Merge commit '6ff29343b01923e9b125fe7404ac8701cdfb1fe5'
[ffmpeg.git] / libavcodec / qsvenc.c
1 /*
2  * Intel MediaSDK QSV encoder utility functions
3  *
4  * copyright (c) 2013 Yukinori Yamazoe
5  * copyright (c) 2015 Anton Khirnov
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <string.h>
25 #include <sys/types.h>
26 #include <mfx/mfxvideo.h>
27
28 #include "libavutil/common.h"
29 #include "libavutil/hwcontext.h"
30 #include "libavutil/hwcontext_qsv.h"
31 #include "libavutil/mem.h"
32 #include "libavutil/log.h"
33 #include "libavutil/time.h"
34 #include "libavutil/imgutils.h"
35 #include "libavcodec/bytestream.h"
36
37 #include "avcodec.h"
38 #include "internal.h"
39 #include "qsv.h"
40 #include "qsv_internal.h"
41 #include "qsvenc.h"
42
43 static const struct {
44     mfxU16 profile;
45     const char *name;
46 } profile_names[] = {
47     { MFX_PROFILE_AVC_BASELINE,                 "baseline"              },
48     { MFX_PROFILE_AVC_MAIN,                     "main"                  },
49     { MFX_PROFILE_AVC_EXTENDED,                 "extended"              },
50     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH,                     "high"                  },
51 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 15)
52     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH_422,                 "high 422"              },
53 #endif
54 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 4)
55     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE,     "constrained baseline"  },
56     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH,         "constrained high"      },
57     { MFX_PROFILE_AVC_PROGRESSIVE_HIGH,         "progressive high"      },
58 #endif
59     { MFX_PROFILE_MPEG2_SIMPLE,                 "simple"                },
60     { MFX_PROFILE_MPEG2_MAIN,                   "main"                  },
61     { MFX_PROFILE_MPEG2_HIGH,                   "high"                  },
62     { MFX_PROFILE_VC1_SIMPLE,                   "simple"                },
63     { MFX_PROFILE_VC1_MAIN,                     "main"                  },
64     { MFX_PROFILE_VC1_ADVANCED,                 "advanced"              },
65 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
66     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN,                    "main"                  },
67     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10,                  "main10"                },
68     { MFX_PROFILE_HEVC_MAINSP,                  "mainsp"                },
69 #endif
70 };
71
72 static const char *print_profile(mfxU16 profile)
73 {
74     int i;
75     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(profile_names); i++)
76         if (profile == profile_names[i].profile)
77             return profile_names[i].name;
78     return "unknown";
79 }
80
81 static const struct {
82     mfxU16      rc_mode;
83     const char *name;
84 } rc_names[] = {
85     { MFX_RATECONTROL_CBR,     "CBR" },
86     { MFX_RATECONTROL_VBR,     "VBR" },
87     { MFX_RATECONTROL_CQP,     "CQP" },
88     { MFX_RATECONTROL_AVBR,    "AVBR" },
89 #if QSV_HAVE_LA
90     { MFX_RATECONTROL_LA,      "LA" },
91 #endif
92 #if QSV_HAVE_ICQ
93     { MFX_RATECONTROL_ICQ,     "ICQ" },
94     { MFX_RATECONTROL_LA_ICQ,  "LA_ICQ" },
95 #endif
96 #if QSV_HAVE_VCM
97     { MFX_RATECONTROL_VCM,     "VCM" },
98 #endif
99 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 10)
100     { MFX_RATECONTROL_LA_EXT,  "LA_EXT" },
101 #endif
102 #if QSV_HAVE_LA_HRD
103     { MFX_RATECONTROL_LA_HRD,  "LA_HRD" },
104 #endif
105 #if QSV_HAVE_QVBR
106     { MFX_RATECONTROL_QVBR,    "QVBR" },
107 #endif
108 };
109
110 static const char *print_ratecontrol(mfxU16 rc_mode)
111 {
112     int i;
113     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(rc_names); i++)
114         if (rc_mode == rc_names[i].rc_mode)
115             return rc_names[i].name;
116     return "unknown";
117 }
118
119 static const char *print_threestate(mfxU16 val)
120 {
121     if (val == MFX_CODINGOPTION_ON)
122         return "ON";
123     else if (val == MFX_CODINGOPTION_OFF)
124         return "OFF";
125     return "unknown";
126 }
127
128 static void dump_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
129                              mfxExtBuffer **coding_opts)
130 {
131     mfxInfoMFX *info = &q->param.mfx;
132
133     mfxExtCodingOption   *co = (mfxExtCodingOption*)coding_opts[0];
134 #if QSV_HAVE_CO2
135     mfxExtCodingOption2 *co2 = (mfxExtCodingOption2*)coding_opts[1];
136 #endif
137
138     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "profile: %s; level: %"PRIu16"\n",
139            print_profile(info->CodecProfile), info->CodecLevel);
140
141     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "GopPicSize: %"PRIu16"; GopRefDist: %"PRIu16"; GopOptFlag: ",
142            info->GopPicSize, info->GopRefDist);
143     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_CLOSED)
144         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "closed ");
145     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_STRICT)
146         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "strict ");
147     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "; IdrInterval: %"PRIu16"\n", info->IdrInterval);
148
149     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "TargetUsage: %"PRIu16"; RateControlMethod: %s\n",
150            info->TargetUsage, print_ratecontrol(info->RateControlMethod));
151
152     if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CBR ||
153         info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VBR
154 #if QSV_HAVE_VCM
155         || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VCM
156 #endif
157         ) {
158         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
159                "InitialDelayInKB: %"PRIu16"; TargetKbps: %"PRIu16"; MaxKbps: %"PRIu16"\n",
160                info->InitialDelayInKB, info->TargetKbps, info->MaxKbps);
161     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CQP) {
162         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QPI: %"PRIu16"; QPP: %"PRIu16"; QPB: %"PRIu16"\n",
163                info->QPI, info->QPP, info->QPB);
164     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_AVBR) {
165         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
166                "TargetKbps: %"PRIu16"; Accuracy: %"PRIu16"; Convergence: %"PRIu16"\n",
167                info->TargetKbps, info->Accuracy, info->Convergence);
168     }
169 #if QSV_HAVE_LA
170     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA
171 #if QSV_HAVE_LA_HRD
172              || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_HRD
173 #endif
174              ) {
175         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
176                "TargetKbps: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
177                info->TargetKbps, co2->LookAheadDepth);
178     }
179 #endif
180 #if QSV_HAVE_ICQ
181     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_ICQ) {
182         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"\n", info->ICQQuality);
183     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_ICQ) {
184         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
185                info->ICQQuality, co2->LookAheadDepth);
186     }
187 #endif
188
189     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "NumSlice: %"PRIu16"; NumRefFrame: %"PRIu16"\n",
190            info->NumSlice, info->NumRefFrame);
191     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RateDistortionOpt: %s\n",
192            print_threestate(co->RateDistortionOpt));
193
194 #if QSV_HAVE_CO2
195     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
196            "RecoveryPointSEI: %s IntRefType: %"PRIu16"; IntRefCycleSize: %"PRIu16"; IntRefQPDelta: %"PRId16"\n",
197            print_threestate(co->RecoveryPointSEI), co2->IntRefType, co2->IntRefCycleSize, co2->IntRefQPDelta);
198
199     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxFrameSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxFrameSize);
200 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
201     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxSliceSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxSliceSize);
202 #endif
203     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
204
205     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
206            "BitrateLimit: %s; MBBRC: %s; ExtBRC: %s\n",
207            print_threestate(co2->BitrateLimit), print_threestate(co2->MBBRC),
208            print_threestate(co2->ExtBRC));
209
210 #if QSV_HAVE_TRELLIS
211     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Trellis: ");
212     if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_OFF) {
213         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");
214     } else if (!co2->Trellis) {
215         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");
216     } else {
217         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_I) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "I");
218         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_P) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "P");
219         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_B) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "B");
220     }
221     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
222 #endif
223
224 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
225     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
226            "RepeatPPS: %s; NumMbPerSlice: %"PRIu16"; LookAheadDS: ",
227            print_threestate(co2->RepeatPPS), co2->NumMbPerSlice);
228     switch (co2->LookAheadDS) {
229     case MFX_LOOKAHEAD_DS_OFF: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");     break;
230     case MFX_LOOKAHEAD_DS_2x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "2x");      break;
231     case MFX_LOOKAHEAD_DS_4x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "4x");      break;
232     default:                   av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "unknown"); break;
233     }
234     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
235
236     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AdaptiveI: %s; AdaptiveB: %s; BRefType: ",
237            print_threestate(co2->AdaptiveI), print_threestate(co2->AdaptiveB));
238     switch (co2->BRefType) {
239     case MFX_B_REF_OFF:     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");       break;
240     case MFX_B_REF_PYRAMID: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "pyramid");   break;
241     default:                av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");      break;
242     }
243     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
244 #endif
245
246 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
247     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
248            "MinQPI: %"PRIu8"; MaxQPI: %"PRIu8"; MinQPP: %"PRIu8"; MaxQPP: %"PRIu8"; MinQPB: %"PRIu8"; MaxQPB: %"PRIu8"\n",
249            co2->MinQPI, co2->MaxQPI, co2->MinQPP, co2->MaxQPP, co2->MinQPB, co2->MaxQPB);
250 #endif
251 #endif
252
253     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
254         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Entropy coding: %s; MaxDecFrameBuffering: %"PRIu16"\n",
255                co->CAVLC == MFX_CODINGOPTION_ON ? "CAVLC" : "CABAC", co->MaxDecFrameBuffering);
256         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
257                "NalHrdConformance: %s; SingleSeiNalUnit: %s; VuiVclHrdParameters: %s VuiNalHrdParameters: %s\n",
258                print_threestate(co->NalHrdConformance), print_threestate(co->SingleSeiNalUnit),
259                print_threestate(co->VuiVclHrdParameters), print_threestate(co->VuiNalHrdParameters));
260     }
261 }
262
263 static int select_rc_mode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
264 {
265     const char *rc_desc;
266     mfxU16      rc_mode;
267
268     int want_la     = q->look_ahead;
269     int want_qscale = !!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE);
270     int want_vcm    = q->vcm;
271
272     if (want_la && !QSV_HAVE_LA) {
273         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
274                "Lookahead ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
275         return AVERROR(ENOSYS);
276     }
277     if (want_vcm && !QSV_HAVE_VCM) {
278         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
279                "VCM ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
280         return AVERROR(ENOSYS);
281     }
282
283     if (want_la + want_qscale + want_vcm > 1) {
284         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
285                "More than one of: { constant qscale, lookahead, VCM } requested, "
286                "only one of them can be used at a time.\n");
287         return AVERROR(EINVAL);
288     }
289
290     if (want_qscale) {
291         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CQP;
292         rc_desc = "constant quantization parameter (CQP)";
293     }
294 #if QSV_HAVE_VCM
295     else if (want_vcm) {
296         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VCM;
297         rc_desc = "video conferencing mode (VCM)";
298     }
299 #endif
300 #if QSV_HAVE_LA
301     else if (want_la) {
302         rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA;
303         rc_desc = "VBR with lookahead (LA)";
304
305 #if QSV_HAVE_ICQ
306         if (avctx->global_quality > 0) {
307             rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA_ICQ;
308             rc_desc = "intelligent constant quality with lookahead (LA_ICQ)";
309         }
310 #endif
311     }
312 #endif
313 #if QSV_HAVE_ICQ
314     else if (avctx->global_quality > 0) {
315         rc_mode = MFX_RATECONTROL_ICQ;
316         rc_desc = "intelligent constant quality (ICQ)";
317     }
318 #endif
319     else if (avctx->rc_max_rate == avctx->bit_rate) {
320         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CBR;
321         rc_desc = "constant bitrate (CBR)";
322     } else if (!avctx->rc_max_rate) {
323         rc_mode = MFX_RATECONTROL_AVBR;
324         rc_desc = "average variable bitrate (AVBR)";
325     } else {
326         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VBR;
327         rc_desc = "variable bitrate (VBR)";
328     }
329
330     q->param.mfx.RateControlMethod = rc_mode;
331     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using the %s ratecontrol method\n", rc_desc);
332
333     return 0;
334 }
335
336 static int rc_supported(QSVEncContext *q)
337 {
338     mfxVideoParam param_out = { .mfx.CodecId = q->param.mfx.CodecId };
339     mfxStatus ret;
340
341     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &param_out);
342     if (ret < 0 ||
343         param_out.mfx.RateControlMethod != q->param.mfx.RateControlMethod)
344         return 0;
345     return 1;
346 }
347
348 static int init_video_param_jpeg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
349 {
350     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
351                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
352     const AVPixFmtDescriptor *desc;
353     int ret;
354
355     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
356     if (ret < 0)
357         return AVERROR_BUG;
358     q->param.mfx.CodecId = ret;
359
360     if (avctx->level > 0)
361         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
362     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
363
364     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
365     if (!desc)
366         return AVERROR_BUG;
367
368     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
369
370     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
371     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
372     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
373     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
374     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
375     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
376     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
377     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
378     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
379     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
380
381     q->param.mfx.FrameInfo.Width  = FFALIGN(avctx->width, 16);
382     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, 16);
383
384     if (avctx->hw_frames_ctx) {
385         AVHWFramesContext *frames_ctx    = (AVHWFramesContext *)avctx->hw_frames_ctx->data;
386         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
387         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
388         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
389     }
390
391     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
392         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
393         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
394     } else {
395         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
396         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
397     }
398
399     q->param.mfx.Interleaved          = 1;
400     q->param.mfx.Quality              = av_clip(avctx->global_quality, 1, 100);
401     q->param.mfx.RestartInterval      = 0;
402
403     return 0;
404 }
405
406 static int init_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
407 {
408     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
409                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
410     const AVPixFmtDescriptor *desc;
411     float quant;
412     int ret;
413
414     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
415     if (ret < 0)
416         return AVERROR_BUG;
417     q->param.mfx.CodecId = ret;
418
419     if (avctx->level > 0)
420         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
421
422     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
423     q->param.mfx.TargetUsage        = q->preset;
424     q->param.mfx.GopPicSize         = FFMAX(0, avctx->gop_size);
425     q->param.mfx.GopRefDist         = FFMAX(-1, avctx->max_b_frames) + 1;
426     q->param.mfx.GopOptFlag         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP ?
427                                       MFX_GOP_CLOSED : 0;
428     q->param.mfx.IdrInterval        = q->idr_interval;
429     q->param.mfx.NumSlice           = avctx->slices;
430     q->param.mfx.NumRefFrame        = FFMAX(0, avctx->refs);
431     q->param.mfx.EncodedOrder       = 0;
432     q->param.mfx.BufferSizeInKB     = 0;
433
434     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
435     if (!desc)
436         return AVERROR_BUG;
437
438     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
439
440     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
441     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
442     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
443     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
444     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
445     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
446     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
447     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
448     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
449     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
450
451     // TODO:  detect version of MFX--if the minor version is greater than
452     // or equal to 19, then can use the same alignment settings as H.264
453     // for HEVC
454     q->width_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
455     q->param.mfx.FrameInfo.Width = FFALIGN(avctx->width, q->width_align);
456
457     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
458         // it is important that PicStruct be setup correctly from the
459         // start--otherwise, encoding doesn't work and results in a bunch
460         // of incompatible video parameter errors
461         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
462         // height alignment always must be 32 for interlaced video
463         q->height_align = 32;
464     } else {
465         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
466         // for progressive video, the height should be aligned to 16 for
467         // H.264.  For HEVC, depending on the version of MFX, it should be
468         // either 32 or 16.  The lower number is better if possible.
469         q->height_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
470     }
471     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, q->height_align);
472
473     if (avctx->hw_frames_ctx) {
474         AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
475         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
476         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
477         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
478     }
479
480     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
481         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
482         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
483     } else {
484         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
485         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
486     }
487
488     ret = select_rc_mode(avctx, q);
489     if (ret < 0)
490         return ret;
491
492     switch (q->param.mfx.RateControlMethod) {
493     case MFX_RATECONTROL_CBR:
494     case MFX_RATECONTROL_VBR:
495 #if QSV_HAVE_VCM
496     case MFX_RATECONTROL_VCM:
497 #endif
498         q->param.mfx.BufferSizeInKB   = avctx->rc_buffer_size / 8000;
499         q->param.mfx.InitialDelayInKB = avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
500         q->param.mfx.TargetKbps       = avctx->bit_rate / 1000;
501         q->param.mfx.MaxKbps          = avctx->rc_max_rate / 1000;
502         break;
503     case MFX_RATECONTROL_CQP:
504         quant = avctx->global_quality / FF_QP2LAMBDA;
505
506         q->param.mfx.QPI = av_clip(quant * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
507         q->param.mfx.QPP = av_clip(quant, 0, 51);
508         q->param.mfx.QPB = av_clip(quant * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
509
510         break;
511     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
512         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
513         q->param.mfx.Convergence = q->avbr_convergence;
514         q->param.mfx.Accuracy    = q->avbr_accuracy;
515         break;
516 #if QSV_HAVE_LA
517     case MFX_RATECONTROL_LA:
518         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
519         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
520         break;
521 #if QSV_HAVE_ICQ
522     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
523         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
524     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
525         q->param.mfx.ICQQuality  = avctx->global_quality;
526         break;
527 #endif
528 #endif
529     }
530
531     // the HEVC encoder plugin currently fails if coding options
532     // are provided
533     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC) {
534         q->extco.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
535         q->extco.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco);
536
537         q->extco.PicTimingSEI         = q->pic_timing_sei ?
538                                         MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
539
540         if (q->rdo >= 0)
541             q->extco.RateDistortionOpt = q->rdo > 0 ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
542
543         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
544 #if FF_API_CODER_TYPE
545 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
546             if (avctx->coder_type >= 0)
547                 q->cavlc = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_VLC;
548 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
549 #endif
550             q->extco.CAVLC = q->cavlc ? MFX_CODINGOPTION_ON
551                                       : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
552
553             if (avctx->strict_std_compliance != FF_COMPLIANCE_NORMAL)
554                 q->extco.NalHrdConformance = avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_NORMAL ?
555                                              MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
556
557             if (q->single_sei_nal_unit >= 0)
558                 q->extco.SingleSeiNalUnit = q->single_sei_nal_unit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
559             if (q->recovery_point_sei >= 0)
560                 q->extco.RecoveryPointSEI = q->recovery_point_sei ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
561             q->extco.MaxDecFrameBuffering = q->max_dec_frame_buffering;
562         }
563
564         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco;
565
566 #if QSV_HAVE_CO2
567         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
568             q->extco2.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
569             q->extco2.Header.BufferSz     = sizeof(q->extco2);
570
571             if (q->int_ref_type >= 0)
572                 q->extco2.IntRefType = q->int_ref_type;
573             if (q->int_ref_cycle_size >= 0)
574                 q->extco2.IntRefCycleSize = q->int_ref_cycle_size;
575             if (q->int_ref_qp_delta != INT16_MIN)
576                 q->extco2.IntRefQPDelta = q->int_ref_qp_delta;
577
578             if (q->bitrate_limit >= 0)
579                 q->extco2.BitrateLimit = q->bitrate_limit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
580             if (q->mbbrc >= 0)
581                 q->extco2.MBBRC = q->mbbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
582             if (q->extbrc >= 0)
583                 q->extco2.ExtBRC = q->extbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
584
585             if (q->max_frame_size >= 0)
586                 q->extco2.MaxFrameSize = q->max_frame_size;
587 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
588             if (q->max_slice_size >= 0)
589                 q->extco2.MaxSliceSize = q->max_slice_size;
590 #endif
591
592 #if QSV_HAVE_TRELLIS
593             q->extco2.Trellis = q->trellis;
594 #endif
595
596 #if QSV_HAVE_BREF_TYPE
597 #if FF_API_PRIVATE_OPT
598 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
599             if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
600                 q->b_strategy = avctx->b_frame_strategy;
601 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
602 #endif
603             if (q->b_strategy >= 0)
604                 q->extco2.BRefType = q->b_strategy ? MFX_B_REF_PYRAMID : MFX_B_REF_OFF;
605             if (q->adaptive_i >= 0)
606                 q->extco2.AdaptiveI = q->adaptive_i ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
607             if (q->adaptive_b >= 0)
608                 q->extco2.AdaptiveB = q->adaptive_b ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
609 #endif
610
611             q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco2;
612
613 #if QSV_HAVE_LA_DS
614             q->extco2.LookAheadDS           = q->look_ahead_downsampling;
615 #endif
616         }
617 #endif
618     }
619
620     if (!rc_supported(q)) {
621         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
622                "Selected ratecontrol mode is not supported by the QSV "
623                "runtime. Choose a different mode.\n");
624         return AVERROR(ENOSYS);
625     }
626
627     return 0;
628 }
629
630 static int qsv_retrieve_enc_jpeg_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
631 {
632     int ret = 0;
633
634     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
635     if (ret < 0)
636         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
637                                   "Error calling GetVideoParam");
638
639     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * 1000;
640
641     // for qsv mjpeg the return value maybe 0 so alloc the buffer
642     if (q->packet_size == 0)
643         q->packet_size = q->param.mfx.FrameInfo.Height * q->param.mfx.FrameInfo.Width * 4;
644
645     return 0;
646 }
647
648 static int qsv_retrieve_enc_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
649 {
650     AVCPBProperties *cpb_props;
651
652     uint8_t sps_buf[128];
653     uint8_t pps_buf[128];
654
655     mfxExtCodingOptionSPSPPS extradata = {
656         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS,
657         .Header.BufferSz = sizeof(extradata),
658         .SPSBuffer = sps_buf, .SPSBufSize = sizeof(sps_buf),
659         .PPSBuffer = pps_buf, .PPSBufSize = sizeof(pps_buf)
660     };
661
662     mfxExtCodingOption co = {
663         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION,
664         .Header.BufferSz = sizeof(co),
665     };
666 #if QSV_HAVE_CO2
667     mfxExtCodingOption2 co2 = {
668         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2,
669         .Header.BufferSz = sizeof(co2),
670     };
671 #endif
672
673     mfxExtBuffer *ext_buffers[] = {
674         (mfxExtBuffer*)&extradata,
675         (mfxExtBuffer*)&co,
676 #if QSV_HAVE_CO2
677         (mfxExtBuffer*)&co2,
678 #endif
679     };
680
681     int need_pps = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
682     int ret;
683
684     q->param.ExtParam    = ext_buffers;
685     q->param.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(ext_buffers);
686
687     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
688     if (ret < 0)
689         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
690                                   "Error calling GetVideoParam");
691
692     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * 1000;
693
694     if (!extradata.SPSBufSize || (need_pps && !extradata.PPSBufSize)) {
695         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx.\n");
696         return AVERROR_UNKNOWN;
697     }
698
699     avctx->extradata = av_malloc(extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize +
700                                  AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
701     if (!avctx->extradata)
702         return AVERROR(ENOMEM);
703
704     memcpy(avctx->extradata,                        sps_buf, extradata.SPSBufSize);
705     if (need_pps)
706         memcpy(avctx->extradata + extradata.SPSBufSize, pps_buf, extradata.PPSBufSize);
707     avctx->extradata_size = extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize;
708     memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
709
710     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
711     if (!cpb_props)
712         return AVERROR(ENOMEM);
713     cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
714     cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
715     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
716     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
717
718     dump_video_param(avctx, q, ext_buffers + 1);
719
720     return 0;
721 }
722
723 static int qsv_init_opaque_alloc(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
724 {
725     AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
726     mfxFrameSurface1 *surfaces;
727     int nb_surfaces, i;
728
729     nb_surfaces = qsv->nb_opaque_surfaces + q->req.NumFrameSuggested + q->async_depth;
730
731     q->opaque_alloc_buf = av_buffer_allocz(sizeof(*surfaces) * nb_surfaces);
732     if (!q->opaque_alloc_buf)
733         return AVERROR(ENOMEM);
734
735     q->opaque_surfaces = av_malloc_array(nb_surfaces, sizeof(*q->opaque_surfaces));
736     if (!q->opaque_surfaces)
737         return AVERROR(ENOMEM);
738
739     surfaces = (mfxFrameSurface1*)q->opaque_alloc_buf->data;
740     for (i = 0; i < nb_surfaces; i++) {
741         surfaces[i].Info      = q->req.Info;
742         q->opaque_surfaces[i] = surfaces + i;
743     }
744
745     q->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
746     q->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(q->opaque_alloc);
747     q->opaque_alloc.In.Surfaces     = q->opaque_surfaces;
748     q->opaque_alloc.In.NumSurface   = nb_surfaces;
749     q->opaque_alloc.In.Type         = q->req.Type;
750
751     q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->opaque_alloc;
752
753     qsv->nb_opaque_surfaces = nb_surfaces;
754     qsv->opaque_surfaces    = q->opaque_alloc_buf;
755     qsv->opaque_alloc_type  = q->req.Type;
756
757     return 0;
758 }
759
760 static int qsvenc_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
761 {
762     int ret;
763
764     if (avctx->hwaccel_context) {
765         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
766         q->session = qsv->session;
767     } else if (avctx->hw_frames_ctx) {
768         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
769         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
770             return AVERROR(ENOMEM);
771
772         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
773                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
774                                          q->param.IOPattern == MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY);
775         if (ret < 0) {
776             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
777             return ret;
778         }
779
780         q->session = q->internal_session;
781     } else if (avctx->hw_device_ctx) {
782         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
783                                          avctx->hw_device_ctx, q->load_plugins);
784         if (ret < 0)
785             return ret;
786
787         q->session = q->internal_session;
788     } else {
789         ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
790                                            q->load_plugins);
791         if (ret < 0)
792             return ret;
793
794         q->session = q->internal_session;
795     }
796
797     return 0;
798 }
799
800 int ff_qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
801 {
802     int iopattern = 0;
803     int opaque_alloc = 0;
804     int ret;
805
806     q->param.AsyncDepth = q->async_depth;
807
808     q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
809                                   (sizeof(AVPacket) + sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(mfxBitstream*)));
810     if (!q->async_fifo)
811         return AVERROR(ENOMEM);
812
813     if (avctx->hwaccel_context) {
814         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
815
816         iopattern    = qsv->iopattern;
817         opaque_alloc = qsv->opaque_alloc;
818     }
819
820     if (avctx->hw_frames_ctx) {
821         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
822         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
823
824         if (!iopattern) {
825             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
826                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY;
827             else if (frames_hwctx->frame_type &
828                      (MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET | MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_PROCESSOR_TARGET))
829                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
830         }
831     }
832
833     if (!iopattern)
834         iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_SYSTEM_MEMORY;
835     q->param.IOPattern = iopattern;
836
837     ret = qsvenc_init_session(avctx, q);
838     if (ret < 0)
839         return ret;
840
841     // in the mfxInfoMFX struct, JPEG is different from other codecs
842     switch (avctx->codec_id) {
843     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
844         ret = init_video_param_jpeg(avctx, q);
845         break;
846     default:
847         ret = init_video_param(avctx, q);
848         break;
849     }
850     if (ret < 0)
851         return ret;
852
853     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &q->param);
854     if (ret == MFX_WRN_PARTIAL_ACCELERATION) {
855         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Encoder will work with partial HW acceleration\n");
856     } else if (ret < 0) {
857         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
858                                   "Error querying encoder params");
859     }
860
861     ret = MFXVideoENCODE_QueryIOSurf(q->session, &q->param, &q->req);
862     if (ret < 0)
863         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
864                                   "Error querying (IOSurf) the encoding parameters");
865
866     if (opaque_alloc) {
867         ret = qsv_init_opaque_alloc(avctx, q);
868         if (ret < 0)
869             return ret;
870     }
871
872     if (avctx->hwaccel_context) {
873         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
874         int i, j;
875
876         q->extparam = av_mallocz_array(qsv->nb_ext_buffers + q->nb_extparam_internal,
877                                        sizeof(*q->extparam));
878         if (!q->extparam)
879             return AVERROR(ENOMEM);
880
881         q->param.ExtParam = q->extparam;
882         for (i = 0; i < qsv->nb_ext_buffers; i++)
883             q->param.ExtParam[i] = qsv->ext_buffers[i];
884         q->param.NumExtParam = qsv->nb_ext_buffers;
885
886         for (i = 0; i < q->nb_extparam_internal; i++) {
887             for (j = 0; j < qsv->nb_ext_buffers; j++) {
888                 if (qsv->ext_buffers[j]->BufferId == q->extparam_internal[i]->BufferId)
889                     break;
890             }
891             if (j < qsv->nb_ext_buffers)
892                 continue;
893
894             q->param.ExtParam[q->param.NumExtParam++] = q->extparam_internal[i];
895         }
896     } else {
897         q->param.ExtParam    = q->extparam_internal;
898         q->param.NumExtParam = q->nb_extparam_internal;
899     }
900
901     ret = MFXVideoENCODE_Init(q->session, &q->param);
902     if (ret < 0)
903         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
904                                   "Error initializing the encoder");
905     else if (ret > 0)
906         ff_qsv_print_warning(avctx, ret,
907                              "Warning in encoder initialization");
908
909     switch (avctx->codec_id) {
910     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
911         ret = qsv_retrieve_enc_jpeg_params(avctx, q);
912         break;
913     default:
914         ret = qsv_retrieve_enc_params(avctx, q);
915         break;
916     }
917     if (ret < 0) {
918         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error retrieving encoding parameters.\n");
919         return ret;
920     }
921
922     q->avctx = avctx;
923
924     return 0;
925 }
926
927 static void free_encoder_ctrl_payloads(mfxEncodeCtrl* enc_ctrl)
928 {
929     if (enc_ctrl) {
930         int i;
931         for (i = 0; i < enc_ctrl->NumPayload && i < QSV_MAX_ENC_PAYLOAD; i++) {
932             av_free(enc_ctrl->Payload[i]);
933         }
934         enc_ctrl->NumPayload = 0;
935     }
936 }
937
938 static void clear_unused_frames(QSVEncContext *q)
939 {
940     QSVFrame *cur = q->work_frames;
941     while (cur) {
942         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked) {
943             free_encoder_ctrl_payloads(&cur->enc_ctrl);
944             av_frame_unref(cur->frame);
945             cur->used = 0;
946         }
947         cur = cur->next;
948     }
949 }
950
951 static int get_free_frame(QSVEncContext *q, QSVFrame **f)
952 {
953     QSVFrame *frame, **last;
954
955     clear_unused_frames(q);
956
957     frame = q->work_frames;
958     last  = &q->work_frames;
959     while (frame) {
960         if (!frame->used) {
961             *f = frame;
962             frame->used = 1;
963             return 0;
964         }
965
966         last  = &frame->next;
967         frame = frame->next;
968     }
969
970     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
971     if (!frame)
972         return AVERROR(ENOMEM);
973     frame->frame = av_frame_alloc();
974     if (!frame->frame) {
975         av_freep(&frame);
976         return AVERROR(ENOMEM);
977     }
978     frame->enc_ctrl.Payload = av_mallocz(sizeof(mfxPayload*) * QSV_MAX_ENC_PAYLOAD);
979     if (!frame->enc_ctrl.Payload) {
980         av_freep(&frame);
981         return AVERROR(ENOMEM);
982     }
983     *last = frame;
984
985     *f = frame;
986     frame->used = 1;
987
988     return 0;
989 }
990
991 static int submit_frame(QSVEncContext *q, const AVFrame *frame,
992                         QSVFrame **new_frame)
993 {
994     QSVFrame *qf;
995     int ret;
996
997     ret = get_free_frame(q, &qf);
998     if (ret < 0)
999         return ret;
1000
1001     if (frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
1002         ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1003         if (ret < 0)
1004             return ret;
1005
1006         qf->surface = *(mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
1007
1008         if (q->frames_ctx.mids) {
1009             ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, qf);
1010             if (ret < 0)
1011                 return ret;
1012
1013             qf->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
1014         }
1015     } else {
1016         /* make a copy if the input is not padded as libmfx requires */
1017         if (frame->height & 31 || frame->linesize[0] & (q->width_align - 1)) {
1018             qf->frame->height = FFALIGN(frame->height, q->height_align);
1019             qf->frame->width  = FFALIGN(frame->width, q->width_align);
1020
1021             ret = ff_get_buffer(q->avctx, qf->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
1022             if (ret < 0)
1023                 return ret;
1024
1025             qf->frame->height = frame->height;
1026             qf->frame->width  = frame->width;
1027             ret = av_frame_copy(qf->frame, frame);
1028             if (ret < 0) {
1029                 av_frame_unref(qf->frame);
1030                 return ret;
1031             }
1032         } else {
1033             ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1034             if (ret < 0)
1035                 return ret;
1036         }
1037
1038         qf->surface.Info = q->param.mfx.FrameInfo;
1039
1040         qf->surface.Info.PicStruct =
1041             !frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
1042             frame->top_field_first   ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
1043                                        MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
1044         if (frame->repeat_pict == 1)
1045             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
1046         else if (frame->repeat_pict == 2)
1047             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
1048         else if (frame->repeat_pict == 4)
1049             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
1050
1051         qf->surface.Data.PitchLow  = qf->frame->linesize[0];
1052         qf->surface.Data.Y         = qf->frame->data[0];
1053         qf->surface.Data.UV        = qf->frame->data[1];
1054     }
1055
1056     qf->surface.Data.TimeStamp = av_rescale_q(frame->pts, q->avctx->time_base, (AVRational){1, 90000});
1057
1058     *new_frame = qf;
1059
1060     return 0;
1061 }
1062
1063 static void print_interlace_msg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1064 {
1065     if (q->param.mfx.CodecId == MFX_CODEC_AVC) {
1066         if (q->param.mfx.CodecProfile == MFX_PROFILE_AVC_BASELINE ||
1067             q->param.mfx.CodecLevel < MFX_LEVEL_AVC_21 ||
1068             q->param.mfx.CodecLevel > MFX_LEVEL_AVC_41)
1069             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1070                    "Interlaced coding is supported"
1071                    " at Main/High Profile Level 2.1-4.1\n");
1072     }
1073 }
1074
1075 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1076                         const AVFrame *frame)
1077 {
1078     AVPacket new_pkt = { 0 };
1079     mfxBitstream *bs;
1080
1081     mfxFrameSurface1 *surf = NULL;
1082     mfxSyncPoint *sync     = NULL;
1083     QSVFrame *qsv_frame = NULL;
1084     mfxEncodeCtrl* enc_ctrl = NULL;
1085     int ret;
1086
1087     if (frame) {
1088         ret = submit_frame(q, frame, &qsv_frame);
1089         if (ret < 0) {
1090             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error submitting the frame for encoding.\n");
1091             return ret;
1092         }
1093     }
1094     if (qsv_frame) {
1095         surf = &qsv_frame->surface;
1096         enc_ctrl = &qsv_frame->enc_ctrl;
1097     }
1098
1099     ret = av_new_packet(&new_pkt, q->packet_size);
1100     if (ret < 0) {
1101         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating the output packet\n");
1102         return ret;
1103     }
1104
1105     bs = av_mallocz(sizeof(*bs));
1106     if (!bs) {
1107         av_packet_unref(&new_pkt);
1108         return AVERROR(ENOMEM);
1109     }
1110     bs->Data      = new_pkt.data;
1111     bs->MaxLength = new_pkt.size;
1112
1113     if (q->set_encode_ctrl_cb) {
1114         q->set_encode_ctrl_cb(avctx, frame, &qsv_frame->enc_ctrl);
1115     }
1116
1117     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
1118     if (!sync) {
1119         av_freep(&bs);
1120         av_packet_unref(&new_pkt);
1121         return AVERROR(ENOMEM);
1122     }
1123
1124     do {
1125         ret = MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync(q->session, enc_ctrl, surf, bs, sync);
1126         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
1127             av_usleep(500);
1128     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1129
1130     if (ret > 0)
1131         ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "Warning during encoding");
1132
1133     if (ret < 0) {
1134         av_packet_unref(&new_pkt);
1135         av_freep(&bs);
1136         av_freep(&sync);
1137         return (ret == MFX_ERR_MORE_DATA) ?
1138                0 : ff_qsv_print_error(avctx, ret, "Error during encoding");
1139     }
1140
1141     if (ret == MFX_WRN_INCOMPATIBLE_VIDEO_PARAM && frame->interlaced_frame)
1142         print_interlace_msg(avctx, q);
1143
1144     if (*sync) {
1145         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1146         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1147         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),    NULL);
1148     } else {
1149         av_freep(&sync);
1150         av_packet_unref(&new_pkt);
1151         av_freep(&bs);
1152     }
1153
1154     return 0;
1155 }
1156
1157 int ff_qsv_encode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1158                   AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet)
1159 {
1160     int ret;
1161
1162     ret = encode_frame(avctx, q, frame);
1163     if (ret < 0)
1164         return ret;
1165
1166     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
1167         (!frame && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
1168         AVPacket new_pkt;
1169         mfxBitstream *bs;
1170         mfxSyncPoint *sync;
1171
1172         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1173         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1174         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),      NULL);
1175
1176         do {
1177             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
1178         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1179
1180         new_pkt.dts  = av_rescale_q(bs->DecodeTimeStamp, (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1181         new_pkt.pts  = av_rescale_q(bs->TimeStamp,       (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1182         new_pkt.size = bs->DataLength;
1183
1184         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR ||
1185             bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xIDR)
1186             new_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1187
1188 #if FF_API_CODED_FRAME
1189 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1190         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_I || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xI)
1191             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1192         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_P || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xP)
1193             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1194         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_B || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xB)
1195             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1196 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1197 #endif
1198
1199         av_freep(&bs);
1200         av_freep(&sync);
1201
1202         if (pkt->data) {
1203             if (pkt->size < new_pkt.size) {
1204                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Submitted buffer not large enough: %d < %d\n",
1205                        pkt->size, new_pkt.size);
1206                 av_packet_unref(&new_pkt);
1207                 return AVERROR(EINVAL);
1208             }
1209
1210             memcpy(pkt->data, new_pkt.data, new_pkt.size);
1211             pkt->size = new_pkt.size;
1212
1213             ret = av_packet_copy_props(pkt, &new_pkt);
1214             av_packet_unref(&new_pkt);
1215             if (ret < 0)
1216                 return ret;
1217         } else
1218             *pkt = new_pkt;
1219
1220         *got_packet = 1;
1221     }
1222
1223     return 0;
1224 }
1225
1226 int ff_qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1227 {
1228     QSVFrame *cur;
1229
1230     if (q->session)
1231         MFXVideoENCODE_Close(q->session);
1232     if (q->internal_session)
1233         MFXClose(q->internal_session);
1234     q->session          = NULL;
1235     q->internal_session = NULL;
1236
1237     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
1238     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
1239
1240     cur = q->work_frames;
1241     while (cur) {
1242         q->work_frames = cur->next;
1243         av_frame_free(&cur->frame);
1244         av_free(cur->enc_ctrl.Payload);
1245         av_freep(&cur);
1246         cur = q->work_frames;
1247     }
1248
1249     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
1250         AVPacket pkt;
1251         mfxSyncPoint *sync;
1252         mfxBitstream *bs;
1253
1254         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &pkt,  sizeof(pkt),  NULL);
1255         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync, sizeof(sync), NULL);
1256         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,   sizeof(bs),   NULL);
1257
1258         av_freep(&sync);
1259         av_freep(&bs);
1260         av_packet_unref(&pkt);
1261     }
1262     av_fifo_free(q->async_fifo);
1263     q->async_fifo = NULL;
1264
1265     av_freep(&q->opaque_surfaces);
1266     av_buffer_unref(&q->opaque_alloc_buf);
1267
1268     av_freep(&q->extparam);
1269
1270     return 0;
1271 }