Merge commit '7c65a76b16bc3a44f1592acde2176f187a058797'
[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 && avctx->global_quality > 0 && !QSV_HAVE_ICQ){
291         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
292                "ICQ ratecontrol mode requested, but is not supported by this SDK version\n");
293         return AVERROR(ENOSYS);
294     }
295
296     if (want_qscale) {
297         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CQP;
298         rc_desc = "constant quantization parameter (CQP)";
299     }
300 #if QSV_HAVE_VCM
301     else if (want_vcm) {
302         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VCM;
303         rc_desc = "video conferencing mode (VCM)";
304     }
305 #endif
306 #if QSV_HAVE_LA
307     else if (want_la) {
308         rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA;
309         rc_desc = "VBR with lookahead (LA)";
310
311 #if QSV_HAVE_ICQ
312         if (avctx->global_quality > 0) {
313             rc_mode = MFX_RATECONTROL_LA_ICQ;
314             rc_desc = "intelligent constant quality with lookahead (LA_ICQ)";
315         }
316 #endif
317     }
318 #endif
319 #if QSV_HAVE_ICQ
320     else if (avctx->global_quality > 0) {
321         rc_mode = MFX_RATECONTROL_ICQ;
322         rc_desc = "intelligent constant quality (ICQ)";
323     }
324 #endif
325     else if (avctx->rc_max_rate == avctx->bit_rate) {
326         rc_mode = MFX_RATECONTROL_CBR;
327         rc_desc = "constant bitrate (CBR)";
328     } else if (!avctx->rc_max_rate) {
329         rc_mode = MFX_RATECONTROL_AVBR;
330         rc_desc = "average variable bitrate (AVBR)";
331     } else {
332         rc_mode = MFX_RATECONTROL_VBR;
333         rc_desc = "variable bitrate (VBR)";
334     }
335
336     q->param.mfx.RateControlMethod = rc_mode;
337     av_log(avctx, AV_LOG_VERBOSE, "Using the %s ratecontrol method\n", rc_desc);
338
339     return 0;
340 }
341
342 static int rc_supported(QSVEncContext *q)
343 {
344     mfxVideoParam param_out = { .mfx.CodecId = q->param.mfx.CodecId };
345     mfxStatus ret;
346
347     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &param_out);
348     if (ret < 0 ||
349         param_out.mfx.RateControlMethod != q->param.mfx.RateControlMethod)
350         return 0;
351     return 1;
352 }
353
354 static int init_video_param_jpeg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
355 {
356     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
357                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
358     const AVPixFmtDescriptor *desc;
359     int ret;
360
361     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
362     if (ret < 0)
363         return AVERROR_BUG;
364     q->param.mfx.CodecId = ret;
365
366     if (avctx->level > 0)
367         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
368     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
369
370     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
371     if (!desc)
372         return AVERROR_BUG;
373
374     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
375
376     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
377     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
378     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
379     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
380     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
381     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
382     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
383     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
384     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
385     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
386
387     q->param.mfx.FrameInfo.Width  = FFALIGN(avctx->width, 16);
388     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, 16);
389
390     if (avctx->hw_frames_ctx) {
391         AVHWFramesContext *frames_ctx    = (AVHWFramesContext *)avctx->hw_frames_ctx->data;
392         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
393         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
394         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
395     }
396
397     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
398         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
399         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
400     } else {
401         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
402         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
403     }
404
405     q->param.mfx.Interleaved          = 1;
406     q->param.mfx.Quality              = av_clip(avctx->global_quality, 1, 100);
407     q->param.mfx.RestartInterval      = 0;
408
409     return 0;
410 }
411
412 static int init_video_param(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
413 {
414     enum AVPixelFormat sw_format = avctx->pix_fmt == AV_PIX_FMT_QSV ?
415                                    avctx->sw_pix_fmt : avctx->pix_fmt;
416     const AVPixFmtDescriptor *desc;
417     float quant;
418     int ret;
419
420     ret = ff_qsv_codec_id_to_mfx(avctx->codec_id);
421     if (ret < 0)
422         return AVERROR_BUG;
423     q->param.mfx.CodecId = ret;
424
425     if (avctx->level > 0)
426         q->param.mfx.CodecLevel = avctx->level;
427
428     q->param.mfx.CodecProfile       = q->profile;
429     q->param.mfx.TargetUsage        = q->preset;
430     q->param.mfx.GopPicSize         = FFMAX(0, avctx->gop_size);
431     q->param.mfx.GopRefDist         = FFMAX(-1, avctx->max_b_frames) + 1;
432     q->param.mfx.GopOptFlag         = avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_CLOSED_GOP ?
433                                       MFX_GOP_CLOSED : 0;
434     q->param.mfx.IdrInterval        = q->idr_interval;
435     q->param.mfx.NumSlice           = avctx->slices;
436     q->param.mfx.NumRefFrame        = FFMAX(0, avctx->refs);
437     q->param.mfx.EncodedOrder       = 0;
438     q->param.mfx.BufferSizeInKB     = 0;
439
440     desc = av_pix_fmt_desc_get(sw_format);
441     if (!desc)
442         return AVERROR_BUG;
443
444     ff_qsv_map_pixfmt(sw_format, &q->param.mfx.FrameInfo.FourCC);
445
446     q->param.mfx.FrameInfo.CropX          = 0;
447     q->param.mfx.FrameInfo.CropY          = 0;
448     q->param.mfx.FrameInfo.CropW          = avctx->width;
449     q->param.mfx.FrameInfo.CropH          = avctx->height;
450     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioW   = avctx->sample_aspect_ratio.num;
451     q->param.mfx.FrameInfo.AspectRatioH   = avctx->sample_aspect_ratio.den;
452     q->param.mfx.FrameInfo.ChromaFormat   = MFX_CHROMAFORMAT_YUV420;
453     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthLuma   = desc->comp[0].depth;
454     q->param.mfx.FrameInfo.BitDepthChroma = desc->comp[0].depth;
455     q->param.mfx.FrameInfo.Shift          = desc->comp[0].depth > 8;
456
457     // TODO:  detect version of MFX--if the minor version is greater than
458     // or equal to 19, then can use the same alignment settings as H.264
459     // for HEVC
460     q->width_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
461     q->param.mfx.FrameInfo.Width = FFALIGN(avctx->width, q->width_align);
462
463     if (avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_INTERLACED_DCT) {
464         // it is important that PicStruct be setup correctly from the
465         // start--otherwise, encoding doesn't work and results in a bunch
466         // of incompatible video parameter errors
467         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF;
468         // height alignment always must be 32 for interlaced video
469         q->height_align = 32;
470     } else {
471         q->param.mfx.FrameInfo.PicStruct = MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE;
472         // for progressive video, the height should be aligned to 16 for
473         // H.264.  For HEVC, depending on the version of MFX, it should be
474         // either 32 or 16.  The lower number is better if possible.
475         q->height_align = avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_HEVC ? 32 : 16;
476     }
477     q->param.mfx.FrameInfo.Height = FFALIGN(avctx->height, q->height_align);
478
479     if (avctx->hw_frames_ctx) {
480         AVHWFramesContext *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
481         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
482         q->param.mfx.FrameInfo.Width  = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Width;
483         q->param.mfx.FrameInfo.Height = frames_hwctx->surfaces[0].Info.Height;
484     }
485
486     if (avctx->framerate.den > 0 && avctx->framerate.num > 0) {
487         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN = avctx->framerate.num;
488         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD = avctx->framerate.den;
489     } else {
490         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtN  = avctx->time_base.den;
491         q->param.mfx.FrameInfo.FrameRateExtD  = avctx->time_base.num;
492     }
493
494     ret = select_rc_mode(avctx, q);
495     if (ret < 0)
496         return ret;
497
498     switch (q->param.mfx.RateControlMethod) {
499     case MFX_RATECONTROL_CBR:
500     case MFX_RATECONTROL_VBR:
501 #if QSV_HAVE_VCM
502     case MFX_RATECONTROL_VCM:
503 #endif
504         q->param.mfx.BufferSizeInKB   = avctx->rc_buffer_size / 8000;
505         q->param.mfx.InitialDelayInKB = avctx->rc_initial_buffer_occupancy / 1000;
506         q->param.mfx.TargetKbps       = avctx->bit_rate / 1000;
507         q->param.mfx.MaxKbps          = avctx->rc_max_rate / 1000;
508         break;
509     case MFX_RATECONTROL_CQP:
510         quant = avctx->global_quality / FF_QP2LAMBDA;
511
512         q->param.mfx.QPI = av_clip(quant * fabs(avctx->i_quant_factor) + avctx->i_quant_offset, 0, 51);
513         q->param.mfx.QPP = av_clip(quant, 0, 51);
514         q->param.mfx.QPB = av_clip(quant * fabs(avctx->b_quant_factor) + avctx->b_quant_offset, 0, 51);
515
516         break;
517     case MFX_RATECONTROL_AVBR:
518         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
519         q->param.mfx.Convergence = q->avbr_convergence;
520         q->param.mfx.Accuracy    = q->avbr_accuracy;
521         break;
522 #if QSV_HAVE_LA
523     case MFX_RATECONTROL_LA:
524         q->param.mfx.TargetKbps  = avctx->bit_rate / 1000;
525         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
526         break;
527 #if QSV_HAVE_ICQ
528     case MFX_RATECONTROL_LA_ICQ:
529         q->extco2.LookAheadDepth = q->look_ahead_depth;
530     case MFX_RATECONTROL_ICQ:
531         q->param.mfx.ICQQuality  = avctx->global_quality;
532         break;
533 #endif
534 #endif
535     }
536
537     // the HEVC encoder plugin currently fails if coding options
538     // are provided
539     if (avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_HEVC) {
540         q->extco.Header.BufferId      = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION;
541         q->extco.Header.BufferSz      = sizeof(q->extco);
542
543         q->extco.PicTimingSEI         = q->pic_timing_sei ?
544                                         MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
545
546         if (q->rdo >= 0)
547             q->extco.RateDistortionOpt = q->rdo > 0 ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
548
549         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
550 #if FF_API_CODER_TYPE
551 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
552             if (avctx->coder_type >= 0)
553                 q->cavlc = avctx->coder_type == FF_CODER_TYPE_VLC;
554 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
555 #endif
556             q->extco.CAVLC = q->cavlc ? MFX_CODINGOPTION_ON
557                                       : MFX_CODINGOPTION_UNKNOWN;
558
559             if (avctx->strict_std_compliance != FF_COMPLIANCE_NORMAL)
560                 q->extco.NalHrdConformance = avctx->strict_std_compliance > FF_COMPLIANCE_NORMAL ?
561                                              MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
562
563             if (q->single_sei_nal_unit >= 0)
564                 q->extco.SingleSeiNalUnit = q->single_sei_nal_unit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
565             if (q->recovery_point_sei >= 0)
566                 q->extco.RecoveryPointSEI = q->recovery_point_sei ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
567             q->extco.MaxDecFrameBuffering = q->max_dec_frame_buffering;
568         }
569
570         q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco;
571
572 #if QSV_HAVE_CO2
573         if (avctx->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
574             q->extco2.Header.BufferId     = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2;
575             q->extco2.Header.BufferSz     = sizeof(q->extco2);
576
577             if (q->int_ref_type >= 0)
578                 q->extco2.IntRefType = q->int_ref_type;
579             if (q->int_ref_cycle_size >= 0)
580                 q->extco2.IntRefCycleSize = q->int_ref_cycle_size;
581             if (q->int_ref_qp_delta != INT16_MIN)
582                 q->extco2.IntRefQPDelta = q->int_ref_qp_delta;
583
584             if (q->bitrate_limit >= 0)
585                 q->extco2.BitrateLimit = q->bitrate_limit ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
586             if (q->mbbrc >= 0)
587                 q->extco2.MBBRC = q->mbbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
588             if (q->extbrc >= 0)
589                 q->extco2.ExtBRC = q->extbrc ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
590
591             if (q->max_frame_size >= 0)
592                 q->extco2.MaxFrameSize = q->max_frame_size;
593 #if QSV_HAVE_MAX_SLICE_SIZE
594             if (q->max_slice_size >= 0)
595                 q->extco2.MaxSliceSize = q->max_slice_size;
596 #endif
597
598 #if QSV_HAVE_TRELLIS
599             q->extco2.Trellis = q->trellis;
600 #endif
601
602 #if QSV_HAVE_BREF_TYPE
603 #if FF_API_PRIVATE_OPT
604 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
605             if (avctx->b_frame_strategy >= 0)
606                 q->b_strategy = avctx->b_frame_strategy;
607 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
608 #endif
609             if (q->b_strategy >= 0)
610                 q->extco2.BRefType = q->b_strategy ? MFX_B_REF_PYRAMID : MFX_B_REF_OFF;
611             if (q->adaptive_i >= 0)
612                 q->extco2.AdaptiveI = q->adaptive_i ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
613             if (q->adaptive_b >= 0)
614                 q->extco2.AdaptiveB = q->adaptive_b ? MFX_CODINGOPTION_ON : MFX_CODINGOPTION_OFF;
615 #endif
616
617             q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->extco2;
618
619 #if QSV_HAVE_LA_DS
620             q->extco2.LookAheadDS           = q->look_ahead_downsampling;
621 #endif
622         }
623 #endif
624     }
625
626     if (!rc_supported(q)) {
627         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
628                "Selected ratecontrol mode is not supported by the QSV "
629                "runtime. Choose a different mode.\n");
630         return AVERROR(ENOSYS);
631     }
632
633     return 0;
634 }
635
636 static int qsv_retrieve_enc_jpeg_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
637 {
638     int ret = 0;
639
640     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
641     if (ret < 0)
642         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
643                                   "Error calling GetVideoParam");
644
645     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * 1000;
646
647     // for qsv mjpeg the return value maybe 0 so alloc the buffer
648     if (q->packet_size == 0)
649         q->packet_size = q->param.mfx.FrameInfo.Height * q->param.mfx.FrameInfo.Width * 4;
650
651     return 0;
652 }
653
654 static int qsv_retrieve_enc_params(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
655 {
656     AVCPBProperties *cpb_props;
657
658     uint8_t sps_buf[128];
659     uint8_t pps_buf[128];
660
661     mfxExtCodingOptionSPSPPS extradata = {
662         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION_SPSPPS,
663         .Header.BufferSz = sizeof(extradata),
664         .SPSBuffer = sps_buf, .SPSBufSize = sizeof(sps_buf),
665         .PPSBuffer = pps_buf, .PPSBufSize = sizeof(pps_buf)
666     };
667
668     mfxExtCodingOption co = {
669         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION,
670         .Header.BufferSz = sizeof(co),
671     };
672 #if QSV_HAVE_CO2
673     mfxExtCodingOption2 co2 = {
674         .Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_CODING_OPTION2,
675         .Header.BufferSz = sizeof(co2),
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     };
686
687     int need_pps = avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
688     int ret;
689
690     q->param.ExtParam    = ext_buffers;
691     q->param.NumExtParam = FF_ARRAY_ELEMS(ext_buffers);
692
693     ret = MFXVideoENCODE_GetVideoParam(q->session, &q->param);
694     if (ret < 0)
695         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
696                                   "Error calling GetVideoParam");
697
698     q->packet_size = q->param.mfx.BufferSizeInKB * 1000;
699
700     if (!extradata.SPSBufSize || (need_pps && !extradata.PPSBufSize)) {
701         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No extradata returned from libmfx.\n");
702         return AVERROR_UNKNOWN;
703     }
704
705     avctx->extradata = av_malloc(extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize +
706                                  AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
707     if (!avctx->extradata)
708         return AVERROR(ENOMEM);
709
710     memcpy(avctx->extradata,                        sps_buf, extradata.SPSBufSize);
711     if (need_pps)
712         memcpy(avctx->extradata + extradata.SPSBufSize, pps_buf, extradata.PPSBufSize);
713     avctx->extradata_size = extradata.SPSBufSize + need_pps * extradata.PPSBufSize;
714     memset(avctx->extradata + avctx->extradata_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
715
716     cpb_props = ff_add_cpb_side_data(avctx);
717     if (!cpb_props)
718         return AVERROR(ENOMEM);
719     cpb_props->max_bitrate = avctx->rc_max_rate;
720     cpb_props->min_bitrate = avctx->rc_min_rate;
721     cpb_props->avg_bitrate = avctx->bit_rate;
722     cpb_props->buffer_size = avctx->rc_buffer_size;
723
724     dump_video_param(avctx, q, ext_buffers + 1);
725
726     return 0;
727 }
728
729 static int qsv_init_opaque_alloc(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
730 {
731     AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
732     mfxFrameSurface1 *surfaces;
733     int nb_surfaces, i;
734
735     nb_surfaces = qsv->nb_opaque_surfaces + q->req.NumFrameSuggested + q->async_depth;
736
737     q->opaque_alloc_buf = av_buffer_allocz(sizeof(*surfaces) * nb_surfaces);
738     if (!q->opaque_alloc_buf)
739         return AVERROR(ENOMEM);
740
741     q->opaque_surfaces = av_malloc_array(nb_surfaces, sizeof(*q->opaque_surfaces));
742     if (!q->opaque_surfaces)
743         return AVERROR(ENOMEM);
744
745     surfaces = (mfxFrameSurface1*)q->opaque_alloc_buf->data;
746     for (i = 0; i < nb_surfaces; i++) {
747         surfaces[i].Info      = q->req.Info;
748         q->opaque_surfaces[i] = surfaces + i;
749     }
750
751     q->opaque_alloc.Header.BufferId = MFX_EXTBUFF_OPAQUE_SURFACE_ALLOCATION;
752     q->opaque_alloc.Header.BufferSz = sizeof(q->opaque_alloc);
753     q->opaque_alloc.In.Surfaces     = q->opaque_surfaces;
754     q->opaque_alloc.In.NumSurface   = nb_surfaces;
755     q->opaque_alloc.In.Type         = q->req.Type;
756
757     q->extparam_internal[q->nb_extparam_internal++] = (mfxExtBuffer *)&q->opaque_alloc;
758
759     qsv->nb_opaque_surfaces = nb_surfaces;
760     qsv->opaque_surfaces    = q->opaque_alloc_buf;
761     qsv->opaque_alloc_type  = q->req.Type;
762
763     return 0;
764 }
765
766 static int qsvenc_init_session(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
767 {
768     int ret;
769
770     if (avctx->hwaccel_context) {
771         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
772         q->session = qsv->session;
773     } else if (avctx->hw_frames_ctx) {
774         q->frames_ctx.hw_frames_ctx = av_buffer_ref(avctx->hw_frames_ctx);
775         if (!q->frames_ctx.hw_frames_ctx)
776             return AVERROR(ENOMEM);
777
778         ret = ff_qsv_init_session_frames(avctx, &q->internal_session,
779                                          &q->frames_ctx, q->load_plugins,
780                                          q->param.IOPattern == MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY);
781         if (ret < 0) {
782             av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
783             return ret;
784         }
785
786         q->session = q->internal_session;
787     } else if (avctx->hw_device_ctx) {
788         ret = ff_qsv_init_session_device(avctx, &q->internal_session,
789                                          avctx->hw_device_ctx, q->load_plugins);
790         if (ret < 0)
791             return ret;
792
793         q->session = q->internal_session;
794     } else {
795         ret = ff_qsv_init_internal_session(avctx, &q->internal_session,
796                                            q->load_plugins);
797         if (ret < 0)
798             return ret;
799
800         q->session = q->internal_session;
801     }
802
803     return 0;
804 }
805
806 int ff_qsv_enc_init(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
807 {
808     int iopattern = 0;
809     int opaque_alloc = 0;
810     int ret;
811
812     q->param.AsyncDepth = q->async_depth;
813
814     q->async_fifo = av_fifo_alloc((1 + q->async_depth) *
815                                   (sizeof(AVPacket) + sizeof(mfxSyncPoint*) + sizeof(mfxBitstream*)));
816     if (!q->async_fifo)
817         return AVERROR(ENOMEM);
818
819     if (avctx->hwaccel_context) {
820         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
821
822         iopattern    = qsv->iopattern;
823         opaque_alloc = qsv->opaque_alloc;
824     }
825
826     if (avctx->hw_frames_ctx) {
827         AVHWFramesContext    *frames_ctx = (AVHWFramesContext*)avctx->hw_frames_ctx->data;
828         AVQSVFramesContext *frames_hwctx = frames_ctx->hwctx;
829
830         if (!iopattern) {
831             if (frames_hwctx->frame_type & MFX_MEMTYPE_OPAQUE_FRAME)
832                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_OPAQUE_MEMORY;
833             else if (frames_hwctx->frame_type &
834                      (MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_DECODER_TARGET | MFX_MEMTYPE_VIDEO_MEMORY_PROCESSOR_TARGET))
835                 iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_VIDEO_MEMORY;
836         }
837     }
838
839     if (!iopattern)
840         iopattern = MFX_IOPATTERN_IN_SYSTEM_MEMORY;
841     q->param.IOPattern = iopattern;
842
843     ret = qsvenc_init_session(avctx, q);
844     if (ret < 0)
845         return ret;
846
847     // in the mfxInfoMFX struct, JPEG is different from other codecs
848     switch (avctx->codec_id) {
849     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
850         ret = init_video_param_jpeg(avctx, q);
851         break;
852     default:
853         ret = init_video_param(avctx, q);
854         break;
855     }
856     if (ret < 0)
857         return ret;
858
859     ret = MFXVideoENCODE_Query(q->session, &q->param, &q->param);
860     if (ret == MFX_WRN_PARTIAL_ACCELERATION) {
861         av_log(avctx, AV_LOG_WARNING, "Encoder will work with partial HW acceleration\n");
862     } else if (ret < 0) {
863         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
864                                   "Error querying encoder params");
865     }
866
867     ret = MFXVideoENCODE_QueryIOSurf(q->session, &q->param, &q->req);
868     if (ret < 0)
869         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
870                                   "Error querying (IOSurf) the encoding parameters");
871
872     if (opaque_alloc) {
873         ret = qsv_init_opaque_alloc(avctx, q);
874         if (ret < 0)
875             return ret;
876     }
877
878     if (avctx->hwaccel_context) {
879         AVQSVContext *qsv = avctx->hwaccel_context;
880         int i, j;
881
882         q->extparam = av_mallocz_array(qsv->nb_ext_buffers + q->nb_extparam_internal,
883                                        sizeof(*q->extparam));
884         if (!q->extparam)
885             return AVERROR(ENOMEM);
886
887         q->param.ExtParam = q->extparam;
888         for (i = 0; i < qsv->nb_ext_buffers; i++)
889             q->param.ExtParam[i] = qsv->ext_buffers[i];
890         q->param.NumExtParam = qsv->nb_ext_buffers;
891
892         for (i = 0; i < q->nb_extparam_internal; i++) {
893             for (j = 0; j < qsv->nb_ext_buffers; j++) {
894                 if (qsv->ext_buffers[j]->BufferId == q->extparam_internal[i]->BufferId)
895                     break;
896             }
897             if (j < qsv->nb_ext_buffers)
898                 continue;
899
900             q->param.ExtParam[q->param.NumExtParam++] = q->extparam_internal[i];
901         }
902     } else {
903         q->param.ExtParam    = q->extparam_internal;
904         q->param.NumExtParam = q->nb_extparam_internal;
905     }
906
907     ret = MFXVideoENCODE_Init(q->session, &q->param);
908     if (ret < 0)
909         return ff_qsv_print_error(avctx, ret,
910                                   "Error initializing the encoder");
911     else if (ret > 0)
912         ff_qsv_print_warning(avctx, ret,
913                              "Warning in encoder initialization");
914
915     switch (avctx->codec_id) {
916     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
917         ret = qsv_retrieve_enc_jpeg_params(avctx, q);
918         break;
919     default:
920         ret = qsv_retrieve_enc_params(avctx, q);
921         break;
922     }
923     if (ret < 0) {
924         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error retrieving encoding parameters.\n");
925         return ret;
926     }
927
928     q->avctx = avctx;
929
930     return 0;
931 }
932
933 static void free_encoder_ctrl_payloads(mfxEncodeCtrl* enc_ctrl)
934 {
935     if (enc_ctrl) {
936         int i;
937         for (i = 0; i < enc_ctrl->NumPayload && i < QSV_MAX_ENC_PAYLOAD; i++) {
938             av_free(enc_ctrl->Payload[i]);
939         }
940         enc_ctrl->NumPayload = 0;
941     }
942 }
943
944 static void clear_unused_frames(QSVEncContext *q)
945 {
946     QSVFrame *cur = q->work_frames;
947     while (cur) {
948         if (cur->used && !cur->surface.Data.Locked) {
949             free_encoder_ctrl_payloads(&cur->enc_ctrl);
950             av_frame_unref(cur->frame);
951             cur->used = 0;
952         }
953         cur = cur->next;
954     }
955 }
956
957 static int get_free_frame(QSVEncContext *q, QSVFrame **f)
958 {
959     QSVFrame *frame, **last;
960
961     clear_unused_frames(q);
962
963     frame = q->work_frames;
964     last  = &q->work_frames;
965     while (frame) {
966         if (!frame->used) {
967             *f = frame;
968             frame->used = 1;
969             return 0;
970         }
971
972         last  = &frame->next;
973         frame = frame->next;
974     }
975
976     frame = av_mallocz(sizeof(*frame));
977     if (!frame)
978         return AVERROR(ENOMEM);
979     frame->frame = av_frame_alloc();
980     if (!frame->frame) {
981         av_freep(&frame);
982         return AVERROR(ENOMEM);
983     }
984     frame->enc_ctrl.Payload = av_mallocz(sizeof(mfxPayload*) * QSV_MAX_ENC_PAYLOAD);
985     if (!frame->enc_ctrl.Payload) {
986         av_freep(&frame);
987         return AVERROR(ENOMEM);
988     }
989     *last = frame;
990
991     *f = frame;
992     frame->used = 1;
993
994     return 0;
995 }
996
997 static int submit_frame(QSVEncContext *q, const AVFrame *frame,
998                         QSVFrame **new_frame)
999 {
1000     QSVFrame *qf;
1001     int ret;
1002
1003     ret = get_free_frame(q, &qf);
1004     if (ret < 0)
1005         return ret;
1006
1007     if (frame->format == AV_PIX_FMT_QSV) {
1008         ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1009         if (ret < 0)
1010             return ret;
1011
1012         qf->surface = *(mfxFrameSurface1*)qf->frame->data[3];
1013
1014         if (q->frames_ctx.mids) {
1015             ret = ff_qsv_find_surface_idx(&q->frames_ctx, qf);
1016             if (ret < 0)
1017                 return ret;
1018
1019             qf->surface.Data.MemId = &q->frames_ctx.mids[ret];
1020         }
1021     } else {
1022         /* make a copy if the input is not padded as libmfx requires */
1023         if (frame->height & 31 || frame->linesize[0] & (q->width_align - 1)) {
1024             qf->frame->height = FFALIGN(frame->height, q->height_align);
1025             qf->frame->width  = FFALIGN(frame->width, q->width_align);
1026
1027             ret = ff_get_buffer(q->avctx, qf->frame, AV_GET_BUFFER_FLAG_REF);
1028             if (ret < 0)
1029                 return ret;
1030
1031             qf->frame->height = frame->height;
1032             qf->frame->width  = frame->width;
1033             ret = av_frame_copy(qf->frame, frame);
1034             if (ret < 0) {
1035                 av_frame_unref(qf->frame);
1036                 return ret;
1037             }
1038         } else {
1039             ret = av_frame_ref(qf->frame, frame);
1040             if (ret < 0)
1041                 return ret;
1042         }
1043
1044         qf->surface.Info = q->param.mfx.FrameInfo;
1045
1046         qf->surface.Info.PicStruct =
1047             !frame->interlaced_frame ? MFX_PICSTRUCT_PROGRESSIVE :
1048             frame->top_field_first   ? MFX_PICSTRUCT_FIELD_TFF :
1049                                        MFX_PICSTRUCT_FIELD_BFF;
1050         if (frame->repeat_pict == 1)
1051             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FIELD_REPEATED;
1052         else if (frame->repeat_pict == 2)
1053             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_DOUBLING;
1054         else if (frame->repeat_pict == 4)
1055             qf->surface.Info.PicStruct |= MFX_PICSTRUCT_FRAME_TRIPLING;
1056
1057         qf->surface.Data.PitchLow  = qf->frame->linesize[0];
1058         qf->surface.Data.Y         = qf->frame->data[0];
1059         qf->surface.Data.UV        = qf->frame->data[1];
1060     }
1061
1062     qf->surface.Data.TimeStamp = av_rescale_q(frame->pts, q->avctx->time_base, (AVRational){1, 90000});
1063
1064     *new_frame = qf;
1065
1066     return 0;
1067 }
1068
1069 static void print_interlace_msg(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1070 {
1071     if (q->param.mfx.CodecId == MFX_CODEC_AVC) {
1072         if (q->param.mfx.CodecProfile == MFX_PROFILE_AVC_BASELINE ||
1073             q->param.mfx.CodecLevel < MFX_LEVEL_AVC_21 ||
1074             q->param.mfx.CodecLevel > MFX_LEVEL_AVC_41)
1075             av_log(avctx, AV_LOG_WARNING,
1076                    "Interlaced coding is supported"
1077                    " at Main/High Profile Level 2.1-4.1\n");
1078     }
1079 }
1080
1081 static int encode_frame(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1082                         const AVFrame *frame)
1083 {
1084     AVPacket new_pkt = { 0 };
1085     mfxBitstream *bs;
1086
1087     mfxFrameSurface1 *surf = NULL;
1088     mfxSyncPoint *sync     = NULL;
1089     QSVFrame *qsv_frame = NULL;
1090     mfxEncodeCtrl* enc_ctrl = NULL;
1091     int ret;
1092
1093     if (frame) {
1094         ret = submit_frame(q, frame, &qsv_frame);
1095         if (ret < 0) {
1096             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error submitting the frame for encoding.\n");
1097             return ret;
1098         }
1099     }
1100     if (qsv_frame) {
1101         surf = &qsv_frame->surface;
1102         enc_ctrl = &qsv_frame->enc_ctrl;
1103     }
1104
1105     ret = av_new_packet(&new_pkt, q->packet_size);
1106     if (ret < 0) {
1107         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Error allocating the output packet\n");
1108         return ret;
1109     }
1110
1111     bs = av_mallocz(sizeof(*bs));
1112     if (!bs) {
1113         av_packet_unref(&new_pkt);
1114         return AVERROR(ENOMEM);
1115     }
1116     bs->Data      = new_pkt.data;
1117     bs->MaxLength = new_pkt.size;
1118
1119     if (q->set_encode_ctrl_cb) {
1120         q->set_encode_ctrl_cb(avctx, frame, &qsv_frame->enc_ctrl);
1121     }
1122
1123     sync = av_mallocz(sizeof(*sync));
1124     if (!sync) {
1125         av_freep(&bs);
1126         av_packet_unref(&new_pkt);
1127         return AVERROR(ENOMEM);
1128     }
1129
1130     do {
1131         ret = MFXVideoENCODE_EncodeFrameAsync(q->session, enc_ctrl, surf, bs, sync);
1132         if (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY)
1133             av_usleep(500);
1134     } while (ret == MFX_WRN_DEVICE_BUSY || ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1135
1136     if (ret > 0)
1137         ff_qsv_print_warning(avctx, ret, "Warning during encoding");
1138
1139     if (ret < 0) {
1140         av_packet_unref(&new_pkt);
1141         av_freep(&bs);
1142         av_freep(&sync);
1143         return (ret == MFX_ERR_MORE_DATA) ?
1144                0 : ff_qsv_print_error(avctx, ret, "Error during encoding");
1145     }
1146
1147     if (ret == MFX_WRN_INCOMPATIBLE_VIDEO_PARAM && frame->interlaced_frame)
1148         print_interlace_msg(avctx, q);
1149
1150     if (*sync) {
1151         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1152         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1153         av_fifo_generic_write(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),    NULL);
1154     } else {
1155         av_freep(&sync);
1156         av_packet_unref(&new_pkt);
1157         av_freep(&bs);
1158     }
1159
1160     return 0;
1161 }
1162
1163 int ff_qsv_encode(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q,
1164                   AVPacket *pkt, const AVFrame *frame, int *got_packet)
1165 {
1166     int ret;
1167
1168     ret = encode_frame(avctx, q, frame);
1169     if (ret < 0)
1170         return ret;
1171
1172     if (!av_fifo_space(q->async_fifo) ||
1173         (!frame && av_fifo_size(q->async_fifo))) {
1174         AVPacket new_pkt;
1175         mfxBitstream *bs;
1176         mfxSyncPoint *sync;
1177
1178         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &new_pkt, sizeof(new_pkt), NULL);
1179         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync,    sizeof(sync),    NULL);
1180         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,      sizeof(bs),      NULL);
1181
1182         do {
1183             ret = MFXVideoCORE_SyncOperation(q->session, *sync, 1000);
1184         } while (ret == MFX_WRN_IN_EXECUTION);
1185
1186         new_pkt.dts  = av_rescale_q(bs->DecodeTimeStamp, (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1187         new_pkt.pts  = av_rescale_q(bs->TimeStamp,       (AVRational){1, 90000}, avctx->time_base);
1188         new_pkt.size = bs->DataLength;
1189
1190         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_IDR ||
1191             bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xIDR)
1192             new_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
1193
1194 #if FF_API_CODED_FRAME
1195 FF_DISABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1196         if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_I || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xI)
1197             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
1198         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_P || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xP)
1199             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_P;
1200         else if (bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_B || bs->FrameType & MFX_FRAMETYPE_xB)
1201             avctx->coded_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_B;
1202 FF_ENABLE_DEPRECATION_WARNINGS
1203 #endif
1204
1205         av_freep(&bs);
1206         av_freep(&sync);
1207
1208         if (pkt->data) {
1209             if (pkt->size < new_pkt.size) {
1210                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Submitted buffer not large enough: %d < %d\n",
1211                        pkt->size, new_pkt.size);
1212                 av_packet_unref(&new_pkt);
1213                 return AVERROR(EINVAL);
1214             }
1215
1216             memcpy(pkt->data, new_pkt.data, new_pkt.size);
1217             pkt->size = new_pkt.size;
1218
1219             ret = av_packet_copy_props(pkt, &new_pkt);
1220             av_packet_unref(&new_pkt);
1221             if (ret < 0)
1222                 return ret;
1223         } else
1224             *pkt = new_pkt;
1225
1226         *got_packet = 1;
1227     }
1228
1229     return 0;
1230 }
1231
1232 int ff_qsv_enc_close(AVCodecContext *avctx, QSVEncContext *q)
1233 {
1234     QSVFrame *cur;
1235
1236     if (q->session)
1237         MFXVideoENCODE_Close(q->session);
1238     if (q->internal_session)
1239         MFXClose(q->internal_session);
1240     q->session          = NULL;
1241     q->internal_session = NULL;
1242
1243     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.hw_frames_ctx);
1244     av_buffer_unref(&q->frames_ctx.mids_buf);
1245
1246     cur = q->work_frames;
1247     while (cur) {
1248         q->work_frames = cur->next;
1249         av_frame_free(&cur->frame);
1250         av_free(cur->enc_ctrl.Payload);
1251         av_freep(&cur);
1252         cur = q->work_frames;
1253     }
1254
1255     while (q->async_fifo && av_fifo_size(q->async_fifo)) {
1256         AVPacket pkt;
1257         mfxSyncPoint *sync;
1258         mfxBitstream *bs;
1259
1260         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &pkt,  sizeof(pkt),  NULL);
1261         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &sync, sizeof(sync), NULL);
1262         av_fifo_generic_read(q->async_fifo, &bs,   sizeof(bs),   NULL);
1263
1264         av_freep(&sync);
1265         av_freep(&bs);
1266         av_packet_unref(&pkt);
1267     }
1268     av_fifo_free(q->async_fifo);
1269     q->async_fifo = NULL;
1270
1271     av_freep(&q->opaque_surfaces);
1272     av_buffer_unref(&q->opaque_alloc_buf);
1273
1274     av_freep(&q->extparam);
1275
1276     return 0;
1277 }