qsvenc: cavlc option is only available for h264
[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 Libav.
8  *
9  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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
36 #include "avcodec.h"
37 #include "internal.h"
38 #include "qsv.h"
39 #include "qsv_internal.h"
40 #include "qsvenc.h"
41
42 static const struct {
43     mfxU16 profile;
44     const char *name;
45 } profile_names[] = {
46     { MFX_PROFILE_AVC_BASELINE,                 "baseline"              },
47     { MFX_PROFILE_AVC_MAIN,                     "main"                  },
48     { MFX_PROFILE_AVC_EXTENDED,                 "extended"              },
49     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH,                     "high"                  },
50 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 15)
51     { MFX_PROFILE_AVC_HIGH_422,                 "high 422"              },
52 #endif
53 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 4)
54     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_BASELINE,     "constrained baseline"  },
55     { MFX_PROFILE_AVC_CONSTRAINED_HIGH,         "constrained high"      },
56     { MFX_PROFILE_AVC_PROGRESSIVE_HIGH,         "progressive high"      },
57 #endif
58     { MFX_PROFILE_MPEG2_SIMPLE,                 "simple"                },
59     { MFX_PROFILE_MPEG2_MAIN,                   "main"                  },
60     { MFX_PROFILE_MPEG2_HIGH,                   "high"                  },
61     { MFX_PROFILE_VC1_SIMPLE,                   "simple"                },
62     { MFX_PROFILE_VC1_MAIN,                     "main"                  },
63     { MFX_PROFILE_VC1_ADVANCED,                 "advanced"              },
64 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
65     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN,                    "main"                  },
66     { MFX_PROFILE_HEVC_MAIN10,                  "main10"                },
67     { MFX_PROFILE_HEVC_MAINSP,                  "mainsp"                },
68 #endif
69 };
70
71 static const char *print_profile(mfxU16 profile)
72 {
73     int i;
74     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(profile_names); i++)
75         if (profile == profile_names[i].profile)
76             return profile_names[i].name;
77     return "unknown";
78 }
79
80 static const struct {
81     mfxU16      rc_mode;
82     const char *name;
83 } rc_names[] = {
84     { MFX_RATECONTROL_CBR,     "CBR" },
85     { MFX_RATECONTROL_VBR,     "VBR" },
86     { MFX_RATECONTROL_CQP,     "CQP" },
87     { MFX_RATECONTROL_AVBR,    "AVBR" },
88 #if QSV_HAVE_LA
89     { MFX_RATECONTROL_LA,      "LA" },
90 #endif
91 #if QSV_HAVE_ICQ
92     { MFX_RATECONTROL_ICQ,     "ICQ" },
93     { MFX_RATECONTROL_LA_ICQ,  "LA_ICQ" },
94 #endif
95 #if QSV_HAVE_VCM
96     { MFX_RATECONTROL_VCM,     "VCM" },
97 #endif
98 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 10)
99     { MFX_RATECONTROL_LA_EXT,  "LA_EXT" },
100 #endif
101 #if QSV_HAVE_LA_HRD
102     { MFX_RATECONTROL_LA_HRD,  "LA_HRD" },
103 #endif
104 #if QSV_HAVE_QVBR
105     { MFX_RATECONTROL_QVBR,    "QVBR" },
106 #endif
107 };
108
109 static const char *print_ratecontrol(mfxU16 rc_mode)
110 {
111     int i;
112     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(rc_names); i++)
113         if (rc_mode == rc_names[i].rc_mode)
114             return rc_names[i].name;
115     return "unknown";
116 }
117
118 static const char *print_threestate(mfxU16 val)
119 {
120     if (val == MFX_CODINGOPTION_ON)
121         return "ON";
122     else if (val == MFX_CODINGOPTION_OFF)
123         return "OFF";
124     return "unknown";
125 }
126
127 static void dump_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
128                              mfxExtBuffer **coding_opts)
129 {
130     mfxInfoMFX *info = &q->param.mfx;
131
132     mfxExtCodingOption   *co = (mfxExtCodingOption*)coding_opts[0];
133 #if QSV_HAVE_CO2
134     mfxExtCodingOption2 *co2 = (mfxExtCodingOption2*)coding_opts[1];
135 #endif
136 #if QSV_HAVE_CO3
137     mfxExtCodingOption3 *co3 = (mfxExtCodingOption3*)coding_opts[2];
138 #endif
139
140     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "profile: %s; level: %"PRIu16"\n",
141            print_profile(info->CodecProfile), info->CodecLevel);
142
143     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "GopPicSize: %"PRIu16"; GopRefDist: %"PRIu16"; GopOptFlag: ",
144            info->GopPicSize, info->GopRefDist);
145     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_CLOSED)
146         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "closed ");
147     if (info->GopOptFlag & MFX_GOP_STRICT)
148         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "strict ");
149     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "; IdrInterval: %"PRIu16"\n", info->IdrInterval);
150
151     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "TargetUsage: %"PRIu16"; RateControlMethod: %s\n",
152            info->TargetUsage, print_ratecontrol(info->RateControlMethod));
153
154     if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CBR ||
155         info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VBR
156 #if QSV_HAVE_VCM
157         || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_VCM
158 #endif
159         ) {
160         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
161                "InitialDelayInKB: %"PRIu16"; TargetKbps: %"PRIu16"; MaxKbps: %"PRIu16"\n",
162                info->InitialDelayInKB, info->TargetKbps, info->MaxKbps);
163     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_CQP) {
164         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QPI: %"PRIu16"; QPP: %"PRIu16"; QPB: %"PRIu16"\n",
165                info->QPI, info->QPP, info->QPB);
166     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_AVBR) {
167         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
168                "TargetKbps: %"PRIu16"; Accuracy: %"PRIu16"; Convergence: %"PRIu16"\n",
169                info->TargetKbps, info->Accuracy, info->Convergence);
170     }
171 #if QSV_HAVE_LA
172     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA
173 #if QSV_HAVE_LA_HRD
174              || info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_HRD
175 #endif
176              ) {
177         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
178                "TargetKbps: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
179                info->TargetKbps, co2->LookAheadDepth);
180     }
181 #endif
182 #if QSV_HAVE_ICQ
183     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_ICQ) {
184         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"\n", info->ICQQuality);
185     } else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_LA_ICQ) {
186         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "ICQQuality: %"PRIu16"; LookAheadDepth: %"PRIu16"\n",
187                info->ICQQuality, co2->LookAheadDepth);
188     }
189 #endif
190 #if QSV_HAVE_QVBR
191     else if (info->RateControlMethod == MFX_RATECONTROL_QVBR) {
192         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "QVBRQuality: %"PRIu16"\n",
193                co3->QVBRQuality);
194     }
195 #endif
196
197     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "NumSlice: %"PRIu16"; NumRefFrame: %"PRIu16"\n",
198            info->NumSlice, info->NumRefFrame);
199     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "RateDistortionOpt: %s\n",
200            print_threestate(co->RateDistortionOpt));
201
202 #if QSV_HAVE_CO2
203     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
204            "RecoveryPointSEI: %s IntRefType: %"PRIu16"; IntRefCycleSize: %"PRIu16"; IntRefQPDelta: %"PRId16"\n",
205            print_threestate(co->RecoveryPointSEI), co2->IntRefType, co2->IntRefCycleSize, co2->IntRefQPDelta);
206
207     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxFrameSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxFrameSize);
208 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
209     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "MaxSliceSize: %"PRIu16"; ", co2->MaxSliceSize);
210 #endif
211     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
212
213     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
214            "BitrateLimit: %s; MBBRC: %s; ExtBRC: %s\n",
215            print_threestate(co2->BitrateLimit), print_threestate(co2->MBBRC),
216            print_threestate(co2->ExtBRC));
217
218 #if QSV_HAVE_TRELLIS
219     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Trellis: ");
220     if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_OFF) {
221         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");
222     } else if (!co2->Trellis) {
223         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");
224     } else {
225         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_I) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "I");
226         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_P) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "P");
227         if (co2->Trellis & MFX_TRELLIS_B) av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "B");
228     }
229     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
230 #endif
231
232 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 8)
233     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
234            "RepeatPPS: %s; NumMbPerSlice: %"PRIu16"; LookAheadDS: ",
235            print_threestate(co2->RepeatPPS), co2->NumMbPerSlice);
236     switch (co2->LookAheadDS) {
237     case MFX_LOOKAHEAD_DS_OFF: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");     break;
238     case MFX_LOOKAHEAD_DS_2x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "2x");      break;
239     case MFX_LOOKAHEAD_DS_4x:  av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "4x");      break;
240     default:                   av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "unknown"); break;
241     }
242     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
243
244     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "AdaptiveI: %s; AdaptiveB: %s; BRefType: ",
245            print_threestate(co2->AdaptiveI), print_threestate(co2->AdaptiveB));
246     switch (co2->BRefType) {
247     case MFX_B_REF_OFF:     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "off");       break;
248     case MFX_B_REF_PYRAMID: av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "pyramid");   break;
249     default:                av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "auto");      break;
250     }
251     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "\n");
252 #endif
253
254 #if QSV_VERSION_ATLEAST(1, 9)
255     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
256            "MinQPI: %"PRIu8"; MaxQPI: %"PRIu8"; MinQPP: %"PRIu8"; MaxQPP: %"PRIu8"; MinQPB: %"PRIu8"; MaxQPB: %"PRIu8"\n",
257            co2->MinQPI, co2->MaxQPI, co2->MinQPP, co2->MaxQPP, co2->MinQPB, co2->MaxQPB);
258 #endif
259 #endif
260
261     if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
262         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Entropy coding: %s; MaxDecFrameBuffering: %"PRIu16"\n",
263                co->CAVLC == MFX_CODINGOPTION_ON ? "CAVLC" : "CABAC", co->MaxDecFrameBuffering);
264         av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE,
265                "NalHrdConformance: %s; SingleSeiNalUnit: %s; VuiVclHrdParameters: %s VuiNalHrdParameters: %s\n",
266                print_threestate(co->NalHrdConformance), print_threestate(co->SingleSeiNalUnit),
267                print_threestate(co->VuiVclHrdParameters), print_threestate(co->VuiNalHrdParameters));
268     }
269 }
270
271 static int select_rc_mode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
272 {
273     const char *rc_desc;
274     mfxU16      rc_mode;
275
276     int want_la     = q->la_depth >= 10;
277     int want_qscale = !!(avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_QSCALE);
278     int want_vcm    = q->vcm;
279
280     if (want_la && !QSV_HAVE_LA) {
281         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
282                "Lookahead ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
283         return AVERROR(ENOSYS);
284     }
285     if (want_vcm && !QSV_HAVE_VCM) {
286         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
287                "VCM ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
288         return AVERROR(ENOSYS);
289     }
290
291     if (want_la + want_qscale + want_vcm > 1) {
292         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
293                "More than one of: { constant qscale, lookahead, VCM } requested, "
294                "only one of them can be used at a time.\n");
295         return AVERROR(EINVAL);
296     }
297
298     if (want_qscale) {
299         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CQP;
300         rc_desc = "constant quantization parameter (CQP)";
301     }
302 #if QSV_HAVE_VCM
303     else if (want_vcm) {
304         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VCM;
305         rc_desc = "video conferencing mode (VCM)";
306     }
307 #endif
308 #if QSV_HAVE_LA
309     else if (want_la) {
310         rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA;
311         rc_desc = "VBR with lookahead (LA)";
312
313 #if QSV_HAVE_ICQ
314         if (avctx->global_quality > 0) {
315             rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA_ICQ;
316             rc_desc = "intelligent constant quality with lookahead (LA_ICQ)";
317         }
318 #endif
319     }
320 #endif
321 #if QSV_HAVE_ICQ
322     else if (avctx->global_quality > 0) {
323         rc_mode = MFX_RATECONTROL_ICQ;
324         rc_desc = "intelligent constant quality (ICQ)";
325     }
326 #endif
327     else if (avctx->rc_max_rate == avctx->bit_rate) {
328         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CBR;
329         rc_desc = "constant bitrate (CBR)";
330     } else if (!avctx->rc_max_rate) {
331         rc_mode = MFX_RATECONTROL_AVBR;
332         rc_desc = "average variable bitrate (AVBR)";
333     } else {
334         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VBR;
335         rc_desc = "variable bitrate (VBR)";
336     }
337
338     q->param.mfx.RateControlMethod = rc_mode;
339     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using the %s ratecontrol method\n", rc_desc);
340
341     return 0;
342 }
343
344 static int rc_supported(QSVEncContext *q)
345 {
346     mfxVideoParam param_out = { .mfx.CodecId = q->param.mfx.CodecId };
347     mfxStatus ret;
348
349     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &param_out);
350     if (ret < 0 ||
351         param_out.mfx.RateControlMethod != q->param.mfx.RateControlMethod)
352         return 0;
353     return 1;
354 }
355
356 static int init_video_param_jpeg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
357 {
358     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
359                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
360     const AVPixFmtDescriptor *desc;
361     int ret;
362
363     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
364     if (ret < 0)
365         return AVERROR_BUG;
366     q->param.mfx.CodecId = ret;
367
368     if (avctx->level > 0)
369         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
370     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
371
372     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
373     if (!desc)
374         return AVERROR_BUG;
375
376     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
377
378     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
379     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
380     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
381     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
382     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
383     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
384     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
385     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
386     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
387     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
388
389     q->param.mfx.FrameInfo.Width  = FFALIGN(avctx->width, 16);
390     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, 16);
391
392     if (avctx->hw_frames_ctx) {
393         AVHWFramesContext *frames_ctx    = (AVHWFramesContext *)avctx->hw_frames_ctx->data;
394         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
395         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
396         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
397     }
398
399     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
400         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
401         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
402     } else {
403         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
404         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
405     }
406
407     q->param.mfx.Interleaved          = 1;
408     q->param.mfx.Quality              = av_clip(avctx->global_quality, 1, 100);
409     q->param.mfx.RestartInterval      = 0;
410
411     return 0;
412 }
413
414 static int init_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
415 {
416     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
417                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
418     const AVPixFmtDescriptor *desc;
419     float quant;
420     int ret;
421
422     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
423     if (ret < 0)
424         return AVERROR_BUG;
425     q->param.mfx.CodecId = ret;
426
427     if (avctx->level > 0)
428         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
429
430     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
431     q->param.mfx.TargetUsage        = q->preset;
432     q->param.mfx.GopPicSize         = FFMAX(0, avctx->gop_size);
433     q->param.mfx.GopRefDist         = FFMAX(-1, avctx->max_b_frames) + 1;
434     q->param.mfx.GopOptFlag         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP ?
435                                       MFX_GOP_CLOSED : 0;
436     q->param.mfx.IdrInterval        = q->idr_interval;
437     q->param.mfx.NumSlice           = avctx->slices;
438     q->param.mfx.NumRefFrame        = FFMAX(0, avctx->refs);
439     q->param.mfx.EncodedOrder       = 0;
440     q->param.mfx.BufferSizeInKB     = 0;
441
442     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
443     if (!desc)
444         return AVERROR_BUG;
445
446     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
447
448     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
449     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
450     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
451     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
452     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
453     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
454     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
455     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
456     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
457     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
458
459     // TODO:  detect version of MFX--if the minor version is greater than
460     // or equal to 19, then can use the same alignment settings as H.264
461     // for HEVC
462     q->width_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
463     q->param.mfx.FrameInfo.Width = FFALIGN(avctx->width, q->width_align);
464
465     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
466         // it is important that PicStruct be setup correctly from the
467         // start--otherwise, encoding doesn't work and results in a bunch
468         // of incompatible video parameter errors
469         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
470         // height alignment always must be 32 for interlaced video
471         q->height_align = 32;
472     } else {
473         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
474         // for progressive video, the height should be aligned to 16 for
475         // H.264.  For HEVC, depending on the version of MFX, it should be
476         // either 32 or 16.  The lower number is better if possible.
477         q->height_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
478     }
479     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, q->height_align);
480
481     if (avctx->hw_frames_ctx) {
482         AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
483         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
484         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
485         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
486     }
487
488     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
489         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
490         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
491     } else {
492         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
493         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
494     }
495
496     ret = select_rc_mode(avctx, q);
497     if (ret < 0)
498         return ret;
499
500     switch (q->param.mfx.RateControlMethod) {
501     case MFX_RATECONTROL_CBR:
502     case MFX_RATECONTROL_VBR:
503 #if QSV_HAVE_VCM
504     case MFX_RATECONTROL_VCM:
505 #endif
506         q->param.mfx.InitialDelayInKB = avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
507         q->param.mfx.TargetKbps       = avctx->bit_rate / 1000;
508         q->param.mfx.MaxKbps          = avctx->rc_max_rate / 1000;
509         break;
510     case MFX_RATECONTROL_CQP:
511         quant = avctx->global_quality / FF_QP2LAMBDA;
512
513         q->param.mfx.QPI = av_clip(quant * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
514         q->param.mfx.QPP = av_clip(quant, 0, 51);
515         q->param.mfx.QPB = av_clip(quant * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
516
517         break;
518     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
519         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
520         q->param.mfx.Convergence = q->avbr_convergence;
521         q->param.mfx.Accuracy    = q->avbr_accuracy;
522         break;
523 #if QSV_HAVE_LA
524     case MFX_RATECONTROL_LA:
525         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
526         q->extco2.LookAheadDepth = q->la_depth;
527         break;
528 #if QSV_HAVE_ICQ
529     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
530         q->extco2.LookAheadDepth = q->la_depth;
531     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
532         q->param.mfx.ICQQuality  = avctx->global_quality;
533         break;
534 #endif
535 #endif
536     }
537
538     // the HEVC encoder plugin currently fails if coding options
539     // are provided
540     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC) {
541         q->extco.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
542         q->extco.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco);
543
544         if (q->rdo >= 0)
545             q->extco.RateDistortionOpt = q->rdo > 0 ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
546
547         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
548 #if FF_API_CODER_TYPE
549 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
550             if (avctx->coder_type >= 0)
551                 q->cavlc = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_VLC;
552 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
553 #endif
554             q->extco.CAVLC = q->cavlc ? MFX_CODINGOPTION_ON
555                                       : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
556
557             if (avctx->strict_std_compliance != FF_COMPLIANCE_NORMAL)
558                 q->extco.NalHrdConformance = avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_NORMAL ?
559                                              MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
560
561             if (q->single_sei_nal_unit >= 0)
562                 q->extco.SingleSeiNalUnit = q->single_sei_nal_unit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
563             if (q->recovery_point_sei >= 0)
564                 q->extco.RecoveryPointSEI = q->recovery_point_sei ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
565             q->extco.MaxDecFrameBuffering = q->max_dec_frame_buffering;
566         }
567
568         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco;
569
570 #if QSV_HAVE_CO2
571         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
572             q->extco2.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
573             q->extco2.Header.BufferSz     = sizeof(q->extco2);
574
575             if (q->int_ref_type >= 0)
576                 q->extco2.IntRefType = q->int_ref_type;
577             if (q->int_ref_cycle_size >= 0)
578                 q->extco2.IntRefCycleSize = q->int_ref_cycle_size;
579             if (q->int_ref_qp_delta != INT16_MIN)
580                 q->extco2.IntRefQPDelta = q->int_ref_qp_delta;
581
582             if (q->bitrate_limit >= 0)
583                 q->extco2.BitrateLimit = q->bitrate_limit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
584             if (q->mbbrc >= 0)
585                 q->extco2.MBBRC = q->mbbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
586             if (q->extbrc >= 0)
587                 q->extco2.ExtBRC = q->extbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
588
589             if (q->max_frame_size >= 0)
590                 q->extco2.MaxFrameSize = q->max_frame_size;
591 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
592             if (q->max_slice_size >= 0)
593                 q->extco2.MaxSliceSize = q->max_slice_size;
594 #endif
595
596 #if QSV_HAVE_TRELLIS
597             q->extco2.Trellis = q->trellis;
598 #endif
599
600 #if QSV_HAVE_BREF_TYPE
601 #if FF_API_PRIVATE_OPT
602 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
603             if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
604                 q->b_strategy = avctx->b_frame_strategy;
605 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
606 #endif
607             if (q->b_strategy >= 0)
608                 q->extco2.BRefType = q->b_strategy ? MFX_B_REF_PYRAMID : MFX_B_REF_OFF;
609             if (q->adaptive_i >= 0)
610                 q->extco2.AdaptiveI = q->adaptive_i ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
611             if (q->adaptive_b >= 0)
612                 q->extco2.AdaptiveB = q->adaptive_b ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
613 #endif
614
615             q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco2;
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 #if QSV_HAVE_CO3
673     mfxExtCodingOption3 co3 = {
674         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION3,
675         .Header.BufferSz = sizeof(co3),
676     };
677 #endif
678
679     mfxExtBuffer *ext_buffers[] = {
680         (mfxExtBuffer*)&extradata,
681         (mfxExtBuffer*)&co,
682 #if QSV_HAVE_CO2
683         (mfxExtBuffer*)&co2,
684 #endif
685 #if QSV_HAVE_CO3
686         (mfxExtBuffer*)&co3,
687 #endif
688     };
689
690     int need_pps = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
691     int ret;
692
693     q->param.ExtParam    = ext_buffers;
694     q->param.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(ext_buffers);
695
696     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
697     if (ret < 0)
698         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
699                                   "Error calling GetVideoParam");
700
701     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * 1000;
702
703     if (!extradata.SPSBufSize || (need_pps && !extradata.PPSBufSize)) {
704         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx.\n");
705         return AVERROR_UNKNOWN;
706     }
707
708     avctx->extradata = av_malloc(extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize +
709                                  AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
710     if (!avctx->extradata)
711         return AVERROR(ENOMEM);
712
713     memcpy(avctx->extradata,                        sps_buf, extradata.SPSBufSize);
714     if (need_pps)
715         memcpy(avctx->extradata + extradata.SPSBufSize, pps_buf, extradata.PPSBufSize);
716     avctx->extradata_size = extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize;
717     memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
718
719     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
720     if (!cpb_props)
721         return AVERROR(ENOMEM);
722     cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
723     cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
724     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
725     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
726
727     dump_video_param(avctx, q, ext_buffers + 1);
728
729     return 0;
730 }
731
732 static int qsv_init_opaque_alloc(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
733 {
734     AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
735     mfxFrameSurface1 *surfaces;
736     int nb_surfaces, i;
737
738     nb_surfaces = qsv->nb_opaque_surfaces + q->req.NumFrameSuggested + q->async_depth;
739
740     q->opaque_alloc_buf = av_buffer_allocz(sizeof(*surfaces) * nb_surfaces);
741     if (!q->opaque_alloc_buf)
742         return AVERROR(ENOMEM);
743
744     q->opaque_surfaces = av_malloc_array(nb_surfaces, sizeof(*q->opaque_surfaces));
745     if (!q->opaque_surfaces)
746         return AVERROR(ENOMEM);
747
748     surfaces = (mfxFrameSurface1*)q->opaque_alloc_buf->data;
749     for (i = 0; i < nb_surfaces; i++) {
750         surfaces[i].Info      = q->req.Info;
751         q->opaque_surfaces[i] = surfaces + i;
752     }
753
754     q->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
755     q->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(q->opaque_alloc);
756     q->opaque_alloc.In.Surfaces     = q->opaque_surfaces;
757     q->opaque_alloc.In.NumSurface   = nb_surfaces;
758     q->opaque_alloc.In.Type         = q->req.Type;
759
760     q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->opaque_alloc;
761
762     qsv->nb_opaque_surfaces = nb_surfaces;
763     qsv->opaque_surfaces    = q->opaque_alloc_buf;
764     qsv->opaque_alloc_type  = q->req.Type;
765
766     return 0;
767 }
768
769 static int qsvenc_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
770 {
771     int ret;
772
773     if (avctx->hwaccel_context) {
774         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
775         q->session = qsv->session;
776     } else if (avctx->hw_frames_ctx) {
777         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
778         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
779             return AVERROR(ENOMEM);
780
781         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
782                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
783                                          q->param.IOPattern == MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY);
784         if (ret < 0) {
785             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
786             return ret;
787         }
788
789         q->session = q->internal_session;
790     } else if (avctx->hw_device_ctx) {
791         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
792                                          avctx->hw_device_ctx, q->load_plugins);
793         if (ret < 0)
794             return ret;
795
796         q->session = q->internal_session;
797     } else {
798         ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
799                                            q->load_plugins);
800         if (ret < 0)
801             return ret;
802
803         q->session = q->internal_session;
804     }
805
806     return 0;
807 }
808
809 int ff_qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
810 {
811     int iopattern = 0;
812     int opaque_alloc = 0;
813     int ret;
814
815     q->param.AsyncDepth = q->async_depth;
816
817     q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
818                                   (sizeof(AVPacket) + sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(mfxBitstream*)));
819     if (!q->async_fifo)
820         return AVERROR(ENOMEM);
821
822     if (avctx->hwaccel_context) {
823         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
824
825         iopattern    = qsv->iopattern;
826         opaque_alloc = qsv->opaque_alloc;
827     }
828
829     if (avctx->hw_frames_ctx) {
830         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
831         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
832
833         if (!iopattern) {
834             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
835                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY;
836             else if (frames_hwctx->frame_type &
837                      (MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET | MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_PROCESSOR_TARGET))
838                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
839         }
840     }
841
842     if (!iopattern)
843         iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_SYSTEM_MEMORY;
844     q->param.IOPattern = iopattern;
845
846     ret = qsvenc_init_session(avctx, q);
847     if (ret < 0)
848         return ret;
849
850     // in the mfxInfoMFX struct, JPEG is different from other codecs
851     switch (avctx->codec_id) {
852     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
853         ret = init_video_param_jpeg(avctx, q);
854         break;
855     default:
856         ret = init_video_param(avctx, q);
857         break;
858     }
859     if (ret < 0)
860         return ret;
861
862     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &q->param);
863     if (ret == MFX_WRN_PARTIAL_ACCELERATION) {
864         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Encoder will work with partial HW acceleration\n");
865     } else if (ret < 0) {
866         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
867                                   "Error querying encoder params");
868     }
869
870     ret = MFXVideoENCODE_QueryIOSurf(q->session, &q->param, &q->req);
871     if (ret < 0)
872         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
873                                   "Error querying (IOSurf) the encoding parameters");
874
875     if (opaque_alloc) {
876         ret = qsv_init_opaque_alloc(avctx, q);
877         if (ret < 0)
878             return ret;
879     }
880
881     if (avctx->hwaccel_context) {
882         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
883         int i, j;
884
885         q->extparam = av_mallocz_array(qsv->nb_ext_buffers + q->nb_extparam_internal,
886                                        sizeof(*q->extparam));
887         if (!q->extparam)
888             return AVERROR(ENOMEM);
889
890         q->param.ExtParam = q->extparam;
891         for (i = 0; i < qsv->nb_ext_buffers; i++)
892             q->param.ExtParam[i] = qsv->ext_buffers[i];
893         q->param.NumExtParam = qsv->nb_ext_buffers;
894
895         for (i = 0; i < q->nb_extparam_internal; i++) {
896             for (j = 0; j < qsv->nb_ext_buffers; j++) {
897                 if (qsv->ext_buffers[j]->BufferId == q->extparam_internal[i]->BufferId)
898                     break;
899             }
900             if (j < qsv->nb_ext_buffers)
901                 continue;
902
903             q->param.ExtParam[q->param.NumExtParam++] = q->extparam_internal[i];
904         }
905     } else {
906         q->param.ExtParam    = q->extparam_internal;
907         q->param.NumExtParam = q->nb_extparam_internal;
908     }
909
910     ret = MFXVideoENCODE_Init(q->session, &q->param);
911     if (ret < 0)
912         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
913                                   "Error initializing the encoder");
914     else if (ret > 0)
915         ff_qsv_print_warning(avctx, ret,
916                              "Warning in encoder initialization");
917
918     switch (avctx->codec_id) {
919     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
920         ret = qsv_retrieve_enc_jpeg_params(avctx, q);
921         break;
922     default:
923         ret = qsv_retrieve_enc_params(avctx, q);
924         break;
925     }
926     if (ret < 0) {
927         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error retrieving encoding parameters.\n");
928         return ret;
929     }
930
931     q->avctx = avctx;
932
933     return 0;
934 }
935
936 static void clear_unused_frames(QSVEncContext *q)
937 {
938     QSVFrame *cur = q->work_frames;
939     while (cur) {
940         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked) {
941             av_frame_unref(cur->frame);
942             cur->used = 0;
943         }
944         cur = cur->next;
945     }
946 }
947
948 static int get_free_frame(QSVEncContext *q, QSVFrame **f)
949 {
950     QSVFrame *frame, **last;
951
952     clear_unused_frames(q);
953
954     frame = q->work_frames;
955     last  = &q->work_frames;
956     while (frame) {
957         if (!frame->used) {
958             *f = frame;
959             frame->used = 1;
960             return 0;
961         }
962
963         last  = &frame->next;
964         frame = frame->next;
965     }
966
967     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
968     if (!frame)
969         return AVERROR(ENOMEM);
970     frame->frame = av_frame_alloc();
971     if (!frame->frame) {
972         av_freep(&frame);
973         return AVERROR(ENOMEM);
974     }
975     *last = frame;
976
977     *f = frame;
978     frame->used = 1;
979
980     return 0;
981 }
982
983 static int submit_frame(QSVEncContext *q, const AVFrame *frame,
984                         mfxFrameSurface1 **surface)
985 {
986     QSVFrame *qf;
987     int ret;
988
989     ret = get_free_frame(q, &qf);
990     if (ret < 0)
991         return ret;
992
993     if (frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
994         ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
995         if (ret < 0)
996             return ret;
997
998         qf->surface = *(mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
999
1000         if (q->frames_ctx.mids) {
1001             ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, qf);
1002             if (ret < 0)
1003                 return ret;
1004
1005             qf->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
1006         }
1007     } else {
1008         /* make a copy if the input is not padded as libmfx requires */
1009         if (frame->height & 31 || frame->linesize[0] & (q->width_align - 1)) {
1010             qf->frame->height = FFALIGN(frame->height, q->height_align);
1011             qf->frame->width  = FFALIGN(frame->width, q->width_align);
1012
1013             ret = ff_get_buffer(q->avctx, qf->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
1014             if (ret < 0)
1015                 return ret;
1016
1017             qf->frame->height = frame->height;
1018             qf->frame->width  = frame->width;
1019             ret = av_frame_copy(qf->frame, frame);
1020             if (ret < 0) {
1021                 av_frame_unref(qf->frame);
1022                 return ret;
1023             }
1024         } else {
1025             ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1026             if (ret < 0)
1027                 return ret;
1028         }
1029
1030         qf->surface.Info = q->param.mfx.FrameInfo;
1031
1032         qf->surface.Info.PicStruct =
1033             !frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
1034             frame->top_field_first   ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
1035                                        MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
1036         if (frame->repeat_pict == 1)
1037             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
1038         else if (frame->repeat_pict == 2)
1039             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
1040         else if (frame->repeat_pict == 4)
1041             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
1042
1043         qf->surface.Data.PitchLow  = qf->frame->linesize[0];
1044         qf->surface.Data.Y         = qf->frame->data[0];
1045         qf->surface.Data.UV        = qf->frame->data[1];
1046     }
1047
1048     qf->surface.Data.TimeStamp = av_rescale_q(frame->pts, q->avctx->time_base, (AVRational){1, 90000});
1049
1050     *surface = &qf->surface;
1051
1052     return 0;
1053 }
1054
1055 static void print_interlace_msg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1056 {
1057     if (q->param.mfx.CodecId == MFX_CODEC_AVC) {
1058         if (q->param.mfx.CodecProfile == MFX_PROFILE_AVC_BASELINE ||
1059             q->param.mfx.CodecLevel < MFX_LEVEL_AVC_21 ||
1060             q->param.mfx.CodecLevel > MFX_LEVEL_AVC_41)
1061             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1062                    "Interlaced coding is supported"
1063                    " at Main/High Profile Level 2.1-4.1\n");
1064     }
1065 }
1066
1067 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1068                         const AVFrame *frame)
1069 {
1070     AVPacket new_pkt = { 0 };
1071     mfxBitstream *bs;
1072
1073     mfxFrameSurface1 *surf = NULL;
1074     mfxSyncPoint *sync     = NULL;
1075     int ret;
1076
1077     if (frame) {
1078         ret = submit_frame(q, frame, &surf);
1079         if (ret < 0) {
1080             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error submitting the frame for encoding.\n");
1081             return ret;
1082         }
1083     }
1084
1085     ret = av_new_packet(&new_pkt, q->packet_size);
1086     if (ret < 0) {
1087         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating the output packet\n");
1088         return ret;
1089     }
1090
1091     bs = av_mallocz(sizeof(*bs));
1092     if (!bs) {
1093         av_packet_unref(&new_pkt);
1094         return AVERROR(ENOMEM);
1095     }
1096     bs->Data      = new_pkt.data;
1097     bs->MaxLength = new_pkt.size;
1098
1099     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
1100     if (!sync) {
1101         av_freep(&bs);
1102         av_packet_unref(&new_pkt);
1103         return AVERROR(ENOMEM);
1104     }
1105
1106     do {
1107         ret = MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync(q->session, NULL, surf, bs, sync);
1108         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
1109             av_usleep(1);
1110     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1111
1112     if (ret > 0)
1113         ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "Warning during encoding");
1114
1115     if (ret < 0) {
1116         av_packet_unref(&new_pkt);
1117         av_freep(&bs);
1118         av_freep(&sync);
1119         return (ret == MFX_ERR_MORE_DATA) ?
1120                0 : ff_qsv_print_error(avctx, ret, "Error during encoding");
1121     }
1122
1123     if (ret == MFX_WRN_INCOMPATIBLE_VIDEO_PARAM && frame->interlaced_frame)
1124         print_interlace_msg(avctx, q);
1125
1126     if (*sync) {
1127         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1128         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1129         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),    NULL);
1130     } else {
1131         av_freep(&sync);
1132         av_packet_unref(&new_pkt);
1133         av_freep(&bs);
1134     }
1135
1136     return 0;
1137 }
1138
1139 int ff_qsv_encode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1140                   AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet)
1141 {
1142     int ret;
1143
1144     ret = encode_frame(avctx, q, frame);
1145     if (ret < 0)
1146         return ret;
1147
1148     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
1149         (!frame && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
1150         AVPacket new_pkt;
1151         mfxBitstream *bs;
1152         mfxSyncPoint *sync;
1153
1154         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1155         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1156         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),      NULL);
1157
1158         do {
1159             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
1160         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1161
1162         new_pkt.dts  = av_rescale_q(bs->DecodeTimeStamp, (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1163         new_pkt.pts  = av_rescale_q(bs->TimeStamp,       (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1164         new_pkt.size = bs->DataLength;
1165
1166         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR ||
1167             bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xIDR)
1168             new_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1169
1170 #if FF_API_CODED_FRAME
1171 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1172         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_I || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xI)
1173             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1174         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_P || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xP)
1175             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1176         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_B || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xB)
1177             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1178 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1179 #endif
1180
1181         av_freep(&bs);
1182         av_freep(&sync);
1183
1184         if (pkt->data) {
1185             if (pkt->size < new_pkt.size) {
1186                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Submitted buffer not large enough: %d < %d\n",
1187                        pkt->size, new_pkt.size);
1188                 av_packet_unref(&new_pkt);
1189                 return AVERROR(EINVAL);
1190             }
1191
1192             memcpy(pkt->data, new_pkt.data, new_pkt.size);
1193             pkt->size = new_pkt.size;
1194
1195             ret = av_packet_copy_props(pkt, &new_pkt);
1196             av_packet_unref(&new_pkt);
1197             if (ret < 0)
1198                 return ret;
1199         } else
1200             *pkt = new_pkt;
1201
1202         *got_packet = 1;
1203     }
1204
1205     return 0;
1206 }
1207
1208 int ff_qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1209 {
1210     QSVFrame *cur;
1211
1212     if (q->session)
1213         MFXVideoENCODE_Close(q->session);
1214     if (q->internal_session)
1215         MFXClose(q->internal_session);
1216     q->session          = NULL;
1217     q->internal_session = NULL;
1218
1219     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
1220     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
1221
1222     cur = q->work_frames;
1223     while (cur) {
1224         q->work_frames = cur->next;
1225         av_frame_free(&cur->frame);
1226         av_freep(&cur);
1227         cur = q->work_frames;
1228     }
1229
1230     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
1231         AVPacket pkt;
1232         mfxSyncPoint *sync;
1233         mfxBitstream *bs;
1234
1235         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &pkt,  sizeof(pkt),  NULL);
1236         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync, sizeof(sync), NULL);
1237         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,   sizeof(bs),   NULL);
1238
1239         av_freep(&sync);
1240         av_freep(&bs);
1241         av_packet_unref(&pkt);
1242     }
1243     av_fifo_free(q->async_fifo);
1244     q->async_fifo = NULL;
1245
1246     av_freep(&q->opaque_surfaces);
1247     av_buffer_unref(&q->opaque_alloc_buf);
1248
1249     av_freep(&q->extparam);
1250
1251     return 0;
1252 }