodecContext *avctx)
886 {
887     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
888     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
889     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
890
891     NV_ENC_PRESET_CONFIG preset_config = { 0 };
892     GUID encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
893     GUID codec;
894     NVENCSTATUS nv_status = NV_ENC_SUCCESS;
895     AVCPBProperties *cpb_props;
896     int num_mbs;
897     int isLL = 0;
898     int lossless = 0;
899     int res = 0;
900     int dw, dh;
901
902     ctx->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;
903
904     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
905     ctx->init_encode_params.version = NV_ENC_INITIALIZE_PARAMS_VER;
906     preset_config.version = NV_ENC_PRESET_CONFIG_VER;
907     preset_config.presetCfg.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
908
909     if (ctx->preset) {
910         if (!strcmp(ctx->preset, "slow")) {
911             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
912             ctx->twopass = 1;
913         } else if (!strcmp(ctx->preset, "medium")) {
914             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
915             ctx->twopass = 0;
916         } else if (!strcmp(ctx->preset, "fast")) {
917             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
918             ctx->twopass = 0;
919         } else if (!strcmp(ctx->preset, "hq")) {
920             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HQ_GUID;
921         } else if (!strcmp(ctx->preset, "hp")) {
922             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_HP_GUID;
923         } else if (!strcmp(ctx->preset, "bd")) {
924             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_BD_GUID;
925         } else if (!strcmp(ctx->preset, "ll")) {
926             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_DEFAULT_GUID;
927             isLL = 1;
928         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhp")) {
929             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HP_GUID;
930             isLL = 1;
931         } else if (!strcmp(ctx->preset, "llhq")) {
932             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOW_LATENCY_HQ_GUID;
933             isLL = 1;
934         } else if (!strcmp(ctx->preset, "lossless")) {
935             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_DEFAULT_GUID;
936             lossless = 1;
937         } else if (!strcmp(ctx->preset, "losslesshp")) {
938             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_LOSSLESS_HP_GUID;
939             lossless = 1;
940         } else if (!strcmp(ctx->preset, "default")) {
941             encoder_preset = NV_ENC_PRESET_DEFAULT_GUID;
942         } else {
943             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Preset \"%s\" is unknown! Supported presets: slow, medium, fast, hp, hq, bd, ll, llhp, llhq, lossless, losslesshp, default\n", ctx->preset);
944             return AVERROR(EINVAL);
945         }
946     }
947
948     if (ctx->twopass < 0) {
949         ctx->twopass = isLL;
950     }
951
952     switch (avctx->codec->id) {
953     case AV_CODEC_ID_H264:
954         codec = NV_ENC_CODEC_H264_GUID;
955         break;
956     case AV_CODEC_ID_H265:
957         codec = NV_ENC_CODEC_HEVC_GUID;
958         break;
959     default:
960         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
961         return AVERROR(EINVAL);
962     }
963
964     nv_status = p_nvenc->nvEncGetEncodePresetConfig(ctx->nvencoder, codec, encoder_preset, &preset_config);
965     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
966         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetEncodePresetConfig failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
967         return AVERROR_EXTERNAL;
968     }
969
970     ctx->init_encode_params.encodeGUID = codec;
971     ctx->init_encode_params.encodeHeight = avctx->height;
972     ctx->init_encode_params.encodeWidth = avctx->width;
973
974     if (avctx->sample_aspect_ratio.num && avctx->sample_aspect_ratio.den &&
975         (avctx->sample_aspect_ratio.num != 1 || avctx->sample_aspect_ratio.num != 1)) {
976         av_reduce(&dw, &dh,
977                   avctx->width * avctx->sample_aspect_ratio.num,
978                   avctx->height * avctx->sample_aspect_ratio.den,
979                   1024 * 1024);
980         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
981         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
982     } else {
983         ctx->init_encode_params.darHeight = avctx->height;
984         ctx->init_encode_params.darWidth = avctx->width;
985     }
986
987     // De-compensate for hardware, dubiously, trying to compensate for
988     // playback at 704 pixel width.
989     if (avctx->width == 720 &&
990         (avctx->height == 480 || avctx->height == 576)) {
991         av_reduce(&dw, &dh,
992                   ctx->init_encode_params.darWidth * 44,
993                   ctx->init_encode_params.darHeight * 45,
994                   1024 * 1024);
995         ctx->init_encode_params.darHeight = dh;
996         ctx->init_encode_params.darWidth = dw;
997     }
998
999     ctx->init_encode_params.frameRateNum = avctx->time_base.den;
1000     ctx->init_encode_params.frameRateDen = avctx->time_base.num * avctx->ticks_per_frame;
1001
1002     num_mbs = ((avctx->width + 15) >> 4) * ((avctx->height + 15) >> 4);
1003     ctx->max_surface_count = (num_mbs >= 8160) ? 32 : 48;
1004
1005     if (ctx->buffer_delay >= ctx->max_surface_count)
1006         ctx->buffer_delay = ctx->max_surface_count - 1;
1007
1008     ctx->init_encode_params.enableEncodeAsync = 0;
1009     ctx->init_encode_params.enablePTD = 1;
1010
1011     ctx->init_encode_params.presetGUID = encoder_preset;
1012
1013     ctx->init_encode_params.encodeConfig = &ctx->encode_config;
1014     memcpy(&ctx->encode_config, &preset_config.presetCfg, sizeof(ctx->encode_config));
1015     ctx->encode_config.version = NV_ENC_CONFIG_VER;
1016
1017     if (avctx->refs >= 0) {
1018         /* 0 means "let the hardware decide" */
1019         switch (avctx->codec->id) {
1020         case AV_CODEC_ID_H264:
1021             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.maxNumRefFrames = avctx->refs;
1022             break;
1023         case AV_CODEC_ID_H265:
1024             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.maxNumRefFramesInDPB = avctx->refs;
1025             break;
1026         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
1027         }
1028     }
1029
1030     if (avctx->gop_size > 0) {
1031         if (avctx->max_b_frames >= 0) {
1032             /* 0 is intra-only, 1 is I/P only, 2 is one B Frame, 3 two B frames, and so on. */
1033             ctx->encode_config.frameIntervalP = avctx->max_b_frames + 1;
1034         }
1035
1036         ctx->encode_config.gopLength = avctx->gop_size;
1037         switch (avctx->codec->id) {
1038         case AV_CODEC_ID_H264:
1039             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = avctx->gop_size;
1040             break;
1041         case AV_CODEC_ID_H265:
1042             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = avctx->gop_size;
1043             break;
1044         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
1045         }
1046     } else if (avctx->gop_size == 0) {
1047         ctx->encode_config.frameIntervalP = 0;
1048         ctx->encode_config.gopLength = 1;
1049         switch (avctx->codec->id) {
1050         case AV_CODEC_ID_H264:
1051             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.idrPeriod = 1;
1052             break;
1053         case AV_CODEC_ID_H265:
1054             ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.idrPeriod = 1;
1055             break;
1056         /* Earlier switch/case will return if unknown codec is passed. */
1057         }
1058     }
1059
1060     /* when there're b frames, set dts offset */
1061     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
1062         ctx->last_dts = -2;
1063
1064     nvenc_setup_rate_control(avctx, lossless);
1065
1066     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1067         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FIELD;
1068     } else {
1069         ctx->encode_config.frameFieldMode = NV_ENC_PARAMS_FRAME_FIELD_MODE_FRAME;
1070     }
1071
1072     res = nvenc_setup_codec_config(avctx, lossless);
1073     if (res)
1074         return res;
1075
1076     nv_status = p_nvenc->nvEncInitializeEncoder(ctx->nvencoder, &ctx->init_encode_params);
1077     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1078         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "InitializeEncoder failed: 0x%x\n", (int)nv_status);
1079         return AVERROR_EXTERNAL;
1080     }
1081
1082     if (ctx->encode_config.frameIntervalP > 1)
1083         avctx->has_b_frames = 2;
1084
1085     if (ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate > 0)
1086         avctx->bit_rate = ctx->encode_config.rcParams.averageBitRate;
1087
1088     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
1089     if (!cpb_props)
1090         return AVERROR(ENOMEM);
1091     cpb_props->max_bitrate = ctx->encode_config.rcParams.maxBitRate;
1092     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
1093     cpb_props->buffer_size = ctx->encode_config.rcParams.vbvBufferSize;
1094
1095     return 0;
1096 }
1097
1098 static av_cold int nvenc_alloc_surface(AVCodecContext *avctx, int idx)
1099 {
1100     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1101     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1102     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1103
1104     NVENCSTATUS nv_status;
1105     NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER allocSurf = { 0 };
1106     NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER allocOut = { 0 };
1107
1108     allocSurf.version = NV_ENC_CREATE_INPUT_BUFFER_VER;
1109     allocOut.version = NV_ENC_CREATE_BITSTREAM_BUFFER_VER;
1110
1111     allocSurf.width = (avctx->width + 31) & ~31;
1112     allocSurf.height = (avctx->height + 31) & ~31;
1113
1114     allocSurf.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
1115
1116     switch (avctx->pix_fmt) {
1117     case AV_PIX_FMT_YUV420P:
1118         allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YV12_PL;
1119         break;
1120
1121     case AV_PIX_FMT_NV12:
1122         allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_NV12_PL;
1123         break;
1124
1125     case AV_PIX_FMT_YUV444P:
1126         allocSurf.bufferFmt = NV_ENC_BUFFER_FORMAT_YUV444_PL;
1127         break;
1128
1129     default:
1130         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid input pixel format\n");
1131         return AVERROR(EINVAL);
1132     }
1133
1134     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateInputBuffer(ctx->nvencoder, &allocSurf);
1135     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1136         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateInputBuffer failed\n");
1137         return AVERROR_EXTERNAL;
1138     }
1139
1140     ctx->input_surfaces[idx].lockCount = 0;
1141     ctx->input_surfaces[idx].input_surface = allocSurf.inputBuffer;
1142     ctx->input_surfaces[idx].format = allocSurf.bufferFmt;
1143     ctx->input_surfaces[idx].width = allocSurf.width;
1144     ctx->input_surfaces[idx].height = allocSurf.height;
1145
1146     /* 1MB is large enough to hold most output frames. NVENC increases this automaticaly if it's not enough. */
1147     allocOut.size = 1024 * 1024;
1148
1149     allocOut.memoryHeap = NV_ENC_MEMORY_HEAP_SYSMEM_CACHED;
1150
1151     nv_status = p_nvenc->nvEncCreateBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, &allocOut);
1152     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1153         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "CreateBitstreamBuffer failed\n");
1154         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[idx].input_surface);
1155         return AVERROR_EXTERNAL;
1156     }
1157
1158     ctx->output_surfaces[idx].output_surface = allocOut.bitstreamBuffer;
1159     ctx->output_surfaces[idx].size = allocOut.size;
1160     ctx->output_surfaces[idx].busy = 0;
1161
1162     return 0;
1163 }
1164
1165 static av_cold int nvenc_setup_surfaces(AVCodecContext *avctx, int* surfaceCount)
1166 {
1167     int res;
1168     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1169
1170     ctx->input_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->input_surfaces));
1171
1172     if (!ctx->input_surfaces) {
1173         return AVERROR(ENOMEM);
1174     }
1175
1176     ctx->output_surfaces = av_malloc(ctx->max_surface_count * sizeof(*ctx->output_surfaces));
1177
1178     if (!ctx->output_surfaces) {
1179         return AVERROR(ENOMEM);
1180     }
1181
1182     for (*surfaceCount = 0; *surfaceCount < ctx->max_surface_count; ++*surfaceCount) {
1183         res = nvenc_alloc_surface(avctx, *surfaceCount);
1184         if (res)
1185             return res;
1186     }
1187
1188     return 0;
1189 }
1190
1191 static av_cold int nvenc_setup_extradata(AVCodecContext *avctx)
1192 {
1193     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1194     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1195     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1196
1197     NVENCSTATUS nv_status;
1198     uint32_t outSize = 0;
1199     char tmpHeader[256];
1200     NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD payload = { 0 };
1201     payload.version = NV_ENC_SEQUENCE_PARAM_PAYLOAD_VER;
1202
1203     payload.spsppsBuffer = tmpHeader;
1204     payload.inBufferSize = sizeof(tmpHeader);
1205     payload.outSPSPPSPayloadSize = &outSize;
1206
1207     nv_status = p_nvenc->nvEncGetSequenceParams(ctx->nvencoder, &payload);
1208     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1209         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "GetSequenceParams failed\n");
1210         return AVERROR_EXTERNAL;
1211     }
1212
1213     avctx->extradata_size = outSize;
1214     avctx->extradata = av_mallocz(outSize + AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
1215
1216     if (!avctx->extradata) {
1217         return AVERROR(ENOMEM);
1218     }
1219
1220     memcpy(avctx->extradata, tmpHeader, outSize);
1221
1222     return 0;
1223 }
1224
1225 static av_cold int nvenc_encode_init(AVCodecContext *avctx)
1226 {
1227     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1228     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1229     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1230
1231     int res;
1232     int i;
1233     int surfaceCount = 0;
1234
1235     if (!nvenc_dyload_nvenc(avctx))
1236         return AVERROR_EXTERNAL;
1237
1238     res = nvenc_setup_device(avctx);
1239     if (res)
1240         goto error;
1241
1242     res = nvenc_open_session(avctx);
1243     if (res)
1244         goto error;
1245
1246     res = nvenc_setup_encoder(avctx);
1247     if (res)
1248         goto error;
1249
1250     res = nvenc_setup_surfaces(avctx, &surfaceCount);
1251     if (res)
1252         goto error;
1253
1254     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER) {
1255         res = nvenc_setup_extradata(avctx);
1256         if (res)
1257             goto error;
1258     }
1259
1260     return 0;
1261
1262 error:
1263
1264     for (i = 0; i < surfaceCount; ++i) {
1265         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
1266         if (ctx->output_surfaces[i].output_surface)
1267             p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
1268     }
1269
1270     if (ctx->nvencoder)
1271         p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1272
1273     if (ctx->cu_context)
1274         dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
1275
1276     nvenc_unload_nvenc(avctx);
1277
1278     ctx->nvencoder = NULL;
1279     ctx->cu_context = NULL;
1280
1281     return res;
1282 }
1283
1284 static av_cold int nvenc_encode_close(AVCodecContext *avctx)
1285 {
1286     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1287     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1288     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1289     int i;
1290
1291     av_freep(&ctx->timestamp_list.data);
1292     av_freep(&ctx->output_surface_ready_queue.data);
1293     av_freep(&ctx->output_surface_queue.data);
1294
1295     for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
1296         p_nvenc->nvEncDestroyInputBuffer(ctx->nvencoder, ctx->input_surfaces[i].input_surface);
1297         p_nvenc->nvEncDestroyBitstreamBuffer(ctx->nvencoder, ctx->output_surfaces[i].output_surface);
1298     }
1299     ctx->max_surface_count = 0;
1300
1301     p_nvenc->nvEncDestroyEncoder(ctx->nvencoder);
1302     ctx->nvencoder = NULL;
1303
1304     dl_fn->cu_ctx_destroy(ctx->cu_context);
1305     ctx->cu_context = NULL;
1306
1307     nvenc_unload_nvenc(avctx);
1308
1309     return 0;
1310 }
1311
1312 static NvencInputSurface *get_free_frame(NvencContext *ctx)
1313 {
1314     int i;
1315
1316     for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i) {
1317         if (!ctx->input_surfaces[i].lockCount) {
1318             ctx->input_surfaces[i].lockCount = 1;
1319             return &ctx->input_surfaces[i];
1320         }
1321     }
1322
1323     return NULL;
1324 }
1325
1326 static int nvenc_copy_frame(AVCodecContext *avctx, NvencInputSurface *inSurf,
1327             NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER *lockBufferParams, const AVFrame *frame)
1328 {
1329     uint8_t *buf = lockBufferParams->bufferDataPtr;
1330     int off = inSurf->height * lockBufferParams->pitch;
1331
1332     if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P) {
1333         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1334             frame->data[0], frame->linesize[0],
1335             avctx->width, avctx->height);
1336
1337         buf += off;
1338
1339         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
1340             frame->data[2], frame->linesize[2],
1341             avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1342
1343         buf += off >> 2;
1344
1345         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch >> 1,
1346             frame->data[1], frame->linesize[1],
1347             avctx->width >> 1, avctx->height >> 1);
1348     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_NV12) {
1349         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1350             frame->data[0], frame->linesize[0],
1351             avctx->width, avctx->height);
1352
1353         buf += off;
1354
1355         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1356             frame->data[1], frame->linesize[1],
1357             avctx->width, avctx->height >> 1);
1358     } else if (avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV444P) {
1359         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1360             frame->data[0], frame->linesize[0],
1361             avctx->width, avctx->height);
1362
1363         buf += off;
1364
1365         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1366             frame->data[1], frame->linesize[1],
1367             avctx->width, avctx->height);
1368
1369         buf += off;
1370
1371         av_image_copy_plane(buf, lockBufferParams->pitch,
1372             frame->data[2], frame->linesize[2],
1373             avctx->width, avctx->height);
1374     } else {
1375         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Invalid pixel format!\n");
1376         return AVERROR(EINVAL);
1377     }
1378
1379     return 0;
1380 }
1381
1382 static int nvenc_upload_frame(AVCodecContext *avctx, const AVFrame *frame,
1383                                       NvencInputSurface *nvenc_frame)
1384 {
1385     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1386     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1387     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1388
1389     int res;
1390     NVENCSTATUS nv_status;
1391     NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER lockBufferParams = { 0 };
1392
1393     lockBufferParams.version = NV_ENC_LOCK_INPUT_BUFFER_VER;
1394     lockBufferParams.inputBuffer = nvenc_frame->input_surface;
1395
1396     nv_status = p_nvenc->nvEncLockInputBuffer(ctx->nvencoder, &lockBufferParams);
1397     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1398         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking nvenc input buffer\n");
1399         return AVERROR_EXTERNAL;
1400     }
1401
1402     res = nvenc_copy_frame(avctx, nvenc_frame, &lockBufferParams, frame);
1403
1404     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockInputBuffer(ctx->nvencoder, nvenc_frame->input_surface);
1405     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1406         av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "Failed unlocking input buffer!\n");
1407         return AVERROR_EXTERNAL;
1408     }
1409
1410     return res;
1411 }
1412
1413 static void nvenc_codec_specific_pic_params(AVCodecContext *avctx,
1414                                                     NV_ENC_PIC_PARAMS *params)
1415 {
1416     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1417
1418     switch (avctx->codec->id) {
1419     case AV_CODEC_ID_H264:
1420       params->codecPicParams.h264PicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceMode;
1421       params->codecPicParams.h264PicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1422       break;
1423     case AV_CODEC_ID_H265:
1424       params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceMode = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceMode;
1425       params->codecPicParams.hevcPicParams.sliceModeData = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1426       break;
1427     }
1428 }
1429
1430 static int process_output_surface(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt, NvencOutputSurface *tmpoutsurf)
1431 {
1432     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1433     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1434     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1435
1436     uint32_t slice_mode_data;
1437     uint32_t *slice_offsets;
1438     NV_ENC_LOCK_BITSTREAM lock_params = { 0 };
1439     NVENCSTATUS nv_status;
1440     int res = 0;
1441
1442     enum AVPictureType pict_type;
1443
1444     switch (avctx->codec->id) {
1445     case AV_CODEC_ID_H264:
1446       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.h264Config.sliceModeData;
1447       break;
1448     case AV_CODEC_ID_H265:
1449       slice_mode_data = ctx->encode_config.encodeCodecConfig.hevcConfig.sliceModeData;
1450       break;
1451     default:
1452       av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown codec name\n");
1453       res = AVERROR(EINVAL);
1454       goto error;
1455     }
1456     slice_offsets = av_mallocz(slice_mode_data * sizeof(*slice_offsets));
1457
1458     if (!slice_offsets)
1459         return AVERROR(ENOMEM);
1460
1461     lock_params.version = NV_ENC_LOCK_BITSTREAM_VER;
1462
1463     lock_params.doNotWait = 0;
1464     lock_params.outputBitstream = tmpoutsurf->output_surface;
1465     lock_params.sliceOffsets = slice_offsets;
1466
1467     nv_status = p_nvenc->nvEncLockBitstream(ctx->nvencoder, &lock_params);
1468     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS) {
1469         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed locking bitstream buffer\n");
1470         res = AVERROR_EXTERNAL;
1471         goto error;
1472     }
1473
1474     if (res = ff_alloc_packet2(avctx, pkt, lock_params.bitstreamSizeInBytes,0)) {
1475         p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1476         goto error;
1477     }
1478
1479     memcpy(pkt->data, lock_params.bitstreamBufferPtr, lock_params.bitstreamSizeInBytes);
1480
1481     nv_status = p_nvenc->nvEncUnlockBitstream(ctx->nvencoder, tmpoutsurf->output_surface);
1482     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS)
1483         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed unlocking bitstream buffer, expect the gates of mordor to open\n");
1484
1485     switch (lock_params.pictureType) {
1486     case NV_ENC_PIC_TYPE_IDR:
1487         pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1488     case NV_ENC_PIC_TYPE_I:
1489         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1490         break;
1491     case NV_ENC_PIC_TYPE_P:
1492         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1493         break;
1494     case NV_ENC_PIC_TYPE_B:
1495         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1496         break;
1497     case NV_ENC_PIC_TYPE_BI:
1498         pict_type = AV_PICTURE_TYPE_BI;
1499         break;
1500     default:
1501         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unknown picture type encountered, expect the output to be broken.\n");
1502         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Please report this error and include as much information on how to reproduce it as possible.\n");
1503         res = AVERROR_EXTERNAL;
1504         goto error;
1505     }
1506
1507 #if FF_API_CODED_FRAME
1508 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1509     avctx->coded_frame->pict_type = pict_type;
1510 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1511 #endif
1512
1513     ff_side_data_set_encoder_stats(pkt,
1514         (lock_params.frameAvgQP - 1) * FF_QP2LAMBDA, NULL, 0, pict_type);
1515
1516     pkt->pts = lock_params.outputTimeStamp;
1517     pkt->dts = timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
1518
1519     /* when there're b frame(s), set dts offset */
1520     if (ctx->encode_config.frameIntervalP >= 2)
1521         pkt->dts -= 1;
1522
1523     if (pkt->dts > pkt->pts)
1524         pkt->dts = pkt->pts;
1525
1526     if (ctx->last_dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts <= ctx->last_dts)
1527         pkt->dts = ctx->last_dts + 1;
1528
1529     ctx->last_dts = pkt->dts;
1530
1531     av_free(slice_offsets);
1532
1533     return 0;
1534
1535 error:
1536
1537     av_free(slice_offsets);
1538     timestamp_queue_dequeue(&ctx->timestamp_list);
1539
1540     return res;
1541 }
1542
1543 static int nvenc_encode_frame(AVCodecContext *avctx, AVPacket *pkt,
1544     const AVFrame *frame, int *got_packet)
1545 {
1546     NVENCSTATUS nv_status;
1547     NvencOutputSurface *tmpoutsurf;
1548     int res, i = 0;
1549
1550     NvencContext *ctx = avctx->priv_data;
1551     NvencDynLoadFunctions *dl_fn = &ctx->nvenc_dload_funcs;
1552     NV_ENCODE_API_FUNCTION_LIST *p_nvenc = &dl_fn->nvenc_funcs;
1553
1554     NV_ENC_PIC_PARAMS pic_params = { 0 };
1555     pic_params.version = NV_ENC_PIC_PARAMS_VER;
1556
1557     if (frame) {
1558         NvencInputSurface *inSurf;
1559
1560         inSurf = get_free_frame(ctx);
1561         av_assert0(inSurf);
1562
1563         res = nvenc_upload_frame(avctx, frame, inSurf);
1564         if (res) {
1565             inSurf->lockCount = 0;
1566             return res;
1567         }
1568
1569         for (i = 0; i < ctx->max_surface_count; ++i)
1570             if (!ctx->output_surfaces[i].busy)
1571                 break;
1572
1573         if (i == ctx->max_surface_count) {
1574             inSurf->lockCount = 0;
1575             av_log(avctx, AV_LOG_FATAL, "No free output surface found!\n");
1576             return AVERROR_EXTERNAL;
1577         }
1578
1579         ctx->output_surfaces[i].input_surface = inSurf;
1580
1581         pic_params.inputBuffer = inSurf->input_surface;
1582         pic_params.bufferFmt = inSurf->format;
1583         pic_params.inputWidth = avctx->width;
1584         pic_params.inputHeight = avctx->height;
1585         pic_params.outputBitstream = ctx->output_surfaces[i].output_surface;
1586         pic_params.completionEvent = 0;
1587
1588         if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
1589             if (frame->top_field_first) {
1590                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_TOP_BOTTOM;
1591             } else {
1592                 pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FIELD_BOTTOM_TOP;
1593             }
1594         } else {
1595             pic_params.pictureStruct = NV_ENC_PIC_STRUCT_FRAME;
1596         }
1597
1598         pic_params.encodePicFlags = 0;
1599         pic_params.inputTimeStamp = frame->pts;
1600         pic_params.inputDuration = 0;
1601
1602         nvenc_codec_specific_pic_params(avctx, &pic_params);
1603
1604         res = timestamp_queue_enqueue(&ctx->timestamp_list, frame->pts);
1605
1606         if (res) {
1607             inSurf->lockCount = 0;
1608             return res;
1609         }
1610     } else {
1611         pic_params.encodePicFlags = NV_ENC_PIC_FLAG_EOS;
1612     }
1613
1614     nv_status = p_nvenc->nvEncEncodePicture(ctx->nvencoder, &pic_params);
1615
1616     if (frame && nv_status == NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1617         res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
1618
1619         if (res)
1620             return res;
1621
1622         ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
1623     }
1624
1625     if (nv_status != NV_ENC_SUCCESS && nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1626         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "EncodePicture failed!\n");
1627         return AVERROR_EXTERNAL;
1628     }
1629
1630     if (nv_status != NV_ENC_ERR_NEED_MORE_INPUT) {
1631         while (ctx->output_surface_queue.count) {
1632             tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_queue);
1633             res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, tmpoutsurf);
1634
1635             if (res)
1636                 return res;
1637         }
1638
1639         if (frame) {
1640             res = out_surf_queue_enqueue(&ctx->output_surface_ready_queue, &ctx->output_surfaces[i]);
1641
1642             if (res)
1643                 return res;
1644
1645             ctx->output_surfaces[i].busy = 1;
1646         }
1647     }
1648
1649     if (ctx->output_surface_ready_queue.count && (!frame || ctx->output_surface_ready_queue.count + ctx->output_surface_queue.count >= ctx->buffer_delay)) {
1650         tmpoutsurf = out_surf_queue_dequeue(&ctx->output_surface_ready_queue);
1651
1652         res = process_output_surface(avctx, pkt, tmpoutsurf);
1653
1654         if (res)
1655             return res;
1656
1657         tmpoutsurf->busy = 0;
1658         av_assert0(tmpoutsurf->input_surface->lockCount);
1659         tmpoutsurf->input_surface->lockCount--;
1660
1661         *got_packet = 1;
1662     } else {
1663         *got_packet = 0;
1664     }
1665
1666     return 0;
1667 }
1668
1669 static const enum AVPixelFormat pix_fmts_nvenc[] = {
1670     AV_PIX_FMT_YUV420P,
1671     AV_PIX_FMT_NV12,
1672     AV_PIX_FMT_YUV444P,
1673     AV_PIX_FMT_NONE
1674 };
1675
1676 #define OFFSET(x) offsetof(NvencContext, x)
1677 #define VE AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM | AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1678 static const AVOption options[] = {
1679     { "preset", "Set the encoding preset (one of slow = hq 2pass, medium = hq, fast = hp, hq, hp, bd, ll, llhq, llhp, lossless, losslesshp, default)", OFFSET(preset), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "medium" }, 0, 0, VE },
1680     { "profile", "Set the encoding profile (high, main, baseline or high444p)", OFFSET(profile), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "main" }, 0, 0, VE },
1681     { "level", "Set the encoding level restriction (auto, 1.0, 1.0b, 1.1, 1.2, ..., 4.2, 5.0, 5.1)", OFFSET(level), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "auto" }, 0, 0, VE },
1682     { "tier", "Set the encoding tier (main or high)", OFFSET(tier), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = "main" }, 0, 0, VE },
1683     { "cbr", "Use cbr encoding mode", OFFSET(cbr), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, VE },
1684     { "2pass", "Use 2pass encoding mode", OFFSET(twopass), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = -1 }, -1, 1, VE },
1685     { "gpu", "Selects which NVENC capable GPU to use. First GPU is 0, second is 1, and so on.", OFFSET(gpu), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, VE },
1686     { "delay", "Delays frame output by the given amount of frames.", OFFSET(buffer_delay), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = INT_MAX }, 0, INT_MAX, VE },
1687     { NULL }
1688 };
1689
1690 static const AVCodecDefault nvenc_defaults[] = {
1691     { "b", "2M" },
1692     { "qmin", "-1" },
1693     { "qmax", "-1" },
1694     { "qdiff", "-1" },
1695     { "qblur", "-1" },
1696     { "qcomp", "-1" },
1697     { "g", "250" },
1698     { "bf", "0" },
1699     { NULL },
1700 };
1701
1702 #if CONFIG_NVENC_ENCODER
1703 static const AVClass nvenc_class = {
1704     .class_name = "nvenc",
1705     .item_name = av_default_item_name,
1706     .option = options,
1707     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1708 };
1709
1710 AVCodec ff_nvenc_encoder = {
1711     .name = "nvenc",
1712     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC h264 encoder"),
1713     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1714     .id = AV_CODEC_ID_H264,
1715     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
1716     .init = nvenc_encode_init,
1717     .encode2 = nvenc_encode_frame,
1718     .close = nvenc_encode_close,
1719     .capabilities = AV_CODEC_CAP_DELAY,
1720     .priv_class = &nvenc_class,
1721     .defaults = nvenc_defaults,
1722     .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
1723 };
1724 #endif
1725
1726 /* Add an alias for nvenc_h264 */
1727 #if CONFIG_NVENC_H264_ENCODER
1728 static const AVClass nvenc_h264_class = {
1729     .class_name = "nvenc_h264",
1730     .item_name = av_default_item_name,
1731     .option = options,
1732     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1733 };
1734
1735 AVCodec ff_nvenc_h264_encoder = {
1736     .name = "nvenc_h264",
1737     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC h264 encoder"),
1738     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1739     .id = AV_CODEC_ID_H264,
1740     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
1741     .init = nvenc_encode_init,
1742     .encode2 = nvenc_encode_frame,
1743     .close = nvenc_encode_close,
1744     .capabilities = AV_CODEC_CAP_DELAY,
1745     .priv_class = &nvenc_h264_class,
1746     .defaults = nvenc_defaults,
1747     .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
1748 };
1749 #endif
1750
1751 #if CONFIG_NVENC_HEVC_ENCODER
1752 static const AVClass nvenc_hevc_class = {
1753     .class_name = "nvenc_hevc",
1754     .item_name = av_default_item_name,
1755     .option = options,
1756     .version = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1757 };
1758
1759 AVCodec ff_nvenc_hevc_encoder = {
1760     .name = "nvenc_hevc",
1761     .long_name = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NVIDIA NVENC hevc encoder"),
1762     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1763     .id = AV_CODEC_ID_H265,
1764     .priv_data_size = sizeof(NvencContext),
1765     .init = nvenc_encode_init,
1766     .encode2 = nvenc_encode_frame,
1767     .close = nvenc_encode_close,
1768     .capabilities = AV_CODEC_CAP_DELAY,
1769     .priv_class = &nvenc_hevc_class,
1770     .defaults = nvenc_defaults,
1771     .pix_fmts = pix_fmts_nvenc,
1772 };
1773 #endif